Drosophila


Jan de Zutter  2000-03-27  Toekomst van de geneeskunde verborgen in het fruitvliegje=  Wetenschappers brengen volledig  genoom  Drosophila in kaart

Het volledige genoom van het fruitvliegje – het  biochemische recept om het fruitvliegje te maken, zeg maar – is bekend.

Dat baanbrekende werk werd gepubliceerd in het recente nummer van het tijdschrift Science en zet de deuren wagenwijd open om nieuwe therapieën te ontwikkelen voor allerlei ziektes bij de mens.

 

modelorganisme  en proefdier

Modelorganisme en proefdier

°

Wij kennen het fruitvliegje (Drosophila melanogaster) als het minuscule, vervelende beestje dat soms in wolken rond de fruitmand of de GFT-bak hangt.

°

Nochtans heeft het vliegje de wetenschap nagenoeg alle basisinformatie geleverd over genetica, waaronder de ontdekking in 1916 dat de genen zich bevinden op lange strengen in de cellen die we chromosomen noemen.

Tot vandaag(27 03 2000)  is het fruitvliegje het ‘grootste dier’ dat zijn genoom heeft prijsgegeven.

Die vondst zal ongetwijfeld een belangrijke impact hebben op de gezondheid van de mens, want het fruitvliegje wordt al bijna een eeuw lang intensief bestudeerd. Omdat het diertje maar enkele weken leeft, is het gemakkelijk om na te gaan hoe genetische veranderingen zich voortzetten in de volgende generaties vliegjes. Het is daarom de belangrijkste laboratoriumsoort om te ontdekken hoe bepaalde kenmerken van levende wezens, en dus ook van mensen, gecodeerd zijn in de genen.

Van het fruitvliegje zijn honderden afwijkingen in de genen bekend”, zegt professor dr. Jean-Jacques Cassiman, van het instituut voor menselijke erfelijkheid van de KU Leuven. “Van de meeste van die afwijkingen weten we welke gevolgen die hebben op de gezondheid van het vliegje. We kunnen dus precies zeggen dat een afwijking op een bepaald gen verantwoordelijk is voor een bepaalde ziekte. Maar omdat er zoveel overeenkomsten zijn met het menselijk genetisch materiaal, kunnen we – als we menselijke genen ontdekken – nagaan bij het fruitvliegje waarvoor die genen dienen.”

Ongeveer 60 procent van het genetisch materiaal van Drosophila is ook aan te treffen bij de mens, waaronder genen die betrekking hebben op nierziekten, de ziekte van Alzheimer en kanker. En bijna 70 procent van bij de mens bekende genen die kwalen veroorzaken, werd bij het vliegje teruggevonden.

Drosophila heeft zo’n 13.600 genen, waarvan de functie al bekend is voor de helft daarvan.    De mens zou zo’n 80.000 tot 100.000 genen hebben.  

***  UPDATE  :   –> ondertussen dus teruggedraaid tot zo’n 20.000 genen voor de mens   –>  http://www.umcg.nl/NL/UMCG/Afdelingen/Genetica/patienten/wat%20is%20erfelijkheid/chromosomendna/Pages/default.aspx

 

De kennis van de functie van de genen zal in de toekomst bijzonder belangrijk zijn voor de ontwikkeling van nieuwe medicijnen.

Het genoom van het fruitvliegje is belangrijker om nieuwe therapieën te ontwikkelen dan dat van de muis of zelfs dat van de mens, zeggen wetenschappers.

Niet alleen is de biochemie van het vliegje vergelijkbaar met die van de mens, er kunnen met het beestje experimenten uitgevoerd worden die bij mensen ondenkbaar zouden zijn.

Best bestudeerde laboratoriumvliegje heeft heel wat genen gelijk met de mens

 

Verstandelijk gehandicapte fruitvlieg is te genezen

07 januari 2011   2
Persbericht UMC St Radboud

Wetenschappers van het UMC St Radboud hebben ontdekt dat een erfelijke verstandelijke beperking bij volwassen fruitvliegen te genezen is. Hun onderzoek gooit de manier waarop wij naar verstandelijke handicaps kijken overhoop: blijkbaar zijn deze niet zo chronisch en onveranderlijk als we denken. En dat biedt hoop. Ook voor mensen met een verstandelijke handicap.

Zo op het eerste gezicht heeft een fruitvlieg niets met de mens gemeen, maar schijn bedriegt. De genen van mensen en fruitvliegen lijken namelijk wel heel erg op elkaar. Om te achterhalen hoe ingewikkelde zaken zoals leren en herinneren bij mensen werken, is de fruitvlieg zeer geschikt.

Kleefstra Syndroom
De wetenschappers wilden meer weten over het Kleefstra Syndroom. Deze aandoening komt voort uit een foutje in het EHMT-gen en leidt tot leerproblemen en verstandelijke handicaps. “EHMT speelt een rol in de verpakking van diverse andere genen,” legt onderzoeker Hans van Bokhoven uit. “Die verpakking is erg belangrijk. Of genen actief kunnen worden of niet, ligt voor een belangrijk deel aan hun verpakking. Door mutaties in het EHMT-gen wordt een aantal genen niet meer op de juiste manier ingepakt, waardoor die genen worden uitgeschakeld terwijl ze juist actief zouden moeten zijn.”

WIST U DAT…
…honger ervoor zorgt dat de fruitvlieg niet kan slapen?

Uitgeschakeld
Om te kijken wat er nu precies misgaat bij mensen met het Kleefstra Syndroom richtten de onderzoekers zich tot de fruitvlieg. Om te zien hoe zij reageerden op een foutje in het EHMT-gen schakelden de wetenschappers dit gen uit. “Op het eerste gezicht is er niets aan de hand,” vertelt onderzoeker Jamie Kramer. “Ze bewegen normaal en reageren goed op licht en donker. Maar als je de hogere cognitieve functies test, zoals leren en geheugen, dan vertonen fruitvliegen óók problemen.” Bijvoorbeeld bij het paren. “Zet je een mannelijke fruitvlieg voor het eerst bij een vrouwtje, dan begint hij meteen te flirten. Heeft een vrouwtje al gepaard, dan wijst ze de toenaderingen resoluut af. Na enige tijd heeft het mannetje dat in de gaten en nemen zijn paarpogingen af. Bovendien houdt hij die teleurstellende ervaring zeker een week in zijn geheugen vast, dat is namelijk af te lezen aan zijn verdere gedrag. De gemuteerde fruitvliegen blijken hardleers. Ze passen hun gedrag niet aan, leren niets van de situatie en slaan de ervaring niet op.”

Verdwenen
Maar pas echt interessant wordt het als de onderzoekers het EHMT-gen in de fruitvliegjes weer ‘aanzetten’. “Kramer heeft het EHMT-gen in fruitvliegen niet alleen uitgeschakeld zodat er geheugenproblemen ontstaan, maar dit gen in volwassen fruitvliegen daarna ook weer aangezet,” vertelt Van Boshoven. “Dan zien we dat de geheugenproblemen weer verdwijnen! Lange tijd hebben onderzoekers gedacht dat verstandelijke handicaps altijd het gevolg zijn van een ontwikkelingsstoornis waaraan je niets meer kunt veranderen. Bij de fruitvlieg blijkt het in dit geval wél mogelijk. De consequenties voor de mens moeten we nog verder uitzoeken, maar het biedt interessante perspectieven voor de ontwikkeling van nieuwe therapieën.”

Belangrijker
Door de studie hebben de onderzoekers ook beter zicht gekregen op de oorzaak van de mutaties in het EHMT-gen. Het gen blijkt belangrijker dan gedacht en maar liefst tweederde van de genen die (voor zover wij weten) betrokken zijn bij geheugen en herinnering te controleren.

De veelbelovende resultaten moedigen de onderzoekers aan om verder te gaan, zo legt onderzoeker Annette Schenck uit. “Op basis van dit succes doet mijn onderzoeksgroep nu grootschalig fruitvliegonderzoek naar meer dan driehonderd genen die betrokken zijn bij aangeboren aandoeningen met verstandelijke handicaps bij de mens.”

Fruitvlieg geeft een uniek inkijkje in ons eigen verstand

01 december 2013 7

fruitvlieg

Ongelofelijk maar waar, fruitvliegjes worden al sinds het begin van de vorige eeuw op grote schaal gebruikt als modelorganismen bij wetenschappelijk onderzoek en de laatste tien jaar ook voor onderzoek naar menselijke ziektes. Hoewel de soms irritante vliegjes fysiek gezien niet op de mens lijken, zijn er wel degelijk overeenkomsten. Hierdoor zijn ze voor wetenschappers een fantastisch proefdier.

“Fruitvliegen hebben veel meer verstand dan we denken.”

In 1900 begon Thomas Hunt Morgan, een Amerikaanse geneticus en embryoloog, met het bestuderen van mutaties in de fruitvlieg (Drosophila melanogaster). In zijn beroemde vliegenkamer aan de Columbia University kon Morgan demonstreren dat genen op chromosomen liggen en de basis zijn voor de erfelijkheid. Als resultaat van zijn werk werd de fruitvlieg een belangrijk modelorganisme.

Maar wat hebben de mens en een fruitvlieg gemeen?

Doordat de mens zich heeft ontwikkeld uit organismen die eerder in de evolutie opdoken, weten we dat het menselijke brein voor een belangrijk deel is opgebouwd uit genen die de fruitvlieg ook heeft. Met name de neurologische processen en het zenuwstelsel van een fruitvlieg komen voor een groot gedeelte overeen met de mens. Ongeveer 75 procent van de genen die kunnen leiden tot ziektes in de mens, komen ook voor in de fruitvlieg.

Hox-genen
In navolging van Morgan gingen wetenschappers verder op onderzoek uit. Christiane Nusslein-Volhard en Eric F. Wieschaus identificeerden de Hox-genen, die van groot belang zijn bij het bepalen van het bouwplan en de vorming van lichaamsdelen van de fruitvlieg. Hox-genen spelen een belangrijke rol in de embryonale ontwikkeling van een organisme. Tijdens de ontwikkeling van de fruitvlieg als embryo vormt het lichaam zich onder meer door een reeks segmenten die achter elkaar liggen. In het begin zijn al die segmenten hetzelfde, maar al snel gaat elk segment er anders uitzien. Bij de mens zorgen de Hox-genen er bijvoorbeeld voor dat de armen en benen op de juiste plaats zitten en dat de vingers aan de handen zitten. Onjuiste expressie van Hox-genen kan leiden tot grote veranderingen in het uiterlijk en het gedrag.

Bekend is dat iedere cel dezelfde genen bevat (1) . Zogenaamde Hox-eiwitten zorgen ervoor dat sommige genen aan staan en andere uit. Ze zetten in het hoofd genen aan die daar belangrijk zijn (zoals voor de ontwikkeling van de ogen) en zetten andere genen uit (bijvoorbeeld genen voor de ontwikkeling van uw tenen). Hox-genen werden voor het eerst gevonden in de fruitvlieg en nadien in vele andere soorten. De volgorde en eigenschappen van de Hox-genen bij de fruitvlieg en de mens komen grotendeels overeen.

Hox-genen die verantwoordelijk zijn voor de genexpressie van de fruitvlieg. Genexpressie is het proces waarbij informatie in een gen tot uiting komt. Illustratie: Wikimedia Commons.

Hox-genen die verantwoordelijk zijn voor de genexpressie van de fruitvlieg. Genexpressie is het proces waarbij informatie in een gen tot uiting komt. Illustratie: Wikimedia Commons

Onderzoek
De ontdekking van de Hox-genen laat zien dat fruitvliegen belangrijk zijn voor wetenschappelijk onderzoek. Nog steeds worden fruitvliegen, als modelorganismen, op grote schaal gebruikt bij onderzoek. “De fruitvlieg wordt gebruikt als een genetisch model voor verscheidene menselijke ziekten, waaronder neurologische aandoeningen als Parkinson, Huntington en Alzheimer,” vertelt Merel Oortveld, onderzoeker aan het Radboud UMC. De vlieg wordt ook gebruikt om de onderliggende mechanismen van veroudering, diabetes, hartziekten en kanker te bestuderen. “Fruitvliegen hebben een aantal eigenschappen waardoor ze zich goed voor onderzoek lenen en daardoor ideale proefdieren zijn. De vliegjes zijn gemakkelijk en in grote aantallen te kweken. Een generatie duurt onder gunstige omstandigheden slechts acht dagen.”

“Wij kunnen met fruitvliegjes heel snel werken en tegelijkertijd meerdere experimenten inzetten. In tegenstelling tot muizen als proefdier, hoeven we het gebruik van fruitvliegen voor experimenten niet eerst aan te vragen bij een ethische commissie en dat scheelt behoorlijk wat tijd in het onderzoeksproces. Nadeel is dat een vlieg genetisch gezien verder afstaat van de muis en de mens.” Muizen lijken overbodig, maar dat is zeker niet het geval. “Fruitvliegen hebben bijvoorbeeld geen huid en zijn daardoor niet geschikt voor onderzoek naar huidziekten. Hier worden muizen en menselijk huidcellen voor gebruikt. Daarnaast is het in de meeste gevallen belangrijk dat het resultaat van een fruitvliegonderzoek bevestigd wordt in een muizenmodel,” zegt Oortveld. Het is per ziekte en onderzoeksvraag afhankelijk welk model wordt gebruikt.

Fruitvliegen met  en zonder werkend RNA-interferentiemechanisme. Foto: Wikimedia Commons

Fruitvliegen met en zonder werkend RNA-interferentiemechanisme. Foto: Wikimedia Commons

RNA-interferentie
Wat kunnen onderzoekers nou eigenlijk met een fruitvlieg onderzoeken en hoe werkt dat?

Omdat de fruitvlieg een simpel organisme is, kunnen vliegen met defecten snel ‘gemaakt’ geworden. De techniek die hiervoor gebruikt wordt, heet RNA-interferentie. RNA-interferentie is een slimme methode waarmee genen stuk voor stuk worden uitgeschakeld. Dit kan helpen om de functie van deze genen te achterhalen. “Wij bestellen de vliegjes in Oostenrijk. Voor elk gen, dat zijn er 14.000 in een fruitvlieg, is er wel een vliegenlijn beschikbaar. Mutaties bij muizen maken, duurt vaak wel één tot twee jaar. Doordat de fruitvliegjes snel beschikbaar zijn, kunnen wij snel aan de slag,” zegt Oortveld.

Fruitvliegjes met een verstandelijke beperking
Fruitvliegen hebben veel meer verstand dan we denken. Wie wil weten welke genen verstandelijke beperkingen bij de mens veroorzaken, kan een fruitvlieg met dezelfde genetische defecten onderzoeken. Oortveld en haar collega Annette Schenck van het Radboud UMC hebben, met fruitvliegjes als proefdier, onderzoek gedaan naar de (samenwerkende) genen die verstandelijke beperkingen bij de mens veroorzaken. Het probleem bij onderzoek naar verstandelijke beperkingen is dat het onderdeel uitmaakt van vaak zeer uiteenlopende ziektebeelden. Er zijn meer dan 400 genen bekend die een verstandelijke beperking kunnen veroorzaken en misschien loopt dat aantal de komende jaren wel op tot 1000. Juist dit grote aantal genen en de enorme diversiteit aan ziektebeelden maken een goed overzicht van de onderliggende genetische en moleculaire verbanden erg moeilijk.

Onderzoekers hebben al enige tijd het idee dat de genen voor verstandelijke handicaps in een aantal groepen zijn in te delen. Voor een prima functionerend menselijk brein moeten zenuwcellen worden aangelegd door een ‘bouwgroep’. Bij de vroege ontwikkeling van het brein worden ontzettend veel zenuwcellen versleept door een ‘mobiliteitsgroep’ en er is ook een ‘communicatiegroep’ van genen die ervoor zorgen dat zenuwcellen met elkaar kunnen praten. Met deze kennis kan men een soort genetische, biochemische blauwdruk van het menselijke verstand maken. Die toont niet alleen hoe het verstand in elkaar zit, maar óók wat daarbij kan misgaan waardoor verstandelijke beperkingen ontstaan. “Onderzoek naar dergelijke groepen kun je in de mens niet zo gemakkelijk doen. In de fruitvlieg kunnen we heel goed onderzoeken hoe, waar en wanneer de genen en groepen van genen precies werken.”

Medicijnen en therapie
Oortveld en Schenk vonden 26 functionele groepen van genen (denk aan de eerder genoemde bouw- of communicatiegroep) die een verstandelijke handicap kunnen veroorzaken. Daarnaast vonden ze zestien nieuwe genen die een rol spelen bij de communicatie tussen hersencellen onderling (neurotransmissie). En ook nog drie nieuwe genen die essentieel zijn voor de ontwikkeling van de ruimte tussen twee hersencellen (synaps). “Hoewel we lang dachten dat aan een verstandelijke beperking niets te doen is, blijkt dat soms toch mogelijk. In een klein aantal fruitvliegmodellen en muismodellen is het mogelijk de hersenfunctie van de dieren te verbeteren, nadat ze zijn opgegroeid met de genetische defecten. Als er dan een middel wordt gevonden om dat probleem aan te pakken, dan werkt dat middel mogelijk ook voor al die andere genetische foutjes die in dezelfde groep zitten. We hopen dat we zo de ontwikkeling van een therapie voor patiënten kunnen versnellen,” benadrukt Oortveld. Zo geeft de fruitvlieg ons een uniek inkijkje in ons eigen verstand. En dat is belangrijk, want met deze kennis wordt het in de toekomst wellicht mogelijk om meerdere ziektebeelden die samenhangen met een verstandelijke beperking met maar één medicijn te behandelen.

Bronmateriaal:
Interview met Merel Oortveld -Radboud UMC
Oorzaken verstandelijke beperkingen beter in beeld” – ru.nl
Ecyclopedia of Life; Drosophila melanogaster, Common Fruit Fly” – eol.org
Thomas Hunt Morgan: Genes, Chromosomes, and the Origins of Modern Biology” – columbia.edu
De foto bovenaan dit artikel is gemaakt door Chris Fifield-Smith (via Flickr.com).

(1)

  • Oh ja? en dit dan?;

    http://laboratorium.nl/onderzo…

    • Interessante link, maar het is nog niet lang bekend dat er zulke grote DNA verschillen zijn tussen individuele cellen. Het is ook nog in onderzoek. Waarschijnlijk is bij dit verhaal daarmee nog geen rekening gehouden.

WIST U DAT…

een fruitvlieg net als de mens ook nierstenen kan krijgen?

°

https://tsjok45.wordpress.com/2012/09/03/evodisku/

Drosophila Melanogaster: de fruitvlieg

Drosophila Melanogaster: de fruitvlieg   <–klik

De fruitvlieg (Drosophila Melanogaster) is een klein vliegje die als stam de geleedpotigen heeft, als klasse de insecten en bij de orde tweevleugelige hoort. Er zijn veel meer andere soorten fruitvliegen maar Drosophila Melanogaster is het bekendste…

 

Algemene gegevens

De naam van de vlieg is gemakkelijk te verklaren. Omdat de vlieg voornamelijk leeft van levende gistcellen die voornamelijk in rottend fruit te vinden zijn, wordt deze vlieg ‘fruitvlieg’ genoemd. De vlieg is drie tot vier millimeter groot en de huid is geelbruin. In veertien dagen tijd heeft de fruitvlieg zich ontwikkeld van een ei tot made, van made tot pop en als laatst van pop tot een volwassen vlieg. Voordat de volwassen vlieg uit de pop kruipt hebben er drie larvenstadia en één popstadium opgetreden. De generatietijd van een fruitvlieg is ongeveer 14 dagen in het laboratorium. Iedere vrouwelijke fruitvlieg kan honderden nakomelingen voortbrengen.

Waarom is de fruitvlieg geschikt voor onderzoek?

Ten eerst hebben fruitvliegjes in totaal maar 8 chromosomen (4 chromosoom-paren). Ten tweede bevatten de speekselklieren van de fruitvlieg speciale en ongewoon dikke chromosomen. Dit wordt veroorzaakt door dat de DNA-strengen van een chromosoom zich na verdubbeling niet van elkaar losmaken. In plaats hiervan blijven de DNA-strengen parallel naast elkaar liggen. Nadat de chromosomen zijn gekleurd zijn ze met een lichtmicroscoop goed te zien. Deze eigenschap maakt de fruitvlieg een erg geschikt proefdier voor genetisch onderzoek. Vooral in de tijd dat er nog geen moleculaire onderzoekstechnieken waren werden fruitvliegjes veel gebruikt. De speekselklierchromosomen vertonen na kleuring en bewerking een bandstructuur. De bandenstructuur van de actieve regionen van het chromosoom is anders gekleurd dan de bandenstructuur met de rustende regionen. Dankzij deze twee eigenschappen is het erg gemakkelijk om het erfelijke materiaal van de fruitvlieg te bestuderen.

D melanogaster

 

 

Afbeelding 1. De chromosomen van een vrouwtjes fruitvlieg (XX) en mannetjes fruitvlieg (XY)
Afbeelding 1. De chromosomen van een vrouwtjes fruitvlieg (XX) en mannetjes fruitvlieg (XY)

Genetica van de fruitvlieg

Een vrouwtjesfruitvlieg heeft het genotype XX. Als je naar het fenotype van een vrouwtjes fruitvlieg kijkt zie je dat het achterlijf langwerpig en spits is. Het vrouwtje heeft zes smalle, donkere banden op het achterlijf. De gehele punt van het achterlijf van het vrouwtje is donkergekleurd. Een mannetjesfruitvlieg bezit het genotype XY. Als je naar het fenotype van het mannetje kijkt, zie je dat het mannetje een stuk kleiner is dan het vrouwtje. Het achterlijf van het mannetje bezit twee banden en een zwarte punt, terwijl het vrouwtje zes banden heeft welke zijn verdeeld over het hele achterlijf. Daarnaast is het mannetjes achterlijf afgerond, terwijl het vrouwtje een langwerpig en spits achterlijf heeft. Hierdoor zijn de mannetjes en vrouwtjes goed van elkaar te onderscheiden waardoor ze goed te gebruiken zijn voor de studie naar genetica.

Afbeelding 2. Vier verschillende soorten fruitvliegjes
Afbeelding 2. Vier verschillende soorten fruitvliegjes

Mutaties van de fruitvlieg

Er zeel heel veel verschillende mutanten van de fruitvlieg gekweekt. Waarschijnlijk wel duizenden. Hierbij is een stukje DNA veranderd, waardoor het DNA een andere code bevat. Het kan dus zijn dat er geen of veranderde eiwitten aangemaakt worden in de fruitvlieg. Deze verandering zorgt voor andere eigenschappen bij de gemuteerde fruitvlieg. In sommige gevallen zijn deze veranderingen zichtbaar zoals bij de volgende typen:

  • Vestigal fruitvlieg: vestigal heeft vleugelstompjes, maar heeft wel gewoon rode ogen zoals de wildtype vlieg.
  • Ebony fruitvlieg: deze mutant heeft gewone vleugels maar heeft een donkere huid in plaats van een geelbruine huid, die de wildtype bezit.
  • White-eye fruitvlieg: de white-eye fruitvlieg ziet er precies hetzelfde uit als de wildtype maar heeft alleen witte ogen in plaats van de wildtype rode ogen.
  • Wildtype fruitvlieg: deze fruitvlieg heeft geen mutaties. Deze vlieg heeft een geelbruine huid en rode ogen.

 

Het belang van fruitvliegonderzoek

Het belang van de fruitvlieg onderzoek is dat de moleculaire biologie en genetica naar een heel nieuw level zijn gebracht. Het aantal onderzoeken dat tegenwoordig met fruitvliegen wordt gedaan is afgenomen maar het blijft een belangrijk laboratoriumproefdiertje.

De fruitvlieg: onmisbaar voor de wetenschap

De fruitvlieg: onmisbaar voor de wetenschap   <–klik

De fruitvlieg (Drosophila melanogaster) is een onmisbaar insect voor de wetenschap. Onderzoekers experimenteren er lustig op los met hem. Wie is dit fantastische modeldier? En waarom is de fruitvlieg zo belangrijk voor de wetenschap?

Mutaties en mutanten

Fruitvlieg  zonder  antennes
http://www.natuurinformatie.nl/nnm.dossiers/natuurdatabase.nl/i005509.html
een fruitvlieg met twee poten op zijn hoofd in plaats van antennes
Matthew Scott.
http://scottlab.stanford.edu/

http://www.quest.nl/blog/marije-van-der-star/zijn-fruitvliegjes-tof

Fruitvliegjes. Sinds ik bij Quest werk, verbaas ik me over de belangrijke rol van deze kleine beestjes. Fruitvliegjes keren steeds maar weer terug in publicaties rondom wetenschappelijke ontdekkingen

Belangrijke rol

De fruitvlieg en de mens lijken –genetisch- voor 75% op elkaar.

Onze genen hebben dezelfde voorouders.
Stel, een heel oud oerbeest heeft gen x en geeft dat gen door aan een afsplitsing die uiteindelijk leidt tot de fruitvlieg met gen x1.
Maar ook aan de afsplitsing die uiteindelijk evolueert tot de mens met gen x2. Als dat gen een belangrijke functie heeft, dan zou het kunnen dat die functie in de loop van de evolutie (geconserveerd ) blijft.’

Zo weten we dat de genen die de locatie van de vleugels bij een fruitvlieg bepalen, ook zorgen dat onze armen op de goede plek zitten.

Als wetenschappers een gen bij een fruitvlieg lokaliseren die een bepaalde functie heeft, zoeken ze dus naar dezelfde variant bij mensen.


Fruitvliegjes  zijn bovendien  makkelijk te houden, goedkoop en ethisch verantwoord. Daarom wordt er veel primair genetisch onderzoek op de beestjes gedaan.

Als onderzoekers iets vinden, zou het een beginpunt kunnen zijn voor verder specifiek onderzoek bij mensen.

De fruitvlieg en het geheim van ons bouwplan

http://www.natuurinformatie.nl/nnm.dossiers/natuurdatabase.nl/i005509.html

Heb je jezelf ooit wel eens afgevraagd hoe het mogelijk is dat uit een bevruchte eicel een compleet organisme kan ontstaan, met alle organen en weefsels op de juiste plaats? Die vraag is beantwoord dankzij onderzoek aan de fruitvlieg. Bij dit kleine insect is goed te zien hoe zogenaamde Hox-genen een bevruchte eicel laten uitgroeien tot een perfect gebouwde vliegmachine, met de vleugels, ogen, antennes, poten en andere essentiële onderdelen precies op de juiste plaats. Vrijwel alle organismen hebben zo’n set genen die ervoor zorgt dat de ontwikkeling exact volgens het beoogde bouwplan verloopt.

Klein maar fijn
De fruitvlieg (Drosophila melanogaster) is drie tot vier millimeter groot en wordt al sinds het begin van de vorige eeuw op grote schaal gebruikt als modelorganisme. De Amerikaanse onderzoeker Thomas Hunt Morgan was geïnteresseerd in de principes van erfelijkheid en gebruikte fruitvliegen om daar onderzoek naar te doen. In eerste instantie koos hij fruitvliegen omdat ze eenvoudig en goedkoop te houden zijn in het laboratorium, zich snel voortplanten en veel eieren leggen.
 FruitvliegjesFruitvliegjes. Links een mannetje, rechts een vrouwtje. Figuur: E.M. Wallace, Carnegie Institution of ScienceGebruikt met toestemming.Later werd ontdekt dat fruitvliegen een aantal eigenschappen hebben waardoor ze zich goed voor onderzoek naar de genen en erfelijkheid lenen. Zo hebben ze maar vier paar chromosomen (de erfelijke informatiedragers in de celkern). De mens heeft bijvoorbeeld 23 paar chromosomen. Verder zitten in de cellen van de speekselklieren van de fruitvlieglarven een soort superchromosomen, die ontstaan wanneer het DNA zich een aantal opeenvolgende keren verdubbelt, zonder dat de cel zich deelt. Die superchromosomen kun je goed zien door een microscoop. Dankzij deze twee eigenschappen is het vrij gemakkelijk om het erfelijk materiaal van de fruitvlieg te bestuderen. Verder hebben fruitvliegen bepaalde uiterlijke kenmerken, zoals kleine haartjes, ogen die uit kleinere onderdelen bestaan, en aderen in hun vleugels. Die kenmerken kan de onderzoeker veranderen door aan het DNA te sleutelen. Vervolgens kan hij eenvoudig de veranderde vlieg bekijken door een microscoop. SuperchromosoomEen superchromosoom van een fruitvlieglarve. Figuur: University of CaliforniaGebruikt met toestemming.Bizar
Thomas Hunt Morgan begon meer dan een eeuw geleden onderzoek te doen aan fruitvliegen. Hij kweekte de piepkleine insecten in een speciale kamer in zijn laboratorium. Ze gedijden uitstekend in deze vliegenkamer. Al snel klaagde Morgan dat hij tot over zijn oren in de vliegen zat en hij besloot hulp in te schakelen van studenten. Morgan vroeg zijn studenten mee te helpen met zijn onderzoek. Eén van die studenten was Calvin Bridges. Samen met hem ontdekte Morgan hoe het gen dat de oogkleur bepaalt in de volgende generaties tot uitdrukking komt. Later begon Morgan samen met Bridges chemicaliën en röntgenstraling te gebruiken om met opzet mutaties (veranderingen in het erfelijk materiaal) te veroorzaken bij de fruitvliegen. Samen met Bridges voerde Morgan experimenten met gemuteerde fruitvliegen. Soms ontstonden er door de mutaties fruitvliegen met een bizar uiterlijk, exemplaren met lichaamsdelen te veel of op de verkeerde plaats op het lichaam. Zo waren er fruitvliegen met een extra paar poten op hun kop waar normaal de antennes zitten, en fruitvliegen met een extra paar vleugels op hun rug waar normaal slechts kleine uitsteeksels zitten. De Amerikaanse onderzoeker Edward Lewis was erg geïnteresseerd in deze misvormde fruitvliegen. Hij vermoedde dat er iets vreemds was gebeurd met de genen van deze fruitvliegen. Na de Tweede Wereldoorlog deed hij uitvoerig onderzoek naar deze fruitvliegen. In 1978 publiceerde hij een artikel waarin hij aantoonde waardoor het bizarre uiterlijk werd veroorzaakt. Hij liet zien dat er veranderingen waren opgetreden in een tot dan toe nog onbekende set genen. Dat onderzoekers de functie van een gen pas ontdekken wanneer ze een gemuteerde variant van dat gen bestuderen komt vaak voor.
AntennapediaBithoraxTwee fruitvliegjes met mutaties in hun Hox-genen. Links een fruitvlieg met twee poten op zijn hoofd in plaats van antennes. Rechts een fruitvlieg met twee extra vleugels op zijn rug. Figuur links: Matthew Scott. Gebruikt met toestemming.Het bouwplan zit in de genen
Dankzij de fruitvlieg zijn we er achter gekomen hoe het komt dat de ontwikkeling altijd volgens een bepaald bouwplan verloopt. De set genen die Lewis in 1978 voor het eerst beschreef, worden Hox-genen genoemd. Tijdens de ontwikkeling van de fruitvlieg in het ei vormt het lichaam zich onder andere door een reeks segmenten die achter elkaar liggen. In het begin zijn al die segmenten hetzelfde, maar al gauw gaat elk segment er anders uitzien. Daar zorgen de Hox-genen voor, die vroeg in de ontwikkeling aangezet worden.
In de fruitvlieg bestaan twee groepen Hox-genen. De ene groep zorgt ervoor dat de segmenten van de buik en borst zich verschillend ontwikkelen, terwijl de andere groep ervoor zorgt dat er een verschil ontstaat tussen het hoofd en de borst. De Hox-genen coderen voor eiwitten die andere genen aan of uit zetten. Die eiwitten werken op hun beurt weer samen met andere eiwitten die genen aan of uit zetten. Zo ontstaat een ingewikkeld mechanisme waardoor uiteindelijk elk segment er anders uit gaat zien.Maar hoe weten die Hox-genen nou waar precies op de vlieg een vleugel moet komen en geen antenne? Nog voordat de Hox-genen er aan te pas komen, zijn al in alle segmenten bepaalde andere genen geactiveerd die elk segment zijn eigen karakter geven. De eiwitten waar die genen voor coderen laten zo aan de Hox-genen blijken waar ze zich in het lichaam bevinden. Het gevolg hiervan is dat bijvoorbeeld in de nek andere Hox-genen geactiveerd zijn dan in de buik. Als de Hox-genen eenmaal op een bepaalde plaats in het lichaam geactiveerd zijn, onthouden ze waar ze zich bevinden.De volgorde en eigenschappen van de Hox-genen bij de fruitvlieg en de mens komen grotendeels overeen. Hieraan kan je zien dat de fruitvlieg en de mens, hoe verschillend ook van elkaar, aan elkaar verwant zijn. Bij de mens regelen de Hox-genen onder andere de aanleg van de armen en benen, bepaalde delen van de hersenstam, delen van de nek en het gezicht, en de wervelkolom. Dat zie je bij jezelf nog terug in bijvoorbeeld de ruggenwervels. Alle wervels lijken qua opbouw sterk op elkaar, maar ze zijn allemaal net een beetje anders. Daar zijn je Hox-genen verantwoordelijk voor geweest.Verder lezen
Erfelijkheid en fruitvliegen
Vliegen met overgewicht
Fruitvlieg met afstandsbediening
Fruitvliegmodel voor diabetes
Fruitvlieg valt op zijdevlinder
FlyMove
Hox-genen nog geen verklaring voor missing links

_

Fruitvliegdozijn biedt kijkje in de evolutie van dna

Door Sander Voormolen

Voor het eerst hebben wetenschappers een goed beeld van hoe evolutie op DNA-niveau is verlopen bij nauw verwante soorten.

Internationale wetenschappers beschrijven de vergelijking van de genomen van twaalf verschillende soorten fruitvliegjes van het geslacht Drosophila (Nature, 8 november). Behalve de stukken in Nature verschijnen er in andere tijdschriften ook allerlei artikelen over deze studies; in totaal een lawine van meer dan veertig publicaties.

Het fruitvliegje Drosophila melanogaster was jarenlang het proefdier bij uitstek voor de genetica. Van het diertje waren allerlei mutaties bekend die aanwijzingen gaven over de mogelijke functies van de bijbehorende genen.

Zeven jaar geleden bepaalde het Amerikaanse bedrijf Celera als eerste de complete DNA-volgorde van deze vlieg.

De verwante soort Drosophila pseudoobscura volgde in 2005. Maar nu zijn er in één klap tien genomen van het Drosophila-geslacht bijgekomen (van de soorten sechellia, simulans, yakuba, erecta, ananassae, persimilis, willistoni, mojavensis, virilis en grimshawi).

Het resultaat is een walhalla aan gegevens voor moleculair biologen, genetici en bioinformatici. De onderzoekers kunnen nu bepalen welke genen essentieel zijn voor het wezen van de fruitvlieg en ook welke genen juist het verschil maken tussen diverse soorten fruitvliegjes. er is een nieuw vakgebied ontstaan dat de naam evolutionary genomics heeft gekregen.

Van grote delen van de genetische code van Drosophila melanogaster was nog geen functie bekend. Het ontstane brede overzicht geeft wetenschappers nieuwe mogelijkheden die te ontrafelen. Ook spoorden ze met de gegevens al 150 nieuwe fruitvlieggenen op die coderen voor eiwitten. Daarnaast vonden de onderzoekers ook 59 nieuwe zogeheten microRNA’s, kleine moleculen die een grote rol hebben in de regulatie van genen.

Reukgenen en genen die betrokken zijn bij het afweersysteem blijken het snelst te evolueren.

Ook de genen die fruitvliegjes resistent maken voor insecticiden zijn heel veranderlijk. Het genoom blijkt alles behalve statisch: grote en kleine stukken code verhuisden op grote schaal.

GEPUBLICEERD IN:  WETENSCHAP
 
Drosophila-phylogeny-karyotypes
°

Verandert klimaatverandering de fruitvlieg?

29 04 2005

Fruitvlieg

Het dna van de fruitvliegen in Australië is aan het veranderen. Dat schrijven Australische onderzoekers in het wetenschapsblad Science. In het dna vinden zij genen die voorheen alleen bij tropische verwanten van de fruitvlieg voorkwamen.

De onderzoekers vingen de fruitvliegen aan de oostkust van Australi챘. Zij bekeken vervolgens een specifiek gen (Adh), dat in bepaalde varianten voorkomt, afhankelijk van de breedtegraad waarop de vliegen leven.
Tot hun grote verrassing vonden zij bij de gevangen vliegen een variant van het gen, die twintig jaar geleden bij vliegen vierhonderd kilometer noordelijker werd aangetroffen.
Aanvankelijk, in 2002 twijfelden zij zelfs aan hun resultaten, maar de gegevens uit 2004 lieten hetzelfde patroon zien. Ook een ander gen bleek zich naar het zuiden te hebben verplaatst – zelfs achthonderd kilometer.
Het Adh-gen maakt een eiwit aan dat bij mensen meehelpt het verwerken van alcohol in het lichaam. Bij de fruitvliegen zorgt de ‘verhuisde variant’ het hoogstwaarschijnlijk voor betere overleving in warme en droge streken.
Vandaar ook dat het onderzoeksteam een verband suggereert met klimaatverandering: aan Australie’s oostkust is het de laatste decennia droger en warmer geworden. Toch is snelheid van de aanpassing verrassend.

Een tweede artikel in hetzelfde blad suggereert dat de klimaatverandering nog wel even zal doorzetten: er is inmiddels genoeg extra warmte in de oceanen opgeslagen, om de atmosfeer nog lange tijd op te warmen – zelfs al zou de uitstoot aan broeikasgassen aan banden zijn gelegd.

Fruitvliegjes in staat tot omgekeerde evolutie ?

dinsdag 13 januari 2009

Als je een dier dertig jaar in de tijd terugstuurt, zou zijn DNA dan ook weer gaan lijken op dat van zijn voorouders?

Wetenschappers kwamen er achter dat dit bij fruitvliegjes voor een groot deel zo werkt.

Het DNA van fruitvliegjes is voor een groot deel in staat tot omgekeerde evolutie

Het DNA van fruitvliegjes is voor een groot deel in staat tot omgekeerde evolutie

Een groep van honderd fruitvliegjes werd door Portugese en Amerikaanse onderzoekers in de klimaatomstandigheden van het jaar 1975 geplaatst, om zo te onderzoeken of hun DNA langzamerhand  ‘terug’ zou veranderen. De fruitvliegjes moesten zich vijfitg generaties ontwikkelen, om de verschillen goed te kunnen bekijken. Dit meldt Discovery Channel.

Proefdieren 
De reden waarom er voor fruitvliegjes werd gekozen, is dat deze dieren sinds de jaren zeventig in vele  nieuwe  taxonomische  soorten is herrangschikt   , ondermeer door het bezetten van niches  met  een hogere luchtvochtigheid. De wetenschappers zetten de ‘moderne’ fruitvliegjes terug in dit oude klimaat en onderzochten het DNA van de verschillende generaties.

Resultaat
Het DNA van de fruitvliegjes bleek zich inderdaad aan te passen aan de oude omstandigheden: het leek steeds meer op dat van hun ( door de sxloddervos reporter  veronderstelde )voorouders ?  
.
(erg  storend  detail :  de genomen van  fruitvliegjes  uit 1975 waren  toch  niet bekend  in die tijd  … Nu zijn die  75-tiger  genomen  wel  bekend  , of zo   ? )  

Toch evolueerde de diersoort niet helemaal terug naar “1975.”  

Ongeveer de helft van de oude genen werd zoals die van hun (veronderstelde )voorouders,(?)  de andere helft bleef ‘modern’.

Volgens de Portugese hoofdonderzoeker Henrique Teotonio komt dit ‘omdat de vliegjes zich meer  dan  genoeg hadden aangepast om comfortabel te kunnen overleven in de nieuwe omgevingen  ’.

Onvoorspelbaar
Omdat de evoluerende fruitvliegjes geen exacte kopieën zijn geworden van hun voorouders, ( dat weten ze dus  met zekerheid ,= of bezitten zer toch een “voorouderlijk” genoom van drosoplila )vanuit gaan dat 
evolutie geen lineair proces is. Een dier terugplaatsen in de tijd zorgt dus niet voor de ‘oude versie’. Teotonio: ‘Op genetisch niveau hangt het voor een groot deel af van toevalligheden.’

(Door Irene van Wijhe)

*  Dit is  een aanpassing aan  veranderde omstandigheden. geen terugspoelen van de evolutie


*Dat die veranderde omstandigheid correspondeert met het drosophila DNA uit 1975  is helemaal niet juist … in 75 kende men  nog  geen  drosophila genoom  , ook niet  van enkele  toenmalig bekende en als zodanig  geklasseerde fruitvliegjes soorten … Bezit men ondertussen wel een genoom uit 75 ?
…..voor zover ik weet  beschikte men niet over een  genoom van een of andere  Drosophila  uit 1975 ….Bezaten die Portugese – amerikaanse  wetenschappers  dat vergelijkingsmateriaal  dan  wel ?

Zie ook hieronder  het artikel over vliegjes uit 1953

 

(1)

Er is natuurlijk niets “omgekeerds” aan deze verandering. Evolutie-resultaat  is en blijft het fenotype van  het  organisme dat het best aangepast is aan zijn omgeving

De evolutie is niet- herhaalbaar  en    is   onomkeerbaar …voor sommige van   dezelfde problemen worden ook “andere” oplossingen  gevonden al naargelang  de gevolgde stamlijn  en het beschikbare   genetisch uitgangskapitaal(zo zwemmen  bijvoorbeeld walvissen  niet als vissen  maar als lopende landdieren ….)

*  Het organisme dat het best aangepast is aan zijn omgeving heeft de grootste overlevingskans en krijgt de meeste nakomelingen zodat , dat DNA uiteindelijk zal domineren. Door de verandering van omstandigheden werden de vliegjes met mutaties die de beste aanpassing gaven aan de gewijzigde omstandigheden bevoordeeld. Zo gaat het al sinds er leven is, dus een voorspelbare uitkomst van dit experiment……

Fruitvliegdozijn biedt kijkje in de evolutie van dna

11 november 2007

Door Sander Voormolen

Voor het eerst hebben wetenschappers een goed beeld van hoe evolutie op DNA-niveau is verlopen bij nauw verwante soorten.

Drosophila simulans female.

Drosophila simulans ( - TDWG-0692)  1 [ ] Copyright (2010) BIO Photography Group Biodiversity Institute of Ontario

images representing specimens of Drosophila simulans
 ( - PCPP10-0791)  @11 [ ] CreativeCommons - Attribution Non-Commercial Share-Alike (2011) BIO Photography Group Biodiversity Institute of Ontario  ( - TDWG-0692)  @11 [ ] CreativeCommons - Attribution Non-Commercial Share-Alike (2010) BIO Photography Group Biodiversity Institute of Ontario  ( - TDWG-0695)  @11 [ ] CreativeCommons - Attribution Non-Commercial Share-Alike (2010) BIO Photography Group Biodiversity Institute of Ontario  ( - TDWG-0799)  @11 [ ] CreativeCommons - Attribution Non-Commercial Share-Alike (2010) BIO Photography Group Biodiversity Institute of Ontario  ( - 14021-0251.202)  @11 [ ] CreativeCommons - Attribution Non-Commercial Share-Alike (2011) BIO Photography Group Biodiversity Institute of Ontario
 ( - 14021-0251.203)  @11 [ ] CreativeCommons - Attribution Non-Commercial Share-Alike (2011) BIO Photography Group Biodiversity Institute of Ontario  ( - 14021-0251.204)  @11 [ ] CreativeCommons - Attribution Non-Commercial Share-Alike (2011) BIO Photography Group Biodiversity Institute of Ontario  ( - 14021-0251.205)  @11 [ ] CreativeCommons - Attribution Non-Commercial Share-Alike (2011) BIO Photography Group Biodiversity Institute of Ontario

http://www.boldsystems.org/views/taxbrowser.php?taxid=29662

Fruitvliegje ‘Drosophila simulans’, een van de twaalf geheel gesequencede soorten.

Internationale wetenschappers beschrijven de vergelijking van de genomen van twaalf verschillende soorten fruitvliegjes van het geslacht   (genus )  Drosophila (Nature, 8 november).

Behalve de stukken in Nature verschijnen er in andere tijdschriften ook allerlei artikelen over deze studies; in totaal een lawine van meer dan veertig publicaties.

Het fruitvliegje Drosophila melanogaster  was jarenlang het proefdier bij uitstek voor de genetica.

Van het diertje waren allerlei mutaties bekend die aanwijzingen gaven over de mogelijke functies van de bijbehorende genen.

Zeven jaar geleden bepaalde het Amerikaanse bedrijf Celera als eerste de complete DNA-volgorde van deze vlieg.

De verwante soort Drosophila pseudoobscura volgde in 2005.

Maar nu zijn er in één klap tien genomen van het Drosophila-geslacht bijgekomen (van de soorten sechellia, simulans, yakuba, erecta, ananassae, persimilis, willistoni, mojavensis, virilis en grimshawi).

Het resultaat is een walhalla aan gegevens voor moleculair biologen, genetici en bioinformatici.

De onderzoekers kunnen nu bepalen welke genen essentieel zijn voor het wezen van de fruitvlieg en ook welke genen juist het verschil maken tussen diverse soorten fruitvliegjes: er is ondetussen ook al   een nieuw vakgebied ontstaan dat de naam evolutionary genomics ( = een vakgbied binnen  de  bioinformatica) heeft gekregen.

Van grote delen van de genetische code van Drosophila melanogaster was nog geen functie bekend. Het ontstane brede overzicht geeft wetenschappers nieuwe mogelijkheden die te ontrafelen.

Ook spoorden ze met de gegevens al 150 nieuwe fruitvlieggenen op die coderen voor eiwitten. Daarnaast vonden de onderzoekers ook 59 nieuwe zogeheten microRNA’s, kleine moleculen die een grote rol hebben in de regulatie van genen.

Reukgenen en genen die betrokken zijn bij het afweersysteem blijken het snelst te evolueren. Ook de genen die fruitvliegjes resistent maken voor insecticiden zijn heel veranderlijk.

Het genoom blijkt alles behalve statisch: grote en kleine stukken code verhuisden op grote schaal.

Drosophilidae

Wikipedia, the free encyclopedia

Drosophilidae are a large family of considerable scientific interest. The best know species is Drosophila melanogaster.

Naamsverandering op til

Een van de beroemdste proefdieren uit de biologie, het fruitvliegje Drosophila melanogaster, zal wellicht van naam veranderenen dan Sophophora melanogaster heten. Nou zijn daar goede taxonomische redenen voor, als was het maar dat het genus Drosophila inmiddels meer dan 1200 soorten omvat en daardoor wat onoverzichtelijk wordt. En soortnamen veranderen zo vaak. Maar toch; dit beest is anders. Dit beest is beroemd. Iedereen die ooit biologie in zijn pakket had, heeft wel fruitvliegjes gekruist.

Fruitsvliegjes  :
adaptieve   radiatie   & vliegensex   in Hawaai
Het  gen   HYDRA 
Fruitvlieg Drosophila melanogaster ( Cornell University)
Wetenschappers hebben altijd gedacht dat nieuwe ‘genen  worden gevormd  uit endogeen  reeds bestaande  genen in het  genoom ( bijvoorbeeld door duplicaties  waardoor redundanties onstaan  die  dan door mutaties  andere functies kunnen  uitoefenen   of doodeenvoudig   rechtstreekse “veranderingen van functies die misschien  overbodig zijn geworden ” )  …
Onderzoekers aan de cornell univ hebben ontdekt  dat minstens  in enkele fruitvliegjes  genen aanwezig zijn , die niet  verwant zijn met reeds  bestaande  genen  ( = niet afstammen van reeds bekende  genen ) uit gelijk welk  bekend  genoom
Dat nieuwe gen  werd HYDRA genoemd , en moet  plotseling “verschenen” zijn in het genoom van  melanogaster die zich toen afsplitste van andere drosophila  soorten  …zo ongeveer  13 mY geleden ( of toch minstens  na die  split opgedoken )

 

Homoseksualiteit is genetisch bepaald bij fruitvliegjes

Wetenschappers hebben ontdekt dat homoseksualiteit genetisch bepaald is bij fruitvliegjes. De vliegjes kunnen door het verwisselen van een gen homo kunnen worden. Aantrekkingskracht geuren
Ook door een medicijn kunnen mannetjesvliegen plots aangetrokken worden door andere mannetjesvliegen.
De resultaten van de genwisseling spreken voor zich, maar het experiment met het medicijn roept nieuwe vragen op.
Waarschijnlijk heeft het te maken met de aantrekkingskracht van geuren

Opoffering onder zaadcellen

http://noorderlicht.vpro.nl/noorderlog/bericht/39310799/

De spermacellen van het fruitvliegje helpen elkaar tijdens hun gevaarlijke tocht naar de baarmoeder van de vrouwtjesvlieg. Kleine, onvruchtbare varianten van het sperma beschermen hun grotere broers.

Dat fruitvliegjes twee soorten spermacellen produceren is al langer bekend, maar de precieze functie van de kleine, onvruchtbare exemplaren was tot nog toe een raadsel. Onderzoekers Luke Holman en Rhonda Snook, werkzaam aan de Universiteit van Sheffield, vonden dat zelfs sperma in staat is tot ‘broederliefde’.

Tijdens hun tocht naar de vliegenbaarmoeder worden de ‘kikkervisjes’ bestookt met giftige stoffen die het vrouwtje produceert. Het blijkt dat de overlevingskansen van de vruchtbare zaadcellen toenemen naarmate de kleine varianten in groteren getalen aanwezig zijn. Deze bevindingen publiceerden de wetenschappers in het wetenschappelijke tijdschrift Current Biology.

Waarom het vrouwtje dood en verderf zaait onder het mannelijk zaad is niet precies duidelijk. Wellicht is het een mechanisme om het sperma te ontdoen van beschadigde en oude cellen of vormt het een belangrijke voedselbron voor het vrouwtje. Hoe dan ook, het zijn de kleintjes die eraan moeten geloven.

Mensen hebben trouwens maar een type zaadcel dat de klus moet klaren.

Steijn van Schie

Kieskeurigheid loont/

Ruime partnerkeuze levert beter nageslacht op

fruitvliegsex

 De ene fruitvlieg is de andere niet, in de ogen van het beestje zelf tenminste. Sommige exemplaren zijn woest aantrekkelijk, andere helemaal niet. 

http://noorderlicht.vpro.nl/artikelen/33462865/

Seks met een zelfgekozen partner levert bij fruitvliegjes nakomelingen op die levensvatbaarder zijn, dan wanneer de beestjes tegen hun zin worden uitgehuwelijkt. Dat blijkt uit een heuse datingshow voor vliegjes.

Wie denkt dat de ene fruitvlieg de andere is, slaat in de ogen van het beestje de plank volledig mis. Voor het insect kan de ene vlieg namelijk woest aantrekkelijk zijn en de andere helemaal niet. De diertjes blijken dan ook vaak een uitgesproken voorkeur te hebben als het gaat om de keuze van een sekspartner. Onderzoekers Wyatt Anderson en collega’s van de Universiteit van Georgia in Athens (VS) vroegen zich af of deze kieskeurigheid invloed heeft op de kwaliteit van het nageslacht.

Om dit te testen organiseerden ze een heuse datingshow voor de fruitvliegjes, waarover ze rapporteren in het wetenschappelijke tijdschrift PNAS. Dat ging zo: een vrouwtje werd in een buis gestopt waar in twee aparte, door gaas gescheiden, ruimtes een mannetje op haar zat te wachten. Ze kon de heren zien, ruiken en horen, maar ze kon ze niet aanraken. De onderzoekers hielden precies bij hoe lang de dame in de buurt van elk van de heren rondhing.

Deze tijd gebruikten ze vervolgens als maatstaf voor hoe leuk ze de afzonderlijke exemplaren vond. Een dame werd geacht een duidelijke voorkeur voor een van beide mannetjes te hebben als ze meer dan zestig procent van haar tijd in de buurt van deze vlieg doorbracht. Om ervoor te zorgen dat haar keuze echt gebaseerd was op de man en niet op de plaats waar hij zat, ruilden de beestjes vervolgens van plaats en werd gekeken of de dame dan dezelfde keuze maakte. Als dat zo was mochten ze aan het experiment mee blijven doen. Draaikonten die niet konden kiezen, werden uit het onderzoek verwijderd.

Helaas gingen de dames niet altijd met hun favoriete meneer naar huis. De helft mocht met de eerste keuze de ‘darkroom’ in, de anderen werden als het ware uitgehuwelijkt aan de kerel die minder beviel.

Alle vliegen hadden vervolgens toch seks met de partner waar ze aan gekoppeld waren en dat leverde nageslacht op. En wat bleek? Vrouwen die bezwangerd waren door de partner van hun keuze legden minder eieren, dan de dames die bevrucht waren door de partner die ze in eerste instantie hadden afgewezen. Dat was wat onverwacht.

Maar uiteindelijk gaat het natuurlijk om de kwaliteit van de koters. Kinderen van dames die het mochten doen met de heer van hun keuze bleken levensvatbaarder dan de nakomelingen van de uitgehuwelijkte moeders. En dat klopt weer wel met de verwachting. De onderzoekers denken dat de dames misschien, als ze slechter nageslacht verwachten, extra veel eieren leggen in de hoop dat er nog iets bij zit van een beetje kwaliteit.

Als de mannetjes de keuze voor een partner mochten maken, leverde dat dezelfde resultaten op als wanneer de vrouwtjes mochten kiezen. Hoewel de keuze van de dames wel een iets groter effect had.

Of de man nou de vrouw kiest of de vrouw de man, in beide gevallen levert het beter nageslacht op als er wordt gereproduceerd met een partner van eigen keuze. Maar aangezien vrouwen dit spel blijkbaar net iets beter in de vingers hebben dan mannen, mag het idee dat de man de eerste move moet maken nu eindelijk voorgoed de prullenbak in.

Arianne Hinz

Wyatt W. Anderson, Yong-Kyu Kim, Patricia Adam Gowaty, ‘Experimental constraints on mate preferences in Drosophila pseudoobscura decrease offspring viability and fitness of mated pairs’, PNAS, 26 februari 2007

Sluit dit venster 

In de natuur heeft de fruitvlieg vrijspel op het gebied van partnerkeuze, maar in het laboratorium bepaalt de onderzoeker met wie hij paart.

Laatste fruitvliegmannetje plant zich meeste voort

 26 januari 2012
 Parende fruitvliegjes
16-JAN-2011 Henk Bouter
– De volgorde waarin mannelijke fruitvliegjes met een vrouwtje paren, bepaalt hoeveel nakomelingen hij krijgt: het laatste mannetje zorgt voor de meeste nakomelingen.

Dat concluderen wetenschappers van de University of Liverpool in Groot-Brittannië deze week in Proceedings of the National Academy of Sciences (PNAS).

Als meerdere mannetjes met een vrouwtje paren dan is het de vraag wiens sperma voor de bevruchting zorgt. Deze zogenoemde spermacompetitie is een bekend voorbeeld uit de theorie van seksuele selectie, maar tot nu toe was bij geen enkele diersoort gemeten hoe dit precies werkt.

De onderzoekers namen daarom 100 fruitvliegjes van de soort Drosophila melanogaster. Hiervan is bekend dat vruchtbare vrouwtjes met meerdere mannen paren. Van elk mannetje bepaalden ze het aantal vrouwtjes waarmee hij paarde (paringssucces) en het aantal nakomelingen dat hij had bij die vrouwtjes (bevruchtingssucces).

Strijd

Uit de statistieken konden de onderzoekers echter geen enkel verband afleiden tussen paringssucces en bevruchtingsucces. De volgorde waarin een mannetje met een vrouwtje paarde bleek bepalend voor het aantal nakomelingen dat hij kreeg. Wanneer hij het laatste fruitvliegje was, was 79 procent van haar nageslacht van hem afkomstig.

Waarschijnlijk is de volgorde ook bepalend voor het voorplantingssucces van andere promiscue diersoorten waar een hevige strijd om het beste sperma woedt. Dit kunnen onder meer eendagsvliegen, bijen, zalmen en buideldieren zijn.

© NU.nl/Desiree Hoving

Gen laat vrouwtjes ‘zingen’

22 april 2008

 Het verschil in gedrag tussen man en vrouw zit in de hersenen. Niet zo zeer in de bedrading ervan, als wel in de activiteit van genen. Dat blijkt uit een onderzoek waarin wetenschappers karakteristiek mannelijk paringsgedrag opriepen in vrouwelijke fruitvliegjes.
Vrouwtjes ‘zongen’ als een mannetje door het aanschakelen van slechts één regelgen (het zogeheten fruitless-gen).

Dat schrijven de Oostenrijkse en Amerikaanse celbiologen Gero Miesenbôck en Dylan Clyne deze week in het wetenschappelijke blad Cell. De onderzoekers ontwierpen een genetische schakelaar die reageerde op ultraviolet licht. Normaal gedroegen de genetisch gemanipuleerde vliegjes zich als vrouwtjes, maar na een korte puls van ultraviolet licht vertoonden zij typisch mannelijk paargedrag.

Ze staken één vleugel uit en begonnen ermee te trillen. Het hoge geluid is het liefdeslied waarmee mannetjes doorgaans een vrouwtje proberen te verleiden om te paren.

De onderzoekers concluderen dat de systemen voor mannelijk en vrouwelijk gedrag in principe in beide geslachten aanwezig zijn, maar dat het gedragsprogramma voor het mannelijke paringsritueel bij vrouwtjes normaal is onderdrukt. Genetische ‘hoofdschakelaars’ zoals het fruitless-gen bepalen het verschil in gedrag.

Overigens ‘zongen’ de genetische gemanipuleerde vrouwtjes niet zo goed als echte mannetjes. Hun serenade had een andere toonhoogte en bevatte niet de juiste elementen. Terugspeelexperimenten van de geluiden lieten zien dat fruitvliegvrouwtjes hiervan niet opgewonden raken.

Zeldzaamheid loont
10 MEI 2007
Soms is het goed om zeldzaam te zijn. Biologen van de universiteit van Toronto schrijven in het wetenschappelijk tijdschrift Nature dat ze de voordelen van zeldzaam zijn op genetisch niveau hebben doorgrond. Ze keken daarbij naar een gen dat bij vele andere organismen, waaronder de mens, aanwezig is.
‘Er is een grote genetische variatie in de natuur, en tot nu toe konden we niet uitleggen waarom dat zo is, omdat door natuurlijke selectie alleen de beste genen overleven’, zegt onderzoeker Marla Sokolowski. ‘Soms overleven individuen met ongewone eigenschappen omdat hun zeldzaamheid ze minder opvallend maakt voor predatoren. Maar tot nu toe konden we dit proces niet begrijpen op het niveau van de genen.’
Nu stellen de onderzoekers dat ze door onderzoek onder fruitvliegen met twee varianten van een bepaald gen hebben ontdekt wat de voordelen zijn van zeldzaamheid op genetisch niveau. De resultaten van het onderzoek laten zien dat zeldzame variaties in het DNA een betere kans op overleven hebben.
De onderzochte fruitvliegen bezaten twee versies van een gen dat het foerageergedrag regelt. Het gen maakt van de fruitvliegen ‘rovers’ of ‘zitters’. Larven van het rovertype bewegen meer tijdens het eten dan zitters, en gaan ook vaker op zoek naar nieuwe plekken om te eten. De onderzoekers bekeken welk mechanisme ervoor zorgt dat beide varianten in de natuur overleven.
Onderzoeker Mark Fitzpatrick cre챘erde fruitvliegkolonies met verschillende verhoudingen tussen rovers en zitters, en met verschillende hoeveelheden voeding. Hij hield bij hoeveel van hen het einde van hun larvestadium bereikten. Hij ontdekte dat in de concurrentiestrijd om voedsel, de sterkste larven altijd de larven waren met het minst voorkomende foerageer-gen. Rovers doen het dus beter wanneer er veel zitters zijn, en zitters wanneer er meer rovers zijn.
‘Als je als rover omringd bent door zitters, dan zullen alle zitters jouw plekje willen innemen, en doe je er beter aan om verder te trekken naar een nieuwe plek’, zegt Sokolowski. 
‘Als je daarentegen een zitter bent en je bent omringd door rovers, dan zullen de rovers verder trekken, en blijf je alleen achter met het voedsel zonder concurrentie.’
Dit kan volgens Fitzpatrick verklaren waarom genetische varianten als deze algemeen voorkomen in de natuur. ‘In het geval van de fruitvlieg helpt de ene variant het overleven van de andere. In feite is geen van beide typen fruitvlieg sterker dan de ander,’ zegt hij.

Informatie: www.nature.com
Bron: EurekAlert!

Vliegjes zien magneetveld

 24 juli 2008

Fruitvliegen ‘zien’ magnetische velden. Een eiwit in hun ogen, dat ook lichtgevoelig is, speelt daarbij een belangrijke rol. De ontdekking is belangrijk voor het begrijpen van magneetveldoriëntatie door dieren.

.article_related_box table { width: 225px; }

Het Amerikaans onderzoek verscheen deze week online in het tijdschrift Nature. Bekend was al dat sommige vogels licht nodig hebben om hun magnetische kompas te gebruiken, maar onduidelijk was hoe dat kon.

Er zijn twee manieren waarop dieren magnetische velden kunnen waarnemen. In de snavels van duiven zitten magnetietkristallen, en het lijkt erop dat ze zich daarmee op het aardmagnetisch veld ori챘nteren. Roodborstjes en andere trekvogels, maar ook kippen, nemen ook magnetische velden waar, maar niet met hun snavel. Zij gebruiken hun ogen, is uit eerder onderzoek bekend.

Een theorie is dat er in het oogpigment onder invloed van licht vrije radicalen vrijkomen, die be챦nvloed worden door magnetische velden. Het nu gepubliceerde onderzoek van de University of Massachusetts maakt aannemelijk dat het inderdaad zo werkt.

Fruitvliegen herkennen net als vogels magnetische velden. Wat daarvan het nut is, is onduidelijk. Er is niet onderzocht of ze het als kompas gebruiken, zoals vogels doen.

De onderzoekers trainden vliegjes om naar een magnetisch veld toe te gaan. Trainen lukt alleen als de vliegjes het veld waarnemen. Ontbraken in het licht bepaalde golflengtes (van blauw licht en ultraviolet-A), dan reageren de fruitvliegen niet meer. Dat zette de onderzoekers op het spoor van een lichtgevoelig eiwit. Dat bleek het eiwitCry, dat ook het dagritme van fruitvliegen stuurt. Nu blijkt het dus nog een andere functie te hebben, al is het mogelijk dat er nog andere pigmenten bij betrokken zijn. Genetisch gemanipuleerde fruitvliegen zonder Cry bleken ongevoelig voor magnetische velden.

Het lijkt erop dat het magnetisch kompas van vogels ongeveer hetzelfde werkt. Zij raakten ook gedesori챘nteerd als de blauwe kleur ontbreekt in het licht. En ook bij trekvogels is een Cry-eiwit actief in het netvlies.

Balancer Chromosomes

http://sandwalk.blogspot.com/2008/10/balancer-chromosomes.html

 

……a depiction of an inversion in a Drosophila chromosome (right). 

The chromosomes shown here are the large polytene chromosomes of the salivary glands. They are made up of 1000-2000 aligned stands of DNA that form when successive rounds of DNA replication are not followed by separation of cell division.

Flies that are heterozygous for a wild type chromosome and one with a large deletion, will form the loop structure shown in the diagram. 

In normal cells, you won’t see this structure as the chromosomes align during mitosis and meiosis, but it still exists. What the structure tells us is that the presence of an inversion, or any other type of chromosomal rearrangement for that matter, doesn’t have much effect on chromosomal alignment and segregation during cell division.

 

Tomaso

Een studie over 1300 generaties   En nog is het niet genoeg.

In het tijdschrif Zoological Science verscheen onlangs een artikel van Michio Imafuku en Takashi Haramoto met de titel Activity rhythm of Drosophila kept in complete darkness for 1300 generations. De twee hebben gebruik gemaakt van een broedkolonies van fruitvliegjes die in november 1954 werd opgezet door professor Mori. 1 van die werd vanaf dat moment in het donker gehouden.

Na ongeveer 1300 generaties werden de vliegen onderzocht op dag-nacht ritmiciteit en de conclusie was vrij eenduidig:

In all of these conditions, the experimental dark flies exhibited clear circadian rhythms similar to those of control light flies.

Opmerkelijk, een eigenschap waar de vliegen een groot aantal generaties geen gebruik van maken is nog steeds intact. Of toch niet zo opmerkelijk? Aan het eind van de discussie halen de auteurs de ideeën aan van Motoo Kimura ’s neutrale theorie (hier wordt ook over Kimura gediscussieerd) en komen met een inschatting hoeveel generaties er nodig zijn voordat deze eigenschap muteert.

The fixation rate of a neutral gene is same as the mutation rate, and the fixation time of the gene is a generation number of four times of the effective population size (4Ne) (Kimura, 1983). Ne is a harmonic mean of fluctuating population sizes; here defined as 90, an approximation to the harmonic mean of 50, 100 and 200 (see Method). Based on these data, the generation number necessary for occurrence and fixation of a mutant responsible for arrhythmia is calculated to be approximately 3000 ((105 + 105)/90 + 4*90 = 2582). This probabilistic calculation indicates further efforts are required.

Further efforts are required. Blijkbaar gaat men nog even door met het aanhouden van de kolonie en mogen we pas na 2070 (bij 2600 generaties) nieuwe resultaten tegemoet zien.

* Er staat hier ook niet bij  vermeld  of het genoom van de  1954 vliegen reconstrueerbaar is  en/of  er  nog  ancient  DNA   voorradig is in  (of reeds  geextraheerd uit) museumexemplaren uit die tijd ?   

Genetici, ontwikkelingsbiologen, neurologen en evolutie-biologen werken graag met fruitvliegjes.   13 maart 2009  ,door Pleuni

http://www.sciencepalooza.nl/?p=625#more-625

Het handige van fruitvliegjes is dat je er zoveel van in het lab kan houden. Bij ons in het lab hebben we zeker 50 populaties, en in iedere populatie honderden van individuen – en wij zijn eigenlijk een kleine speler in de fruitvliegjes-wereld.

De vliegen zijn makkelijk te verzorgen en te versturen aan andere laboratoria. Al honderd jaar geleden begonnen genetici met fruitvliegjes kruisingen te doen (zie hier voor een stuk (in het engels) over de geschiedenis van Drosophila onderzoek).

Inmiddels kunnen wetenschappers met de genen van fruitvliegjes echt toveren. Heb je bijvoorbeeld een vlieg nodig met een X chromosoom van soort A, en de rest van het genoom van soort B, met witte ogen, zonder gen x en lichtgevend groen op die plekken in het lijf waar gen y “aan” staat, dan kan zo’n vlieg door met een paar generaties kruisen zeker gemaakt worden. Door dit soort geknutsel op hoog niveau kunnen genetici heel precies het effect van genen en combinaties van genen achterhalen.

Een selectie experiment
Om meer te weten te komen over bepaalde complexe eigenschappen zoals droogte-resistentie worden soms selectie-experimenten gedaan met de fruitvliegjes. In het mailtje over de adoptie van vliegjes ging het om vliegjes die 88 generaties lang geselecteerd waren om tegen droogte te kunnen. Dat betekent dat de vliegjes steeds weer aan extreme droogte bloot werden gesteld. De onderzoekers lieten dan de vliegjes die lange droogteperiodes overleefden zich voortplanten en de volgende generatie werd gebruikt voor de volgende ronde van selectie. En steeds werden alleen de laatst overlevenden gebruikt voor de volgende generatie.

Na 88 generaties selectie, konden de vliegjes vier maal zo lang overleven in een droge omgeving als de normale vliegjes. Aan het einde van zo’n experiment kan je verschillende dingen bekijken: hoe snel paste de populatie zich aan? hoeveel genen waren betrokken? zijn er nog andere dingen veranderd aan de vliegjes?

Bruine ogen
De onderzoekers hebben meteen verschillende selectielijnen gemaakt. Ze hebben het selectieproces drie keer gedaan met normale vliegjes (met rode ogen) en twee keer met vliegjes met bruine ogen. Dat met de verschillende kleuren ogen is handig als je ze wilt laten paren met andere (normale, niet geselecteerde) vliegjes. Je kan dan steeds zien wie wie is.

En nu? De onderzoekers hebben de vliegjes onderzocht en hun resultaten gepubliceerd (zie hier).

http://nd.edu/~hholloch/pi.html

 

 x

 A map of Puerto Rico and the Lesser Antilles showing female abdominal pigmentation patterns of the different species from D. dunni subgroup. Also depicted are the phylogenetic relationships between the species mapped onto the different islands. 
 

 x

 

A similar range of pigmentation variation is found within the Drosophila polymorpha species from southern Brazil. Flies on the right (A, C, & E) are males. Flies on the left (B, D, & F) are females. 

Fruitvliegen doen aan alcoholische zelfmedicatie

Door: Chiel Versteeg

Dat de fruitvlieg wel van een borrel houdt was al bekend. Maar dat het insect ook actief meer gaat ‘zuipen’ om zichzelf te genezen van een parasiet, dat is nieuw.
Als kind nog wel.

Fruitvliegen zijn geliefde proefdieren. Ze zijn goedkoop, gemakkelijk te houden en ethisch verantwoord. Ze leveren ook nog eens zeer interessante onderzoeksresultaten. Zo werd vorig jaar bijvoorbeeld bekend dat de fruitvlieg warmte meet met zijn ogen.

Nu blijkt dat de kleine fruitliefhebbers alcohol(ethanol) gebruiken als zelfmedicatie. Onder leiding van Todd Schlenke onderzochten biologen het vermogen van de larven van de fruitvlieg (ofDrosophila melanogaster) om parasieten te bestrijden. De resultaten zijn te lezen in Current Biology.

De gebruikte parasieten zijn sluipwespen. Dit zijn niet de grote geel-zwart gestreepte zoemers die we kennen van zomerdagen met limonade, maar piepkleine, parasitaire wespjes. Deze wespen gaan grondig te werk. Tegelijkertijd met de eitjes injecteren ze de larven ook met gif, wat hun immuunsysteem plat moet leggen. Wanneer de wespenlarven uitkomen beginnen ze van binnenuit hun slachtoffer op te peuzelen. Deze wespen kunnen niet goed tegen ethanol, bij een flinke walm leggen ze al minder eitjes.

Geïnfecteerde vliegenlarven hebben veel baat bij ethanol. De larven die ethanol consumeerden hadden een veel grotere overlevingskans: in 60 procent van de gevallen overleefde de vliegenlarve. Dit in tegenstelling tot nul komma nul procent bij de larven die alleen gist kregen. De wespenlarven kwamen volgens Schlenke op een nare manier aan hun einde: door de ethanol vielen hun ingewanden uit elkaar en ze liepen letterlijk leeg via de anus.

De onderzoekers gebruikten twee van de kleine wespsoorten die hun eitjes in de fruitvlieglarven leggen. Een van de wespsoorten legt zijn eitjes in allerlei soorten vliegen, terwijl de ander zich specifiek op de fruitvlieg heeft gericht. De gespecialiseerde parasieten overleefden vaker dan de andere soort. Volgens de onderzoekers is dit te verwachten. De wesp die niet zo kieskeurig is heeft nog andere keuzes, maar de gespecialiseerde wesp-parasiet staat meer onder druk om zich aan te passen aan de alcoholische omgeving van de fruitvlieg.

Omdat ethanol zo effectief is tegen de parasieten, vroegen de biologen zich af of de fruitvlieglarven er ook actief naar op zoek gaan. Ze testten dit door geïnfecteerde larven te plaatsen in petrischalen die aan de ene kant gist als ‘normaal’ voedsel hadden, en aan de andere kant ethanolhoudend voedsel. Na 24 uur was 80 procent van de larven naar de ethanolkant verhuisd. De resultaten zijn volgens de biologen duidelijk: de fruitvlieglarven doen aan zelfmedicatie met een borrel.

Bron: Todd Schlenke e.a., Alcohol Consumption as Self-Medication against Blood-Borne Parasites in the Fruit Fly. InL Current Biology

http://www.zie.nl/video/m1fz6tft2r8

Tellende vliegjes          by Marleen

Gisteren werd bekend dat fruitvliegjes, de kleine vliegjes die zich voeden met gistend fruit, na meerdere generaties in staat zijn te tellen

Er is al eerder aangetoond in dieren als primaten die dicht bij ons staan dat deze in staat zijn te tellen, maar ook bij dieren die verder van ons af staan zoals salamanders, vissen en bijen is deze bekwaamheid aangetoond, wat laat zien dat aritmetische vaardigheden al 100 miljoenen jaren oud zijn.De vliegjes (Drosophila melanogaster) worden volop gebruikt in laboratoria voor genetische en andere tests, het zijn standaard laboratoriumdieren.

 In de eerste generatie zijn de vliegjes niet in staat een verband te leggen tussen een bepaald aantal flitslichten en een gelijktijdig voorkomende vibratie. Ze krijgen te maken met 2, 3 of 4 lichtflitsen. 

Bij de tweede en de vierde wordt de flits begeleid door een hevig geschud dat de vliegjes als onaangenaam ervaren. Dit schudden wordt veroorzaakt door een elektrische tandenborstel die gekoppeld is aan de experimentele installatie. Pas na 40 generaties lijken de vliegjes in staat te zijn een verband te leggen tussen het aantal flitsen en het het onaangename geschud.

Dit is heel beknopt het nieuws dat sinds gisteren op het net rondgaat.Het gaat om een communicatie op een congres dus helaas is de studie nog niet gepubliceerd. Er ontbreken dan ook veel details.Bijvoorbeeld, wat is het gedrag van de vliegjes dat geobserveerd wordt als teken dat de flitssignalen herkend worden ? Welk genetisch mechanisme ligt ten grondslag aan de evolutie van dit gedrag.Gaat het om nieuwe genen, om een nieuw reguleringsmechanisme van de expressie van reeds bestaande genen of is er sprake van epigentische erfelijkheid ?

Er zal ook gekeken gaan worden naar de architectuur van het brein. Zijn daar veranderingen opgetreden en kunnen die gecorreleerd worden aan genetische veranderingen ? Al met al een veelbelovende studie en een interessant model voor de evolutionaire psychologie waar we zeker meer over zullen horen.

Drosophila melanogaster 

 Uit: Nature News Blog.(Met dank aan Harry Pinxteren.)

Vliegen -slaap

22 april 2013 r 1

drosophila

Onderzoek wijst erop dat vliegen en mensen meer met elkaar gemeen hebben dan gedacht. Zo blijken vliegen – net als mensen – niet altijd even diep te slapen, maar verschillende slaapstadia waarin ze dieper of minder diep slapen, te hebben.

Wij mensen slapen heel licht (remslaap) en dromen dan. Of we slapen heel diep (non-remslaap). “Wij hebben aangetoond dat vliegen die slapen ook lijken te wisselen tussen lichte en diepe slaap,” vertelt onderzoeker Bart van Alphen. “Dat suggereert dat deze (twee slaapstadia, red.) zelfs in de kleinste hersenen van dieren verschillende functies hebben.”

Functies
Wanneer wij wakker zijn en nieuwe dingen leren, dan worden sommige synapsen sterker. Een synaps maakt onderdeel uit van een zenuwcel en maakt de communicatie tussen verschillende zenuwcellen mogelijk. Het vermoeden bestaat dat een diepe slaap ervoor zorgt dat alle synapsen in het brein zwakker worden, waardoor we hetgeen we overdag geleerd hebben nog beter onthouden.

 

Diepe slaap
Het onderzoek met de vliegen onderschrijft dat vermoeden. Wanneer de onderzoekers de vliegen overdag dingen lieten leren, sliepen de vliegen ‘s nachts dieper. En wanneer de onderzoekers een eiwit dat belangrijk is voor het verzwakken van de synapsen lieten muteren, gingen de vliegen zelfs overdag diep slapen om die mutatie te compenseren. “Dit suggereert dat bij het verzwakken van de synapsen waarschijnlijk moleculaire processen betrokken zijn die tijdens een diepe slaap actief worden,” legt onderzoeker Bruno van Swinderen uit.

Het feit dat vliegen en mensen in ieder geval als het gaat over slapen zoveel gemeen hebben, is nuttige informatie. Het betekent dat onderzoekers gebruik kunnen maken van vliegen als ze meer te weten willen komen over de slaap van mensen en de invloed die slapen op verschillende zaken (bijvoorbeeld ziekten) heeft. De onderzoekers voegen na hun studie die aantoont dat vliegen licht en diep kunnen slapen, direct de daad bij het woord. Zo zochten ze al uit welk effect slapen heeft op de werking van een narcose. Vliegen die meer sliepen, bleken zeer gevoelig voor het veelgebruikte narcosegas isofluraan, terwijl vliegen die weinig sliepen hier resistent voor waren.

Bronmateriaal:
Flies sleep just like us” – UQ.edu.au
De foto bovenaan dit artikel is gemaakt door Bbski (via Wikimedia Commons).

Fruitvliegjes doen aan kannibalisme

Fruitvliegjes vertonen onder bepaalde omstandigheden kannibalistisch gedrag, zo blijkt uit nieuw wetenschappelijk onderzoek.

Als fruitvliegjes in een overbevolkte ruimte leven, hebben ze de neiging om zich te voeden met soortgenoten, ondanks het feit dat de insecten normaal gesproken geen dierlijk materiaal eten.

Uit het gedrag blijkt dat kannibalisme waarschijnlijk een natuurlijke manier is om ondervoeding te voorkomen bij extreme omstandigheden. Dat schrijven onderzoekers van de Universiteit van Lausanne in het wetenschappelijk tijdschrift Nature Communications.

Voedseltekort

Bij onderzoek in hun laboratorium vielen larven van fruitvliegjes elkaar regelmatig aan als er door overbevolking te weinig voedsel beschikbaar was in hun leefruimte.

Stofjes die vrijkwamen door de verwondingen van de aangevallen larven trokken meer jonge fruitvliegjes aan die van de slachtoffers begonnen te eten. De larven gebruikten de kleine, primitieve hoektanden in hun bek om hun soortgenoten te verorberen.

Opvallend genoeg paste het lichaam van de insecten zich aan naar aanleiding van het bijzondere dieet. Larven die er kannibalistische voedingsgewoontes op nahielden, ontwikkelden al snel meer kleine tanden in hun bek.

De resultaten van de studie tonen aan dat kannibalisme waarschijnlijk zeer natuurlijk gedrag is bij dieren.

“Zelfs diersoorten die normaal gesproken absoluut niet carnivoor zijn(1), gaan vlees eten bij extreme omstandigheden”, verklaren de onderzoekers op BBC News.( met video op de pagina )

Fruit fly larvae mouth hooks

The mouth hooks of larvae raised on a cannibalistic diet (r) developed more teeth

“Dit geeft ons een nieuw inzicht in de verschillende eetgewoontes die bij dieren zijn ontstaan in het verleden.”

Aan kannibalistisch gedrag zijn volgens hoofdonderzoeker Roshan Vijendravarma echter ook risico’s verbonden voor dieren. “Ziekteverwekkers worden sneller overgedragen bij het eten van de eigen soort of verwante soorten.”

Door: NU.nl/Dennis Rijnvis

(1) het gaat wel over CANNIBALISME   bij  de larven  (maden ) van  fruitvliegjes  ….. , niet  bij de adulten.

°

Overspelige vrouwelijke fruitvliegen voorkomen dat de mannetjes uitsterven

fruitvlieg

Dankzij het feit dat vrouwelijke fruitvliegen in het noorden van de VS er verschillende sekspartners op nahouden, kunnen de mannetjes het hoofd boven water houden. Tot die opmerkelijke conclusie komen Engelse onderzoekers. Als de vrouwtjes niet met veel verschillende mannetjes seks zouden hebben, zou de populatie wellicht al lang zijn uitgestorven.

Fruitvliegen in het noorden van De VS zijn sterker dan de vliegen in het zuiden geneigd om er meerdere partners op na te houden. En nieuw onderzoek suggereert nu dat ze daar een goede reden voor hebben. De vliegen beperken zo het voorkomen van een X-chromosoom dat ervoor zorgt dat er enkel nog vrouwelijke fruitvliegen geboren worden. Dat genetische element komt in het noorden van de VS veel vaker onder fruitvliegen voor dan in het zuiden.

SGE
Het zogenoemde egoïstische genetische element (SGE, selfish genetic element) probeert zichzelf te repliceren door sperma dat het Y-chromosoom bevat te doden. SGE heeft echter een bijwerking: mannetjes die dit gen bij zich dragen, produceren minder sperma. Vrouwelijke fruitvliegen houden rekening met dat probleem door met meerdere mannetjes te paren. Ze vergroten zo de kans dat een mannetje zonder het SGE – en dus met meer sperma – de vader van hun kinderen wordt. En zo voorkomen ze dat ze alleen maar vrouwtjes op de wereld kunnen zetten. “Als dit specifieke SGE zich naar elk mannetje in de populatie zou verspreiden, dan zouden er geen mannetjes meer geboren worden en zou de populatie – of zelfs de hele soort – uitsterven,” vertelt onderzoeker Tom Price.

Redding
En daarmee vormen deze overspelige vrouwtjes dus eigenlijk de redding van de soort. Dat blijkt ook uit experimenten. Tijdens die experimenten zorgden de onderzoekers ervoor dat de vrouwtjes slechts met één mannetje konden paren. Het SGE verspreidde zich daardoor razendsnel en binnen negen generaties waren de fruitvliegen uitgestorven.

SGE-genen komen niet alleen onder fruitvliegen voor. Ook andere organismen hebben ze en ze zijn er in tal van varianten. Eén ding hebben de genen gemeen: ze zijn egoïstisch. “Ze vergroten hun eigen succes terwijl ze de gezondheid van het individu en de soort beschadigen. Maar in dit geval hebben de vliegen een manier ontwikkeld om de invloed van het gen te beperken. Vrouwtjes met een hoog libido en mannen met veel sperma houden deze soort gaande.”

 

°

– Liv.ac.uk
De foto bovenaan dit artikel is gemaakt door Diliff (via Wikimedia Commons).
°

Fruitvliegjes ontwijken gevaar net zoals straaljagers

Als fruitvliegjes gevaar waarnemen(= aangevallen worden ), reageren ze net zoals gevechtsvliegtuigen: ze gooien hun lichaam snel in een gekantelde bocht om het gevaar te ontwijken.

11 april 2014

Dat blijkt uit onderzoek van de University of Washington dat vandaag verschijnt in het tijdschrift Science.

De onderzoekers zetten een plexigas cilinder met een doorsnede van twintig centimeter neer en lieten er fruitvliegjes (Drosophila hydei) in los. Vervolgens simuleerden ze een situatie die – vanuit het oogpunt van de fruitvlieg – dreigend was. Om tot in detail te achterhalen hoe de fruitvliegjes op die bedreiging reageerden, stonden maar liefst drie hogesnelheidscamera’s op de cilinder gericht.

De camera’s legden met 7.500 beeldjes per seconde de reactie van een vliegje vast op een naderende dreiging.

De resultaten verbaasden zelfs de onderzoekers.

“Het vlieggedrag van fruitvliegjes werd voorheen gezien als een soort ‘zwemmen in de lucht’. Uit dit onderzoek blijkt dat ze bij naderend gevaar hun lichaam rollen om zo een snelle, hellende bocht te maken die vergelijkbaar is met hoe een gevechtsvliegtuig dat doet”, legt een van de auteurs Michael Dickinson uit in een persverklaring van de TU Delft.

Knipperen

Uit het onderzoek kwam onder meer naar voren dat fruitvliegjes hun koers in minder dan een honderdste van een seconde kunnen veranderen. Dat is vijftig keer sneller dan wij met onze ogen knipperen.

De vliegjes rollen hun lichaam in een zogenaamde kombocht van 90 graden en vliegen soms zelfs bijna ondersteboven om te kunnen ontsnappen. Daarbij gaan hun vleugeltjes zo’n tweehonderd keer per seconde op en neer. Ze hebben daarbij nauwelijks meer dan één vleugelslag nodig om hun lichaam zo te draaien zodat ze kunnen vluchten, weg van het gevaar.

Drie gesynchroniseerde hogesnelheidscamera’s legden veertig beeldjes per vleugelslag vast. De camera’s stonden gericht op een klein gebied in het midden van de cilinder. In de cilinder zaten veertig tot vijftig vliegjes.

Om die snelle bewegingen te kunnen analyseren, werden de meer dan 400.000 beeldjes automatisch geanalyseerd en verwerkt tot een wetenschappelijk model.

 

Lasers

Om één vliegje te kunnen analyseren, gebruikten de onderzoekers lasers. Zodra een vliegje het kruispunt van twee lasers passeerde, activeerde het vliegje een groter wordende schaduw op een scherm. De vlieg ziet dat als naderend gevaar en probeert het te ontwijken.

Een probleem om dit te filmen met dit soort camera’s is dat ze erg veel licht nodig hebben. Gewoon fel licht zou de vliegjes verblinden. Dit lostten de onderzoekers op met sterke infrarood-lampen: dat licht zien de camera’s wel, maar de vliegjes en mensen niet.

 

Complex

Voor het onderzoek gebruikten de wetenschappers een van de grootste fruitvliegjessoorten, de Drosophila hydei, al is ook deze niet veel groter dan een sesamzaadje.

Vliegen staan bekend om hun snelle visuele systeem waarmee ze gevaar detecteren. Een vlieg doodslaan, is bijvoorbeeld altijd lastig.

Bekijk beelden van de fruitvliegjes:

 

Fig 1 Experimental setup, angle conventions, and example sequences

http://www.sciencemag.org/content/344/6180/172.figures-only

 

Door: NU.nl/Krijn Soeteman

 

Ondersteboven
“Uit de resultaten bleek dat de fruitvliegjes hun lichaam in een kombocht wel negentig graden kunnen rollen en soms zelfs bijna ondersteboven vliegen om te ontsnappen,” vertelt onderzoeker Florian Muijres. “Hun vleugeltjes gaan zo’n 200 keer per seconde op en neer. Een opmerkelijk resultaat is dat de vliegjes nauwelijks meer dan één vleugelslag nodig hebben om hun lichaam exact zo te rollen, dat ze weg accelereren van het gevaar.”

De resultaten zijn extra verbazingwekkend als u bedenkt dat we hier te maken hebben met een fruitvlieg die niet veel groter is dan een sesamzaadje. “Het piepkleine brein van de vlieg blijkt in staat om in extreem korte tijd uit te rekenen waar het gevaar zit en wat de beste ontsnappingsroute is,” vertelt Dickinson. “De vlieg gedraagt zich anders als het gevaar van voren, van opzij of van achteren komt. De vraag is hoe een vlieg met hersens ter grootte van een zoutkorrel, gedrag kan vertonen dat bijna zo complex is als dat van een veel groter dier, zoals een muis. Dat is vanuit ingenieursperspectief een zeer interessant probleem.”

Afbeelding: Florian Muijres.

Afbeelding: Florian Muijres.

Bronmateriaal:
Fruitvliegjes ontwijken gevaar net zoals straaljagers” – TUDelft.nl
De afbeelding bovenaan dit artikel is gemaakt door Florian Muijres / University of Washington

 

°

°

Advertenties

Over tsjok45
Gepensioneerd . Improviserend jazzmuzikant . Instant composer. Jamsession fanaat Gentenaar in hart en nieren

4 Responses to Drosophila

  1. Pingback: broeikasgassen / Notes B « Tsjok's blog

  2. Pingback: FENOTYPE en GENOTYPE « Tsjok's blog

  3. Pingback: DIPTERA : VLIEGEN EN MUGGEN | Tsjok's blog

  4. Pingback: INHOUD D | Tsjok's blog

Geef een reactie

Vul je gegevens in of klik op een icoon om in te loggen.

WordPress.com logo

Je reageert onder je WordPress.com account. Log uit / Bijwerken )

Twitter-afbeelding

Je reageert onder je Twitter account. Log uit / Bijwerken )

Facebook foto

Je reageert onder je Facebook account. Log uit / Bijwerken )

Google+ photo

Je reageert onder je Google+ account. Log uit / Bijwerken )

Verbinden met %s

%d bloggers liken dit: