果蠅體長只有兩毫米左右，小到大多數人都不會認真打量它的外貌——它長著一對橙紅的復眼，翅膀薄透。然而，這種貌不驚人又微不足道的生物，幾乎有著改變世界的意義。果蠅嗜食酵母菌，所以腐敗水果產生的酵母菌才是最吸引它們的地方。全世界的果蠅科昆蟲有4000種以上，其中，最富盛名的就是我們今天的主角——黑腹果蠅，正是它叩開了現代遺傳學的大門，使得這門學科有了突飛猛進的成就。

天生的實驗動物

如今，各個領域都有對黑腹果蠅的研究，它也是被人類研究得最徹底的模式生物。如果你恰好是生物狗，一定能深刻體會到黑腹果蠅作為實驗動物的優點。飼養果蠅成本低廉，幾乎不用花錢（即便是特殊品系，購買價格相對于其他實驗動物都很便宜）、無需多大空間，用一些爛香蕉或者自配一些簡單的培養基就可以養活一大堆果蠅。此外，它們繁殖快，生命周期短。從外觀就可以區分黑腹果蠅的雌雄。雌性個體大，腹部末端比較尖，腹部6節，背面有五條黑色條紋；雄性果蠅個體較小，腹部末端比較鈍，腹部4節，背面有三條黑條紋。

雌、雄果蠅交配后，雌果蠅一次性可產下400枚卵。卵孵化出幼蟲，幼蟲歷經兩次蛻皮后化蛹，最后變為成蟲，從卵到成蟲只需10～12天。從遺傳學角度來看，黑腹果蠅還有一些特殊的優勢。它們只有四對染色體——其中一對是性染色體，三對是常染色體——這種簡單的遺傳結構讓科學家更容易找到其中的規律。

果蠅有一些容易觀察的個體突變性狀，比如說黃體、白眼、褐眼、棒眼、卷曲翅、小翅（長度不超過身體）、殘翅等等。研究者通過雜交實驗，就能分析出這些性狀是如何遺傳的。此外，果蠅三齡幼蟲的唾液腺中有非常特殊的多線染色體。這種染色體呈帶狀，長度是普通染色體的100～200倍，染色后會出現深淺不同、密疏各異的橫紋，橫紋的數量和位置是固定的，如果染色體有缺失、重復等異常現象，很容易被觀察到。

果蠅在GFP激發光源照射下發出綠色熒光

當摩爾根遇到果蠅

讓果蠅名揚天下的，當屬美國的現代遺傳學之父摩爾根。摩爾根并不是個研究果蠅的遺傳學家，他最早研究的也不是果蠅，而是諸如蛙、水母、蜘蛛蟹、海膽等動物的胚胎學。除了孟德爾，現代遺傳學的另一位先驅就是摩爾根了。早在1901年，哈佛大學的遺傳學家卡斯爾就根據昆蟲學家伍德沃德的推薦，將黑腹果蠅作為研究對象，試圖通過這種小昆蟲了解多代近親繁殖的遺傳規律。卡斯爾利用果蠅進行了五年雜交實驗，并沒有得到預期的結果。昆蟲學家盧茨經卡斯爾的推薦也開始研究果蠅，他發現了果蠅的一種突變，后來把自己研究的黑腹果蠅品系安利給了摩爾根。當時，摩爾根對于人工誘變導致個體變異充滿了興趣。他讓手下的研究生通過各種方法刺激果蠅，諸如搖動、喂食酸堿水等方式，企圖讓果蠅產生突變個體，然而都沒有起到作用。

1910年5月，摩爾根的實驗室里終于出現了一只奇特的果蠅，這就是具有劃時代意義的白眼果蠅，與它同代的果蠅都是紅眼的。這只白眼果蠅被這樣寫入了高中生物教材：摩爾根精心照料這只果蠅。在自己的第三個孩子出生時，摩爾根趕到醫院，他妻子的句話竟是：“那只白眼果蠅怎么樣了？”摩爾根的第三個孩子長得很好，但那只果蠅卻很虛弱。摩爾根晚上把它帶回家中，讓它呆在床邊的一個瓶子里，白天又把它帶回實驗室。在實驗室，它臨死前抖擻精神，與一只紅眼果蠅交配，把突變基因傳了下來。這只“抖擻精神”的白眼果蠅留下了1240只后代（F1），除了三只是白眼，其他都是紅眼。這一代果蠅交配后得到第二代（F2），紅眼與白眼的比例約為3:1，和孟德爾幾十年前的研究結果一致。

諾獎孵化器

摩爾根的研究室被稱為“蠅室”（Fly Room），環境悶熱惡劣又簡陋，散發著飼養黑腹果蠅用的腐爛香蕉味。果蠅就養在四處搜刮來的牛奶瓶里，計數板上都是壓扁果蠅后留下的霉斑。然而就是在這樣的環境下，摩爾根完成了對果蠅的各種遺傳研究。1933年，摩爾根憑借對果蠅遺傳突變的研究獲得了諾貝爾生理學或醫學獎。這一研究解釋了果蠅獲得白眼突變的過程，指出由DNA組成的基因位于染色體上，而染色體可以傳遞給后代。這一發現為現代遺傳學研究奠定了基礎。此后，摩爾根又發現了基因的連鎖、伴性遺傳等重要遺傳學規律。當然，黑腹果蠅功不可沒。從摩爾根開始，科學家們培育了果蠅，果蠅也“培育”了一批批諾貝爾獎得主。從1933年到2017年，共有8個諾獎以果蠅為研究對象，獎項集中在生理學或醫學獎，在組織學、生理學、免疫學、胚胎發育等領域，小小的黑腹果蠅都起到了巨大的作用。

黑腹果蠅的大部分基因與人類基因同源，而目前發現有超過60%的人類疾病基因與果蠅同源，研究果蠅似乎就能找到人類疾病背后的基因密碼。在第28個屆（這是個梗）搞笑諾貝爾獎中，獲得生物學獎的研究就是關于果蠅的。瑞典科學家保羅·貝歇爾（Paul Becher）等人發現，品酒師能聞出醉倒在葡萄酒里的果蠅的氣味，還能分辨雌雄，原理是雌性果蠅會散發一種獨特而難聞的信息素（Z4-11Al）吸引雄性。

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