微小果蝇解答人类生命的大问题：时间如何对生命产生影响

　　新浪科技讯 北京时间7月28日消息，据国外媒体报道，我们通常只有在刷水果盘的时候才会注意到这些微不足道的昆虫，而它们或许是现代科学中一些最伟大发现的关键所在。

　　科学家对黑腹果蝇（学名：Drosophila melanogaster）的研究历史已经超过一百年。当你家里有水果开始腐烂时，它们就会立刻出现，提醒你是时候做些清理了。不过在科学上，果蝇是研究时间对生命如何产生影响的绝好材料，因为它们的生活周期如此之快，使科学家可以用它们来研究多个世代的变化，这在人类身上是不可能的。

　　黑腹果蝇的培养成本十分低廉，而且繁殖快速。在室温下，一只雌性果蝇一生中能够每天产下30到50枚卵，而且它们的繁殖周期非常短，通常只有8到14天，只需3到4周就能成为祖父母。在个体大小只有3毫米的情况下，实验室可以同时培养数百万只黑腹果蝇。它们以简单的碳水化合物和蛋白质为食，通常是麦片或酵母提取物。

　　1933年，托马斯·亨特·摩尔根（Thomas Hunt Morgan）因为对果蝇遗传突变的研究获得诺贝尔生理学或医学奖。他的研究解释了果蝇如何获得白眼突变而非红眼突变的过程。他的研究引出了一个理论，即由DNA组成的基因位于染色体上，而染色体可以传递给后代。这一发现为基因传递和现代遗传学研究奠定了基础。

　　自此之后，利用果蝇进行的研究在1946年、1995年和2011年一共造就了5位诺贝尔奖得主。如今，有关人类发育、行为、衰老和演化的研究都建立在果蝇研究的基础上。我们对它们的研究越多，就会发现它们与人类越相似：75%的人类疾病基因在黑腹果蝇身上都有可识别的对应基因。

　　果蝇有4对染色体，大约14000个基因。相比之下，人类大约有22500个基因，酵母菌约有5800个基因。我们与果蝇之间的相似性要比以往想象的更高。这种遗传上的相对接近意味着，在果蝇身上进行的实验可以为科学家提供有效的参考。我们让果蝇喝醉，以研究酒精上瘾；我们研究它们的睡眠，以及它们如何受到咖啡的影响。我们已经知道，较老的果蝇睡得更少。“时差基因”最早就是在果蝇身上发现的，现在我们知道，人类也有这一基因。

　　全世界数以千计的科学家利用果蝇作为模式生物，甚至在地球之外的实验也有它们的身影。果蝇是首批进入太空的动物之一，在国际空间站上甚至有一个永久的果蝇实验室，用于研究宇航员为什么在太空中更容易生病等问题。

　　那么，如果在基因上如此接近，那我们为什么与果蝇甚至酵母有那么多的不同呢？英国发育遗传学家彼得·劳伦斯（Peter Lawrence）将这一现象形容为“生命的第三个秘密”。他在接受英国广播公司（BBC）的采访时说，生命的第一个秘密是达尔文的演化论，正是演化“推动了所有植物和动物的起源”。“第二个秘密是DNA的发现，因为如果不知道信息是在这一分子内编码和保存，我们就将无法理解生命背后的机制。”

　　在劳伦斯博士看来，生命的第三个秘密是最伟大的问题，必须由未来的生物学家进行解答。他说：“这个问题太司空见惯了，以至于我们不会去想它：是什么造就了犀牛和河马之间的不同？”

　　“当你看这些基因时，你会觉得不是很多。那么，是什么造就了形态、大小等特征呢？你的鼻子长度是在哪里说明的？是什么信息在你发育的时候使它固定在特定的长 度？是什么使儿童与他们的父母相似？是什么塑造了脸的形状？我们都不知道。”劳伦斯博士说，“在我看来，这就是生物学中最大的未解问题，我称之为‘生命的第三个秘密’。你每天都会看到这一问题，但它太大了，以至于找不到明显的突破口。”

　　“你无法在没有方向信息的情况下培育出某种动物，因此我们需要知道，细胞会在哪里出现，由什么组成，以及它会怎么变化。想象一下，如果一位建筑师的计划中没有向北或向南等任何方向，你就无法知道他要怎么摆放这个建筑。”

　　科学家已经在尝试破解这一课题。他们分离出一些具有较大翅膀的果蝇，研究哪些基因导致了果蝇体积的增加。科学家还比较了演化关系较近的物种，试图了解导致它们形态差异的原因。他们还发现，雌性果蝇更青睐翅膀更“闪亮”的雄性。

　　不过，劳伦斯博士表示，这些研究虽然很有价值，但距离更大问题的解答还有很长的路要走，我们需要科学界对这一领域有更多的关注。无论如何，最终的答案有很大可能会来自于对果蝇的研究。（任天）