ड्रोसोफिला

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This article is about संपूर्ण वंश. For सबसे अधिक उपयोग की जाने वाली प्रयोगशाला प्रजाति, जिसे अधिकांश ड्रोसोफिला कहा जाता है, see ड्रोसोफिला मेलानोगास्टर. For प्रकार-उपजाति, see ड्रोसोफिला (उपजाति). For एक मशरूम जिसका एक बार यही नाम था, see सैथिरेला कैंडोलियाना.

colspan=2 style="text-align: center; background-color: rgb(235,235,210)" | ड्रोसोफिला
File:Drosophila pseudoobscura-Male.png
Drosophila pseudoobscura
colspan=2 style="min-width:15em; text-align: center; background-color: rgb(235,235,210)" | Scientific classification e
Kingdom: Animalia
Phylum: Arthropoda
Class: Insecta
Order: Diptera
Family: Drosophilidae
Subfamily: Drosophilinae
Genus: Drosophila
Fallén, 1823
colspan=2 style="text-align: center; background-color: rgb(235,235,210)" | Type species
Musca funebris
Fabricius, 1787
colspan=2 style="text-align: center; background-color: rgb(235,235,210)" | Subgenera
colspan=2 style="text-align: center; background-color: rgb(235,235,210)" | Synonyms

Oinopota Kirby & Spence, 1815

ड्रोसोफिला (/drəˈsɒfɪlə, drɒ-, droʊ-/[1][2]) मक्खियों की एक प्रजाति है, जो ड्रोसोफिलिडे परिवार (जीव विज्ञान) से संबंधित है, जिसके सदस्यों को अधिकांश छोटे फल मक्खियाँ (कम अधिकांश) या पोमेस मक्खियाँ, सिरका मक्खियाँ, या वाइन मक्खियाँ कहा जाता है, जो कई प्रजातियों की अधिक पके या सड़ते फलों के आसपास रहने की विशेषता का संदर्भ है। उन्हें टेफ्रिटिडे, संबंधित परिवार के साथ भ्रमित नहीं होना चाहिए, जिन्हें फल मक्खियाँ (कभी-कभी वास्तविक फल मक्खियाँ कहा जाता है) भी कहा जाता है; टेफ्रिटिड्स मुख्य रूप से कच्चे या पके फल खाते हैं, कई प्रजातियों को विनाशकारी कृषि कीट माना जाता है, विशेष रूप से भूमध्यसागरीय फल मक्खी।

विशेष रूप से ड्रोसोफिला की एक प्रजाति, डी. मेलानोगास्टर, का आनुवंशिकी में अनुसंधान में भारी उपयोग किया गया है और यह विकासात्मक जीव विज्ञान में एक सामान्य मॉडल जीव है। आधुनिक जैविक साहित्य में "फल मक्खी" और "ड्रोसोफिला" शब्द अधिकांश डी. मेलानोगास्टर के पर्यायवाची के रूप में उपयोग किए जाते हैं। चूँकि, पूरे जीनस में 1,500 से अधिक प्रजातियाँ सम्मिलित हैं[3] और यह उपस्थिति, व्यवहार और प्रजनन आवास में बहुत विविध है।

व्युत्पत्ति

शब्द "ड्रोसोफिला", जिसका अर्थ है "ओस-प्रेमी", ग्रीक शब्द δρόσος,drósos, "ओस", और φίλος,phílos, "प्रेमी" से एक आधुनिक वैज्ञानिक लैटिन रूपांतरण है।

आकृति विज्ञान

ड्रोसोफिला प्रजातियाँ छोटी मक्खियाँ होती हैं, जो सामान्यतः हल्के पीले से लाल भूरे से काले रंग की, लाल आँखों वाली होती है। जब आँखें (अनिवार्य रूप से लेंस की फिल्म) हटा दी जाती हैं, तो मस्तिष्क प्रकट होता है। ड्रोसोफिला मस्तिष्क संरचना और कार्य विकसित होता है और लार्वा से वयस्क अवस्था तक महत्वपूर्ण होता है।[4] विकासशील मस्तिष्क संरचनाएं इन मक्खियों को न्यूरो-आनुवंशिक अनुसंधान के लिए प्रमुख उम्मीदवार बनाती हैं। प्रसिद्ध हवाई चित्र-पंखों सहित कई प्रजातियों के पंखों पर भिन्न-भिन्न काले पैटर्न होते हैं। प्लमोज़ (पंखयुक्त) अरिस्टा (जीव विज्ञान), सिर और वक्ष के बाल और पंख का शिरापरक लक्षण परिवार के निदान के लिए उपयोग किए जाते हैं। अधिकांश छोटे, लगभग 2–4 millimetres (0.079–0.157 in) लंबे होते हैं, किन्तु कुछ, विशेष रूप से कई हवाई प्रजातियां, घरेलू मक्खी से बड़ी होती हैं।

विकास

विषहरण तंत्र

प्राकृतिक विषाक्त पदार्थों द्वारा पर्यावरणीय चुनौती ने ग्लूटाथियोन एस-ट्रांसफरेज़ तंत्र को आकार देकर[5]: 1365 [5]: 1369  ड्रोसोफिला को डीडीटी को डिटॉक्स करने के लिए तैयार करने में सहायता की,[5]: Abstract [5]: 1365 [5]: 1369  जो दोनों को मेटाबोलाइज़ करता है।[5]: Abstract [6]


चयन

ड्रोसोफिला जीनोम अन्य टैक्सोन की तुलना में विशेष रूप से असामान्य रूप से व्यापक ऋणात्मक चयन (प्राकृतिक चयन) के उच्च स्तर के अधीन है। जीनोम का अधिकांश भाग किसी न किसी प्रकार के चयन के अधीन है, और इसका अधिकांश भाग गैर-कोडिंग डीएनए में घटित हो रहा है।[7]

प्रभावी जनसंख्या आकार को नकारात्मक और धनात्मक चयन दोनों के प्रभाव आकार के साथ सकारात्मक रूप से सहसंबंधित करने का विश्वसनीय सुझाव दिया गया है। सजातीय पुनर्संयोजन आनुवंशिक विविधता का एक महत्वपूर्ण स्रोत होने की संभावना है। इस बात के प्रमाण हैं कि क्रोमोसोमल क्रॉसओवर का डी. जनसंख्या में जीन बहुरूपता के साथ सकारात्मक रूप से सहसंबद्ध है।[7]


जीव विज्ञान

आवास

ड्रोसोफिला प्रजातियाँ विश्व में पाई जाती हैं, उष्णकटिबंधीय क्षेत्रों में अधिक प्रजातियाँ हैं। ड्रोसोफिला ने हवाई द्वीप तक अपना रास्ता बनाया और 800 से अधिक प्रजातियों में फैल गया।[8] वे रेगिस्तानों, उष्णकटिबंधीय वर्षावनों, शहरों, दलदलों और अल्पाइन जलवायु क्षेत्रों में पाए जा सकते हैं। कुछ उत्तरी प्रजातियाँ शीतनिद्रा में चली जाती हैं। उत्तरी प्रजाति डी. मोंटाना सर्वोत्तम शीत-अनुकूलित है,[9] और मुख्य रूप से उच्च ऊंचाई पर पाई जाती है।[10] अधिकांश प्रजातियाँ विभिन्न प्रकार के सड़ने वाले पौधों और कवक सामग्री में प्रजनन करती हैं, जिनमें फल, छाल (वनस्पति विज्ञान), कीचड़ के टुकड़े, फूल और मशरूम सम्मिलित हैं। ड्रोसोफिला प्रजातियाँ जो फल-प्रजनन करती हैं, किण्वन के विभिन्न उत्पादों, विशेष रूप से इथेनॉल और मेथनॉल की ओर आकर्षित होती हैं। ड्रोसोफिला प्रजाति द्वारा उपयोग किए जाने वाले फलों में उच्च पेक्टिन सांद्रता वाले फल सम्मिलित हैं, जो कि किण्वन के समय कितनी शराब का उत्पादन किया जाएगा इसका एक संकेतक है। साइट्रस, मोरिंडा, सेब, नाशपाती, प्लम और खुबानी इस श्रेणी में आते हैं।[11]

कम से कम एक प्रजाति, डी. सुज़ुकी, के लार्वा ताजे फल भी खा सकते हैं और कभी-कभी कीट भी बन सकते हैं। कुछ प्रजातियों ने परजीविता या परभक्षियों का रूप धारण कर लिया है। कई प्रजातियाँ किण्वित केले या मशरूम के चारे की ओर आकर्षित हो सकती हैं, किन्तु अन्य किसी भी प्रकार के चारे की ओर आकर्षित नहीं होती हैं। नर मादाओं के लिए प्रतिस्पर्धा करने के लिए उपयुक्त प्रजनन सब्सट्रेट के टुकड़ों पर एकत्र हो सकते हैं, या लेक्स (पशु व्यवहार) बना सकते हैं, प्रजनन स्थलों से अलग क्षेत्र में प्रेमालाप कर सकते हैं।

ड्रोसोफिला मेलानोगास्टर, डी. आप्रवासी, और डी. सिमुलान सहित कई ड्रोसोफिला प्रजातियां, मनुष्यों के साथ निकटता से जुड़ी हुई हैं, और अधिकांश इन्हें घरेलू प्रजातियों के रूप में जाना जाता है। ये और अन्य प्रजातियाँ (डी. सुबोबस्कुरा, और संबंधित जीनस जैप्रिओनस इंडियनस से[12][13][14]) को फलों के परिवहन जैसी मानवीय गतिविधियों द्वारा गलती से विश्व में प्रस्तुत किया गया है।

File:Drosophila residua head.jpg
सिर का बगल का दृश्य, आंख के ऊपर विशिष्ट ब्रिसल्स दिखा रहा है

प्रजनन

इस प्रजाति के नर पृथ्वी पर किसी भी अध्ययन किए गए जीव की तुलना में सबसे लंबे शुक्राणु कोशिकाओं के लिए जाने जाते हैं, जिसमें एक प्रजाति, ड्रोसोफिला बिफर्का भी सम्मिलित है, जिसमें शुक्राणु कोशिकाएं 58 मिमी (2.3 इंच) लंबी होती हैं।[15] कोशिकाएँ अधिकतर एक लंबी, धागे जैसी पूँछ से बनी होती हैं, और उलझी हुई कुंडलियों में मादाओं तक पहुँचाई जाती हैं। ड्रोसोफिला जीनस के अन्य सदस्य भी अपेक्षाकृत कम विशाल शुक्राणु कोशिकाएं बनाते हैं, जिनमें डी. बिफर्का सबसे लंबी है।[16] डी. मेलानोगास्टर शुक्राणु कोशिकाएं अधिक सामान्य 1.8 मिमी लंबी होती हैं, चूंकि यह अभी भी मानव शुक्राणु से लगभग 35 गुना अधिक लंबी होती है। डी. मेलानोगास्टर प्रजाति समूह की कई प्रजातियाँ दर्दनाक गर्भाधान द्वारा संभोग के लिए जानी जाती हैं।[17]

ड्रोसोफिला प्रजातियां उनकी प्रजनन क्षमता में व्यापक रूप से भिन्न होती हैं। डी. मेलानोगास्टर जैसे वे जो बड़े, अपेक्षाकृत दुर्लभ संसाधनों में प्रजनन करते हैं, उनके अंडाशय समय में 10-20 अंडे परिपक्व करते हैं, जिससे उन्हें साइट पर साथ रखा जा सके। अन्य जो अधिक-प्रचुर मात्रा में किन्तु कम पौष्टिक सबस्ट्रेट्स में प्रजनन करते हैं, जैसे पत्तियां, प्रति दिन केवल अंडा दे सकती हैं। अंडों में अग्र सिरे के निकट या अधिक श्वसन तंतु होते हैं; इनकी युक्तियां सतह के ऊपर फैली हुई हैं और ऑक्सीजन को भ्रूण तक पहुंचने देती हैं। लार्वा वनस्पति पदार्थ पर ही नहीं, किन्तु सड़ने वाले प्रजनन सब्सट्रेट पर उपस्थित खमीर और सूक्ष्मजीवों पर फ़ीड करते हैं। विकास का समय प्रजातियों (7 और 60 दिनों से अधिक के बीच) के बीच व्यापक रूप से भिन्न होता है और तापमान, प्रजनन सब्सट्रेट और भीड़ जैसे पर्यावरणीय कारकों पर निर्भर करता है।

फल मक्खियाँ पर्यावरणीय चक्रों की प्रतिक्रिया में अंडे देती हैं। अंडे समय (जैसे, रात) में दिए जाते हैं, जिसके समय जीवित रहने की संभावना अन्य समय (जैसे, दिन) में दिए गए अंडों की तुलना में अधिक होती है, जो उस समय दिए गए अंडों की तुलना में अधिक लार्वा उत्पन्न करते हैं। सिटरिस परिबस, इस 'फायदेमंद' समय में अंडे देने की आदत अन्य समय के समय अंडे देने की आदत की तुलना में अधिक जीवित संतान और अधिक पोते-पोतियां उत्पन्न करेगी। यह विभेदक प्रजनन सफलता डी. मेलानोगास्टर को पर्यावरणीय चक्रों के अनुकूल बनाने का कारण बनेगी, क्योंकि इस व्यवहार का प्रमुख प्रजनन लाभ है।[18]

उनका औसत जीवनकाल 35-45 दिन है।[19]

Lifecycle of Drosophila
File:Drosophila egg.png
Egg
File:Fruit fly larva 01.jpg
Larva
File:Fruit fly pupae 01.jpg
Pupae (brown specimens are older than the white ones)
File:Drosophila melanogaster - side (aka).jpg
Adult D. melanogaster

मेटिंग सिस्टम

प्रेमालाप व्यवहार

निम्नलिखित खंड निम्नलिखित ड्रोसोफिला प्रजातियों पर आधारित है: ड्रोसोफिला सिमुलान्स और ड्रोसोफिला मेलानोगास्टर।

पुरुष ड्रोसोफिला का प्रेमालाप व्यवहार आकर्षक व्यवहार है।[20] महिलाएं पुरुष द्वारा चित्रित व्यवहार की अपनी धारणा के माध्यम से प्रतिक्रिया करती हैं।[21] नर और मादा ड्रोसोफिला संभावित साथी की प्रेमालाप तैयारी प्रारंभ करने और आकलन करने के लिए विभिन्न प्रकार के संवेदी संकेतों का उपयोग करते हैं।[20][21][22] संकेतों में निम्नलिखित व्यवहार सम्मिलित हैं: पोजीशनिंग, फेरोमोन स्राव, महिलाओं का पीछा करना, पैरों के साथ टैपिंग ध्वनि बनाना, गाना, पंखों को फैलाना, पंखों में कंपन उत्पन्न करना, जननांगों को चाटना, पेट को झुकाना, मैथुन करने का प्रयास करना, और मैथुन क्रिया।[23][20][21][22] ड्रोसोफिला मेलानोगास्टर और ड्रोसोफिला सिमुलान के गीतों का बड़े पैमाने पर अध्ययन किया गया है। ये लुभावने गाने प्रकृति में साइनसॉइडल हैं और प्रजातियों के अन्दर और बीच में भिन्न होते हैं।[22]

ड्रोसोफिला मेलानोगास्टर के प्रेमालाप व्यवहार का मूल्यांकन सेक्स से संबंधित जीनों के लिए भी किया गया है, जिन्हें पुरुष और महिला दोनों में प्रेमालाप व्यवहार में फंसाया गया है।[20] वर्तमान के प्रयोग सेक्स-व्यवहार से जुड़े जीनों के समूह, फलहीन (फ्रू) और डबलसेक्स (डीएसएक्स) की भूमिका का पता लगाते हैं।[24][20]

ड्रोसोफिला में फल रहित (जीन) (फ्रू) जीन पुरुष प्रेमालाप व्यवहार के लिए नेटवर्क को विनियमित करने में सहायता करता है; जब इस जीन में परिवर्तन होता है तो पुरुषों में समान यौन यौन व्यवहार देखा जाता है।[25] नर ड्रोसोफिला फ्रू म्यूटेशन के साथ अपने प्रेमालाप को अन्य पुरुषों की ओर निर्देशित करता है, जो कि विशिष्ट प्रेमालाप के विपरीत होता है, जो महिलाओं की ओर निर्देशित होता है।[26] फ्रू म्यूटेशन की हानि विशिष्ट प्रेमालाप व्यवहार की ओर ले जाती है।[26]


फेरोमोन

11 रेगिस्तानी आवास प्रजातियों में फेरोमोन के उपन्यास वर्ग को सबजेनस ड्रोसोफिला में संरक्षित पाया गया है।[27] ये फेरोमोन ट्राईसिलग्लिसराइड्स हैं जो विशेष रूप से पुरुषों द्वारा उनके स्खलन बल्ब से स्रावित होते हैं और संभोग के समय महिलाओं में स्थानांतरित हो जाते हैं। फेरोमोन का कार्य महिलाओं को बाद के सूइटर्स के लिए अनाकर्षक बनाना है और इस प्रकार अन्य पुरुषों द्वारा प्रेमालाप को रोकना है।

बहुपतित्व

निम्नलिखित खंड निम्नलिखित ड्रोसोफिला प्रजातियों पर आधारित है: ड्रोसोफिला सेराटा, ड्रोसोफिला स्यूडोबस्क्युरा, ड्रोसोफिला मेलानोगास्टर, और ड्रोसोफिला नियोटेस्टेसिया बहुपतित्व ड्रोसोफिला के बीच प्रमुख संभोग प्रणाली है।[28][29][30][31] कई यौन साझेदारों के साथ संभोग करने वाली महिलाएं ड्रोसोफिला के लिए लाभदायक संभोग रणनीति रही हैं।[28][29][30][31] लाभों में पूर्व और पश्चात संभोग दोनों सम्मिलित हैं। प्री-कॉपुलेटरी स्ट्रैटेजी मेट पसंद और जेनेटिक योगदान से जुड़े व्यवहार हैं, जैसे गैमेट्स का उत्पादन, जो मेट पसंद के संबंध में नर और मादा ड्रोसोफिला दोनों द्वारा प्रदर्शित किए जाते हैं।[28][29] मैथुन के बाद की रणनीतियों में शुक्राणु प्रतियोगिता, संभोग आवृत्ति और लिंग-अनुपात मेयोटिक ड्राइव सम्मिलित हैं।[28][29][30][31]

ये सूचियाँ समावेशी नहीं हैं। उत्तरी अमेरिका में ड्रोसोफिला स्यूडोबस्कुरा के बीच बहुपतित्व उनके संभोग भागीदारों की संख्या में भिन्न होता है।[30] महिलाओं द्वारा संभोग के लिए चुने गए समय और तीसरे क्रोमोसोम के क्रोमोसोमल वेरिएंट के बीच संबंध है।[30] यह माना जाता है कि उल्टे क्रोमोसोमल बहुरूपता की उपस्थिति के कारण महिलाओं द्वारा पुन: संभोग होता है।[30] इन बहुरूपताओं की स्थिरता लिंग-अनुपात मेयोटिक ड्राइव से संबंधित हो सकती है।[31]

चूंकि, ड्रोसोफिला सबबॉस्कुरा के लिए, मुख्य संभोग प्रणाली मोनोन्ड्री है, जो सामान्यतः ड्रोसोफिला में नहीं देखी जाती है।[32]


शुक्राणु प्रतियोगिता

निम्नलिखित खंड निम्नलिखित ड्रोसोफिला प्रजातियों पर आधारित है: ड्रोसोफिला मेलानोगास्टर, ड्रोसोफिला सिमुलान्स और ड्रोसोफिला मॉरिटियाना। शुक्राणु प्रतियोगिता ऐसी प्रक्रिया है जिसका उपयोग बहुपत्नी ड्रोसोफिला मादाएं अपनी संतानों की फिटनेस बढ़ाने के लिए करती हैं।[33][34][35][36][37] मादा ड्रोसोफिला में दो शुक्राणु भंडारण अंग होते हैं, स्पर्मैथेसी और सेमिनल रिसेप्टकल, जो उसे शुक्राणु चुनने की अनुमति देता है जिसका उपयोग उसके अंडों को गर्भाधान करने के लिए किया जाएगा।[37] चूँकि, ड्रोसोफिला की कुछ प्रजातियाँ केवल या दूसरे का उपयोग करने के लिए विकसित हुई हैं।[38] जब गुप्त महिला चयन की बात आती है तो महिलाओं का नियंत्रण बहुत कम होता है।[36][34] फीमेल ड्रोसोफिला क्रिप्टिक चॉइस के माध्यम से, कई पोस्ट-कॉपुलेटरी मैकेनिज्म में से है, जो शुक्राणु का पता लगाने और बाहर निकालने की अनुमति देता है जो इनब्रीडिंग संभावनाओं को कम करता है।[35][34] मनियर एट अल. 2013 ने ड्रोसोफिला मेलानोगास्टर, ड्रोसोफिला सिमुलान्स और ड्रोसोफिला मॉरिटियाना के बाद के मैथुन संबंधी यौन चयन को निम्नलिखित तीन चरणों में वर्गीकृत किया है: गर्भाधान, शुक्राणु भंडारण और निषेचन योग्य शुक्राणु।[36] पूर्ववर्ती प्रजातियों में प्रत्येक चरण में विविधताएं होती हैं जो प्राकृतिक चयन प्रक्रिया में भूमिका निभाती हैं।[36] इस शुक्राणु प्रतियोगिता को जाति उद्भवन के समय प्रजनन अलगाव की स्थापना में प्रेरक शक्ति के रूप में पाया गया है।[39][40]


प्रयोगशाला-सुसंस्कृत जानवर

डी. मेलानोगास्टर एक लोकप्रिय प्रायोगिक जानवर है क्योंकि इसे जंगल से बाहर सामूहिक रूप से आसानी से पाला जाता है, इसकी पीढ़ी का समय कम होता है, और उत्परिवर्ती जानवर आसानी से उपलब्ध होते हैं। 1906 में, थॉमस हंट मॉर्गन ने डी. मेलानोगास्टर पर अपना काम प्रारंभ किया और 1910 में अकादमिक समुदाय को सफेद (उत्परिवर्तन) आंखों वाले उत्परिवर्ती की पहली खोज की सूचना दी। वह आनुवंशिक आनुवंशिकता का अध्ययन करने के लिए एक मॉडल जीव की खोज में थे और उन्हें एक ऐसी प्रजाति की आवश्यकता थी जो यादृच्छिक रूप से आनुवंशिक उत्परिवर्तन प्राप्त कर सके जो स्पष्ट रूप से वयस्क जानवर में रूपात्मक परिवर्तनों के रूप में प्रकट हो। ड्रोसोफिला पर उनके काम ने उन्हें जीन के लिए वंशानुक्रम के वाहक के रूप में गुणसूत्रों की पहचान करने के लिए चिकित्सा में 1933 का नोबेल पुरस्कार दिलाया। यह और अन्य ड्रोसोफिला प्रजातियाँ आनुवंशिकी, ड्रोसोफिला भ्रूणजनन, ड्रोसोफिला सर्कैडियन लय, प्रजाति, तंत्रिका जीव विज्ञान और अन्य क्षेत्रों के अध्ययन में व्यापक रूप से उपयोग की जाती हैं।

चूंकि, ड्रोसोफिला की कुछ प्रजातियों को प्रयोगशाला में पालना मुश्किल होता है, अधिकांश क्योंकि वे जंगली में विशिष्ट मेजबान पर प्रजनन करती हैं। कुछ के लिए, यह पालन मीडिया के लिए विशेष व्यंजनों के साथ किया जा सकता है, या प्राकृतिक मेजबान में पाए जाने वाले स्टेरोल्स जैसे रसायनों को प्रस्तुत करके किया जा सकता है; दूसरों के लिए, यह (अब तक) असंभव है। कुछ स्थितियों में, लार्वा सामान्य ड्रोसोफिला लैब माध्यम पर विकसित हो सकता है, किन्तु मादा अंडे नहीं देगी; इनके लिए यह अधिकांश अंडे प्राप्त करने के लिए प्राकृतिक मेजबान के छोटे से टुकड़े में डालने की बात होती है।[41]

इथाका, न्यूयॉर्क, न्यूयॉर्क में कॉर्नेल विश्वविद्यालय में स्थित ड्रोसोफिला प्रजाति स्टॉक सेंटर, शोधकर्ताओं के लिए सैकड़ों प्रजातियों की संस्कृतियों का रखरखाव करता है।[42]


आनुवंशिक अनुसंधान में प्रयोग

ड्रोसोफिला को सबसे त्रुटिहीन आनुवंशिक मॉडल जीवों में से माना जाता है - उन्होंने किसी अन्य मॉडल जीवों के विपरीत आनुवंशिक अनुसंधान को आगे बढ़ाया है। वयस्क और भ्रूण दोनों प्रायोगिक मॉडल हैं।[43] ड्रोसोफिला आनुवंशिक अनुसंधान के लिए प्रमुख उम्मीदवार है क्योंकि मानव और फल मक्खी के जीन के बीच संबंध बहुत निकट है।[44] मानव और फल मक्खी के जीन इतने समान हैं कि मनुष्यों में रोग उत्पन्न करने वाले जीन को मक्खियों के जीन से जोड़ा जा सकता है। मक्खी के चार गुणसूत्रों पर लगभग 15,500 जीन होते हैं, जबकि मनुष्यों के 23 गुणसूत्रों में लगभग 22,000 जीन होते हैं। इस प्रकार ड्रोसोफिला में प्रति गुणसूत्र जीन का घनत्व मानव जीनोम से अधिक है।[45] गुणसूत्रों की कम और प्रबंधनीय संख्या ड्रोसोफिला प्रजातियों का अध्ययन करना आसान बनाती है। ये मक्खियाँ आनुवंशिक जानकारी भी ले जाती हैं और पीढ़ी दर पीढ़ी अपने मानव समकक्षों की तरह लक्षणों को पारित करती हैं। इसके बाद विभिन्न ड्रोसोफिला वंशों के माध्यम से लक्षणों का अध्ययन किया जा सकता है और निष्कर्षों को मनुष्यों में आनुवंशिक प्रवृत्तियों को कम करने के लिए लागू किया जा सकता है। ड्रोसोफिला पर किए गए शोध से कई जीवों में जीन के संचरण के बुनियादी नियमों को निर्धारित करने में सहायता मिली है।[46][4] अल्जाइमर रोग का विश्लेषण करने के लिए ड्रोसोफिला विवो टूल में उपयोगी है।[47] पहले ड्रोसोफिला में रॉमबॉइड प्रोटीज का पता लगाया गया था, किन्तु फिर यूकेरियोट्स, माइटोकांड्रिया और जीवाणु में अत्यधिक संरक्षित पाया गया था।[48][49] मेलानिन की डीएनए को आयनित विकिरण से बचाने की क्षमता को ड्रोसोफिला में सबसे व्यापक रूप से प्रदर्शित किया गया है, जिसमें होपवुड एट अल 1985 द्वारा प्रारंभिक अध्ययन भी सम्मिलित है।[50]


माइक्रोबायोम

अन्य जानवरों की तरह, ड्रोसोफिला अपने आंत में विभिन्न जीवाणुओं से जुड़ा हुआ है। फ्लाई गट माइक्रोबायोटा या माइक्रोबायोम का ड्रोसोफिला फिटनेस और जीवन इतिहास विशेषताओं पर केंद्रीय प्रभाव पड़ता है। ड्रोसोफिला आंत में माइक्रोबायोम सक्रिय वर्तमान अनुसंधान क्षेत्र का प्रतिनिधित्व करता है।

ड्रोसोफिला प्रजातियां वोल्बाचिया और स्पाइरोप्लाज्मा जैसे लंबवत रूप से प्रसारित एंडोसिम्बियन्ट्स को भी आश्रय देती हैं। ये एंडोसिम्बियन्ट्स प्रजनन मैनिपुलेटर्स के रूप में कार्य कर सकते हैं, जैसे वोल्बाचिया से प्रेरित साइटोप्लाज्मिक असंगति या डी. मेलानोगास्टर स्पाइरोप्लाज्मा पॉल्सोनी (एमएसआरओ नाम दिया गया) द्वारा प्रेरित नर-हत्या। डी. मेलानोगास्टर एमएसआरओ स्ट्रेन के नर-हत्या कारक की खोज 2018 में की गई, जिससे नर-हत्या के कारण का दशकों पुराना रहस्य सुलझ गया। यह पहले जीवाणु कारक का प्रतिनिधित्व करता है जो लिंग-विशिष्ट फैशन में यूकेरियोटिक कोशिकाओं को प्रभावित करता है, और नर-हत्या फेनोटाइप के लिए पहचाना गया पहला तंत्र है।[51] वैकल्पिक रूप से, वे अपने मेजबानों को संक्रमण से बचा सकते हैं। ड्रोसोफिला वोल्बाचिया संक्रमण पर वायरल लोड को कम कर सकता है, और इन वोल्बाचिया को रोग-वेक्टर मच्छरों में स्थानांतरित करके वायरल रोगों (जैसे डेंगू बुखार) को नियंत्रित करने के एक तंत्र के रूप में खोजा जा सकता है।[52] ड्रोसोफिला नियोटेस्टेसिया का एस. पॉल्सोनि स्ट्रेन अपने मेजबान को विषाक्त पदार्थों का उपयोग करके परजीवी ततैया और नेमाटोड से बचाता है जो मेजबान के अतिरिक्त परजीवियों पर अधिमानतः हमला करते हैं।[53][54][55]

चूंकि ड्रोसोफिला प्रजाति सबसे अधिक उपयोग किए जाने वाले मॉडल जीवों में से है, इसलिए आनुवंशिकी में इसका व्यापक रूप से उपयोग किया गया था। चूंकि, प्रभाव अजैविक घटक,[56] जैसे तापमान, ड्रोसोफिला प्रजाति पर माइक्रोबायोम पर वर्तमान में बहुत रुचि रही है। तापमान में कुछ भिन्नताओं का माइक्रोबायोम पर प्रभाव पड़ता है। यह देखा गया कि कम तापमान (13 डिग्री सेल्सियस) की तुलना में उच्च तापमान (31 डिग्री सेल्सियस) ड्रोसोफिला मेलानोगास्टर के आंत माइक्रोबायोटा में एसिटोबैक्टर जनसंख्या में वृद्धि का कारण बनता है। कम तापमान (13 डिग्री सेल्सियस) में, मक्खियाँ अधिक ठंड प्रतिरोधी थीं और उनमें वोल्बाचिया की उच्चतम सांद्रता भी थी।[57]

आंत में माइक्रोबायोम को जीवों के बीच भी प्रत्यारोपित किया जा सकता है। यह पाया गया कि ड्रोसोफिला मेलानोगास्टर अधिक ठंडा-सहिष्णु हो गया जब ड्रोसोफिला मेलानोगास्टर से गट माइक्रोबायोटा को कम तापमान पर पाला गया। इसने दर्शाया कि आंत माइक्रोबायोम शारीरिक प्रक्रियाओं से संबंधित है।[58]

इसके अतिरिक्त, माइक्रोबायोम आक्रामकता, प्रतिरक्षा, अंडा-बिछाने की वरीयताओं, गतिशीलता और मेटाबोलिज्म में भूमिका निभाता है। जहां तक ​​आक्रामकता की बात है, यह प्रेमालाप के समय कुछ सीमा तक भूमिका निभाती है। यह देखा गया कि रोगाणु-मुक्त मक्खियाँ जंगली प्रकार के नर की तुलना में उतनी प्रतिस्पर्धी नहीं थीं। ड्रोसोफिला प्रजाति के माइक्रोबायोम को ऑक्टोपामाइन ओए सिग्नलिंग द्वारा आक्रामकता को बढ़ावा देने के लिए भी जाना जाता है। माइक्रोबायोम इन फल मक्खियों के सामाजिक संबंधों को प्रभावित करने के लिए दिखाया गया है, विशेष रूप से आक्रामक व्यवहार जो प्रेमालाप प्रदर्शन और संभोग के समय देखा जाता है।[59]


शिकारी

ड्रोसोफिला प्रजातियाँ कई सामान्य शिकारियों का शिकार होती हैं, जैसे असिलिडे। हवाई में, मुख्य भूमि संयुक्त राज्य अमेरिका से येलोजैकेट के प्रारंभ के कारण कई बड़ी प्रजातियों में गिरावट आई है। लार्वा का शिकार अन्य मक्खी के लार्वा, स्टैफिलिनिड बीटल और चींटियाँ करते हैं।

न्यूरोकैमिस्ट्री

कई यूकेरियोट्स के साथ, इस जीनस को एसएनएआरई (प्रोटीन) को व्यक्त करने के लिए जाना जाता है, और कई अन्य लोगों के साथ एसएनएआरई कॉम्प्लेक्स के घटकों को कुछ सीमा तक प्रतिस्थापन योग्य माना जाता है: चूंकि एसएनएपी-25 की हानि - न्यूरोनल SNAREs का एक घटक - घातक है, एसएनएपी-24 इसे पूरी तरह से बदल सकता है। अन्य उदाहरण के लिए, सामान्य रूप से निष्कर्ष में नहीं पाया जाने वाला आर-एसएनएआरई , सिनैप्टोब्रेविन का स्थानापन्न कर सकता है।[60]


प्रतिरक्षण

स्पैट्ज़ल प्रोटीन टोल सिग्नलिंग का एक लिगेंड है।[61][62] एंडोस्केलेटन और न्यूरोकैमिस्ट्री में मेलेनिन की अधिक सामान्यतः ज्ञात भूमिकाओं के अतिरिक्त, मेलानाइजेशन कुछ रोगजनकों के प्रति प्रतिरक्षा प्रतिक्रिया में एक कदम है।[61][62] डुडज़िक एट अल 2019 अतिरिक्त रूप से स्पैट्ज़ल/टोल और मेलानाइज़ेशन के बीच बड़ी संख्या में साझा सेरीन प्रोटीज संदेशवाहक और इन मार्गों के बीच बड़ी मात्रा में क्रॉसस्टॉक (जीव विज्ञान) पाते हैं।[61][62]


सिस्टमैटिक्स

 
 
 
 

 immigrans-tripunctata radiation

 
 
 
 

 D. quadrilineata species group

 
 

 Samoaia

 
 
 
 

 Zaprionus

 
 
 

 D. tumiditarsus species group

 
 

 Liodrosophila

 
 
 
 
 
 
 

 Dichaetophora

 
 

 Hirtodrosophila

 
 
 

 Mycodrosophila

 
 

 Paramycodrosophila

 
 
 
 
 
 

 virilis-repleta radiation (in part)

 
 
 

 subgenus Siphlodora

 
 

 virilis-repleta radiation (in part)

 
 
 
 
 

 Hawaiian Drosophila

 
 

 Scaptomyza

 
 
 

 D. polychaeta species group

 
 
 
 

 Dorsilopha

 
 
 
 

 Old World Sophophora

 
 
 

 New World Sophophora

 
 

 Lordiphosa

 
 

 Hirtodrosophila duncani

 
 
 
File:Drosophila setosimentum.jpg
डी। सेटोसिमेंटम, हवाई पिक्चर-विंग फ्लाई की प्रजाति

वर्तमान में परिभाषित जीनस ड्रोसोफिला पेराफाईलेटिक है (नीचे देखें) और इसमें 1,450 वर्णित प्रजातियां सम्मिलित हैं,[3][63] जबकि प्रजातियों की कुल संख्या हजारों में अनुमानित है।[64] अधिकांश प्रजातियाँ दो उपजातियों की सदस्य हैं: ड्रोसोफिला (लगभग 1,100 प्रजातियाँ) और सोफोफोरा (डी. (एस.) मेलानोगास्टर सहित; लगभग 330 प्रजातियाँ)।

ड्रोसोफिला की हवाईयन प्रजातियां (500 से अधिक होने का अनुमान है, लगभग 380 प्रजातियों का वर्णन किया गया है) को कभी-कभी अलग जीनस या सबजेनस, इडियोमिया, के रूप में पहचाना जाता है।[3][65] किन्तु यह व्यापक रूप से स्वीकार नहीं किया गया है। लगभग 250 प्रजातियां जीनस स्कैप्टोमिज़ा का भाग हैं, जो हवाईयन ड्रोसोफिला और बाद में महाद्वीपीय क्षेत्रों से उत्पन्न हुई हैं।

फ़ाइलोजेनेटिक अध्ययनों के साक्ष्य से पता चलता है कि ये वंश ड्रोसोफिला जीनस के अन्दर से उत्पन्न हुए हैं:[66][67]

कई सबजेनरिक और जेनेरिक नाम ड्रोसोफिला के विपर्यय पर आधारित हैं, जिनमें डोरसिलोफा, लॉर्डिफोसा, सिफ्लोडोरा, फ्लोरिडोसा और साइलोडोरहा सम्मिलित हैं।

जेनेटिक्स

ड्रोसोफिला प्रजातियों का बड़े पैमाने पर आनुवंशिकी (जनसंख्या आनुवंशिकी सहित), कोशिका जीव विज्ञान, जैव रसायन और विशेष रूप से विकासात्मक जीव विज्ञान में मॉडल जीवों के रूप में उपयोग किया जाता है। इसलिए, ड्रोस्फिलिड जीनोम को अनुक्रमित करने के लिए व्यापक प्रयास किए जाते हैं। इन प्रजातियों के जीनोम को पूरी तरह से अनुक्रमित किया गया है:[68]

डेटा का उपयोग विकासवादी जीनोम तुलना सहित कई उद्देश्यों के लिए किया गया है। डी. सिमुलैन्स और डी. सेचेलिया बहन प्रजातियाँ हैं, और पार करने पर व्यवहार्य संतान प्रदान करते हैं, जबकि डी. मेलानोगास्टर और डी. सिमुलैन्स अनुपजाऊ संकर (जीव विज्ञान) संतति उत्पन्न करते हैं। ड्रोसोफिला जीनोम की तुलना अधिकांश अधिक दूर से संबंधित प्रजातियों जैसे हनीबी पश्चिमी मधुमक्खी या मच्छर एनोफ़ेलीज़ गाम्बिया के जीनोम से की जाती है।

मोडएनकोड कंसोर्टियम वर्तमान में आठ और ड्रोसोफिला जीनोम का अनुक्रमण कर रहा है,[69] और इससे भी अधिक जीनोम i5K कंसोर्टियम द्वारा अनुक्रमित किए जा रहे हैं।[70]

ड्रोसोफिला 12 जीनोम कंसोर्टियम - एंड्रयू जी क्लार्क, माइकल ईसेन, डगलस स्मिथ, केसी बर्गमैन, ब्रायन ओलिवर, थेरेसी एन मार्को, थॉमस कॉफ़मैन, मनोलिस कैलिस , विलियम गेलबार्ट, वेंकी अय्यर, डैनियल पोलार्ड, टिमोथी सैकटन, अमांडा लाराकुएंते, नादिया सिंह, और इसके योगदानकर्ताओं में वोज्शिमकालोवस्की, मोहम्मद नूर, टेम्पल एफ. स्मिथ, क्रेग वेंटर, पीटर केटली और लियोनिद बोगुस्लावस्की सम्मिलित हैं - दस नए जीनोम प्रस्तुत करते हैं और विश्लेषण करने के लिए डी. मेलानोगास्टर और डी. स्यूडोओब्स्कुरा के लिए पहले जारी जीनोम के साथ उन्हें जोड़ते हैं। विकासवादी इतिहास और जीनस की सामान्य जीनोमिक संरचना। इसमें ट्रांसपोज़ेबल तत्वों की खोज और उनके विकासवादी इतिहास पर प्रकाश डालना सम्मिलित है।[71] बार्टोलोमे और अन्य 2009 में पाया गया कि डी. मेलानोगास्टर, डी. सिमुलन्स और डी. याकूबा में कम से कम 1⁄3 टीई क्षैतिज स्थानांतरण द्वारा प्राप्त किए गए हैं। वे औसतन 0.035 HT TEs⁄TE family⁄million years पाते हैं।[71]

क्यूरेटेड डेटा फ्लाईबेस पर उपलब्ध हैं।

यह भी देखें

  • ड्रोसोफिला संकर बंध्यता
  • जाति उद्भवन के प्रयोगशाला प्रयोग
  • ड्रोसोफिला प्रजातियों की सूची
  • कैनोर्हाडाइटिस 'ड्रोसोफिला' प्रजाति सुपरग्रुप, प्रजातियों का एक समूह जो सामान्यतः सड़े हुए फलों पर पाया जाता है और ड्रोसोफिला मक्खियों द्वारा ले जाया जाता है

संदर्भ

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