Ozpin-Euli

Oro har, ozpin-euli edota fruta-euli esaten zaio; izan ere, hartzidura fasean dauden fruituez elikatzen da. Charles W. Woodworth entomologo amerikarrak euli-espezie hau organismo eredu moduan erabiltzeko proposatu zuenetik, D. melanogaster oso erabilia izan da zenbait arlotan genetikari buruzko ikerketak egiteko, besteak beste, biologian, fisiologian, mikroorganismoen patogenesian eta biziaren historiaren garapenean. Halaber, hainbat izan dira D. melanogaster euliarekin egindako ikerketei esker Nobel saria irabazi duten ikerlariak.

Ozpin-euli
Irudi gehiago
Sailkapen zientifikoa
Erreinua	Animalia
Filuma	Arthropoda
Klasea	Insecta
Ordena	Diptera
Familia	Drosophilidae
Generoa	Drosophila
Espeziea	Drosophila melanogaster (Meigen, 1830)
Eguneko zikloa	eguneko
Genomaren kokapena	ensembl.org… eta metazoa.ensembl.org…

Drosophila oso erabilia da ikerkuntzan, espezieak dituen ezaugarriak direla eta. Hasteko, euliak laborategian hazteko errazak dira eta ugalketa-zikloa oso azkarra dute. Bigarrenik, espezie horretako euliek lau kromosoma pare dituzte bakarrik . Hirugarrenik, bizi-ziklo laburra dute, 15-21 egunekoa, hain zuzen ere. Laugarrenik, zenbait gizakiren gaixotasunak eragiten dituzten geneen % 61 bat datoz ozpin-eulien genomarekin, eta eulien proteina-sekuentzien % 50ek analogoak dituzte ugaztunetan . Azkenik, haien habitata oso zabala da; izan ere, kontinente guztietan aurki daitezke, baita uharteetan ere .

Tephritidae familiako euliei ere esaten zaie fruta-euli. Hori dela eta, denominazioa nahasgarria izan daiteke, batez ere, Mediterraneo aldean, Australian eta Hego Afrikan, non Mediterraneoko fruta-eulia, Ceratitis capitata, plaga ekonomikoa den.

D. melanogasterren bizi-zikloak 21 egun irauten du, arrautzatik irteten denetik hiltzen den arte.

D. melanogasterren garapen prozesua tenperaturaren menpekoa da. Garapen prozesuak arrautzatik hasi eta heldu bihurtu arte irauten du. Garapen-denbora laburrena 7 egunekoa izaten da, eta 28 °C-tan lortzen da. Garapen prozesua luzatu egiten da tenperatura igo ahala: 19 egunekoa da 18 °C-tan, eta 50 egun baino gehiagokoa tenperatura 12 °C-koa denean. Tenperatura optimoa 25 °C-koa da, euliak 8,5 egunetan garatzea eragiten duena. Emeek gutxi gorabehera 0,5 mm-ko 400 arrautza inguru erruten dituzte usteldutako frutan edo perretxikoetan. Baldintza optimoetan (25 °C) 12-15 ordu iragandakoan eklosionatzen dute arrautzek, eta horietatik irteten diren larbek, 4 egun pasatu ondoren, pupa bihurtu eta metamorfosia jasaten dute. Metamorfosiaren ostean, heldu bilakatzen dira. Larba direlarik, bitan aldatzen dute azala (exubiazioa), arrautzatik irten eta 24 eta 48 ordura. Garapen-fase horretan, fruta usteltzen duten mikroorganismoez eta frutak berak dauzkan azukreez elikatzen dira.

Ugalketa

Ozpin-euli arrek emeak gorteatu behar dituzte, ugaldu baino lehen. Gorteatze prozesu horrek bost fase ditu: hor, arrak emea erakartzen saiatzen da, hegoen bibrazioen eta bestelako taktiken bitartez, emeak onartzen duen arte. Emeak arra errefusa dezake, hari ostikoak emanez edo alde eginez, baina onartzen badu, kopulazioak 15-20 minutu irauten du. Emeek bikote batekin baino gehiagorekin kopulatu ohi dute. Beraz, eme bakarrak errunaldi bakarrean ar baten baino gehiagoren arrautzak erruten ditu. Hori gertatzen da D.melanogaster emeek kopulatzen dituzten arren esperma gordetzen dutelako gorputzaren barruan. Hainbat arren espermak lehiatu egiten dira, emearen obuluak ernaltzeko. Zientzialariek uste dute kopulatzen azkena izan den arrak arrautzen % 80ren aita izango dela lehia horren ondorioz. Ernalketa gertatu ostean, emearen umetokiko neurona sentsorialek arren esperman dagoen proteina bati, sexu-peptidoari, erantzuten diote. Proteina horrek emeak ernalketa gertatu osteko 10 egunetan kopulatzea ekiditen du. Neurona sentsorialak sexu-peptidoaren aurrean kitzikatzen dira eta eulietan hipotalamoaren homologoa den garunaren gunera bidaltzen dute seinalea. Ondoren, hipotalamoak desira eta jokaera sexuala kontrolatzen ditu. Prozesu horren bide metabolikoa ondo deskribatuta dago.

D. melanogaster bizitzaren luzera aztertzen duten ikerketetan erabiltzen da, mutatutakoan eulien bizitza luzatzen duten geneak identifikatzeko adibidez.

Emeak

Emeak azaleratu eta 8-12 ordu igaro ostean arrentzako harkor bihurtzen dira eta, gainera, arren hautapenean eta horiekiko portaeran eragiten duten neurona talde espezifikoak aurkitu dira. Emeek badituzte nerbio abdominaleko neurona jakin batzuk zeinek gorputzeko mugimenduak pausaraz ditzaketen kopulatzeko. Neurona horien aktibazioak emeak bere mugimenduak gelditu eta arraren norabidean orientatzea eragiten du, estalketa baimentzeko helburuarekin. Neurona talde espezifiko hori aktibo ez badago, aldiz, emeak bere mugimenduarekin jarraitzen du eta ez da kopulaziorik gertatzen. Arren feromonak bezalako seinale kimikoek neuronen talde horien aktibazioa susta dezakete. Horrez gain, emeek arren hautapena kopiatzen dute; hau da, birjinak direnean, beste emeak ar mota jakinekin kopulatzen ikusten badituzte, mota horretako arrekin kopulatzeko joera izaten dute. Portaera hori ingurumen-aldaketekiko sentikorra da: emeek gutxiago kopulatzen dute eguraldia txarra denean.

Arrak

D. melanogaster espezieko arrek haien esperientzia sexuala erabiltzen dute etorkizuneko portaera sexuala aldatzeko. Aldaketa horiek, besteak beste, harkortasun-denbora motzagoak eta espezifikoagoak izatea eragiten dutela dirudi. D. simulans espezieko euliekin gertatzen den moduan, D. melanogaster espezieko ar "inozoek" nahiko denbora behar dute harkorrak izateko, eta hasieran, oraindik sexualki aktiboak ez diren emeak gorteatzen saiatzen dira, baita beste ar batzuk ere. D. melanogaster espezieko arrek ez dute lehentasunik erakusten D. melanogaster espezieko emeekiko, beste espezie batzuetako emeekiko edo beste euli arrekiko. Hala ere, D. simulans edo beste euli-espezie batzuekiko gorteatzea eraginkorra ez dela ikusita, D. melanogaster espezieko arrek euren portaera moldatzen ikasi dute, ugalketa-helbururik ez duten prozesuetan gehiegizko energia ez galtzeko.

Horrez gain, esperientzia sexual zabala duten euliek azkarrago ugaltzeko gaitasuna dute; izan ere, denbora gutxiago ematen dute emea gorteatzen eta, beraz, estaltze-sortasun baxuagoak izango dituzte. Horren ondorioz, esperientzia duten arrek etekin handiagoa lortzen dute estalketan ar sineskorrek baino. Horrek abantaila ebolutiboak eskaintzen dizkie, oso garrantzitsuak direnak hautespen naturalaren aldetik ikusita.

Itxura fisikoa

 

Fruta-euli basatiak hori-marroixkak dira, begi gorriak dituzte eta zeharkako eraztun beltza ere sabelean. Dimorfismo sexuala erakusten dute: emeek 2,5 mm-ko luzera dute eta, arrak, aldiz, apur bat txikiagoak dira, eta atzeko alde beltzagoa dute. Arrak erraz bereizten dira emeetatik begi-bistaz, koloreen ezberdintasuna dela eta. Alde batetik, sabelean gune beltz bereizgarria dute, jaioberrietan gutxiago nabaritzen dena. Bestetik, arrek sexu-orrazia dute, hau da, zurda beltzen ilara lehenengo hankaren tartsoan. Gainera, emeari lotzeko duten gunea ile zorrotzez inguratuta dago. Argazki ugari aurki daitezke FlyBase orrialdean.

Sexuaren determinazioa

Drosophila euliek X eta Y kromosomak eta autosomak dituzte. Gizakietan ez bezala, Y kromosomak ez du ar-ezaugarririk eragiten, baina hazia sortzeko ahalmena duten geneak kodetzen ditu. Sexua, ordea, X kromosomen eta autosomen arteko proportzioak determinatzen du. Bestetik, zelula bakoitzak arra edo emea izatea "erabaki" dezake, organismoaren beste zelulak "kontuan hartu" gabe. Jokaera horrek ohikoa den ginandromorfismoa eragiten du, alegia, bi sexuen ezaugarri fisikoak adieraztea.

Hiru gene nagusik parte hartzen dute Drosophilaren sexu-determinazioan. Horiek dira: sex-lethal, sisterless, eta deadpan. Gene horien kantitateak eragin handia du euli baten sexuan, hiru geneek elkar inhibitzen baitute. Hiru geneetatik zeintzuk adierazten diren eta zein kantitatetan adierazten diren, horren arabera erabakiko da euliaren amaierako sexua.

 

D. melanogaster espezieko euliak analisi genetikorako hautatu ziren lehen organismoak dira eta, beraz, organismo eukariotoen artean, genetikoki hobekien ezagutzen den eta gehien erabiltzen den eredua. Organismo guztiek antzeko sistema genetikoak erabiltzen dituzte eta, ondorioz, transkripzioa eta erreplikazioa bezalako prozesuak ozpin-eulietan ulertzeak ahalbidetzen du gainerako eukariotoetan ere antzeko prozesuak ulertzea, gizakiarenak ere bai. Fruitu-eulia lehenengo aldiz erabili zen herentzia aztertzeko ikerkuntzetan 1910ean Columbia Unibertsitatean, Thomas Hunt Morganen esku.

Esan bezala, D.melanogaster espezieko euliak oso erabiliak izan dira ikerkuntza biologikoan, zenbait arrazoi direla eta:

• Eulien hazkuntzarako behar den ekipamendua ez da garestia, ezta horretarako beharrezkoa den espazioa ere.

• Erraz anestesia daitezke, karbono dioxidoa, eterra, hoztuz edota FlyNap bezalako produktuen bidez.
• Behin anestesiatuta, horien morfologia bereizteko erraza da.
• Ugalketa-denbora motza dute (giro-tenperaturan 10 egun ingurukoa) eta horrek aste gutxi batzuetan hainbat belaunaldi ikertzeko aukera ematen du.
• Emankortasun altua dute (emeak egunean 100 arrautza baino gehiago errun ditzake, eta bere bizitza osoan zehar, 2.000 arrautzetara irits daiteke).
• Emeen eta arren arteko bereizketa azkar egin daiteke eta eme birjinak ere azkar isola. Prozesu guztiak gurutzaketa genetikoa errazten du.
• Larba helduek kromosoma erraldoiak erakusten dituzte listu-guruinetan (kromosoma politenikoak), zeinak aktibitate genetikoaren erakusle diren.
• Lau kromosoma pare ditu soilik, hiru autosoma pare eta bi sexu-kromosoma pare.
• Arrek ez dute birkonbinazio meiotikorik, eta horrek ikerketa-genetikoak errazten ditu.
• Organismoaren garapena (arrautza ernaltzen denetik euli heldura arte) ondo ezagutzen da.
• Transformazio genetikorako teknikak 1987tik aurrera eskuragai daude.
• Haren genoma osoa 2000. urtean sekuentziatu eta argitaratu zen.
• Dibertsitate sexuala erraz azter daiteke, eulien garapenari eta jokabideari buruzko informazio erabilgarria lortzeko.

Markatzaile genetikoak

Markatzaile genetikoak oso erabiliak dira Drosophila melanogaster espezieko eulietan eta, horrela, fenotipo gehienak erraz identifikatu daitezke mikroskopio baten laguntzarekin. Jarraian, markatzaile genetiko batzuk zerrendatu dira: aleloaren ikurra eta erasandako genearen izena zehaztu dira, baita fenotipo desberdinen azalpenak ere. Alelo errezesiboak letra xehez ageri dira eta alelo dominanteak, aldiz, letra larriz.

• Cy¹: curly; eulien hegoak gorputzarekiko okertuta daude, eta, horren ondorioz, batzuetan hegaldia oztopa dezakete.
• e¹: ebony; gorputza eta hegoak beltzak dira (heterozigotoak basatiak baino ilunago ikusten dira).
• Sb¹: stubble; ileak basatiena baino motzagoak eta lodiagoak dira.
• w¹: white; begiek ez dute pigmentaziorik eta, beraz, zuri ikusten dira.
• y¹: yellow; gorputzaren eta hegoen pigmentazioak horia dirudi, albinismoaren euli analogoa izango litzateke.

 

D. melanogaster euli-espezieak lau kromosoma pare ditu: X/Y parea eta hiru autosoma pare, hain zuzen ere. Laugarren kromosoma oso txikia da, eta askotan ez da kontuan hartzen. Hala ere, begien gabezia eragiten duen geneak kromosoma horretan kokaturik dago. D. melanogaster espeziearen genoma 139,5 milioi base parek osatzen dute, eta 15.682 gene ditu. Genomaren % 60 baino gehiago, geneen adierazpena kontrolatzen duen proteina kodetzen ez duen DNA funtzionala dela dirudi. Sexuaren determinazioa D. melanogaser eulian X kromosomen eta autosomen arteko proportzioaren araberakoa da, gizakietan ez bezala. Nahiz eta Y kromosoma guztiz heterokromatikoa izan, gutxienez 16 gene ditu eta horietako askok arrekin erlazionaturiko funtzioak dituzte .

Gizakiekiko antzekotasuna

2000. urtean, fruta-euliaren genomaren eta giza genomaren alderaketa gauzatu zen National Human Genome Research Istitutek egindako ikerketa batean. Estimazioaren arabera, geneen % 60 bat datoz giza genomarekin . Zenbait gizakiren gaixotasunak eragiten dituzten geneen % 75 ozpin-eulien genoman ageri dira, eta eulien proteina-sekuentzien % 50ek analogoak dituzte ugaztunetan. D. melanogaster eredu genetiko modura erabiltzen da zenbait gaixotasun aztertzeko, besteak beste, Parkinson gaixotasuna eta Alzheimer gaixotasuna . Euli-espezie hori estres oxidatiboan, zahartze prozesuan, diabetes gaixotasunean eta minbizian eragiten dituzten mekanismoak aztertzeko erabiltzen da .

Ozpin-euliaren garapen prozesuak lau fase ditu: arrautza, larba, pupa eta euli heldua. Ikerketa genetikoetan oso erabilia izan den organismo modeloa da. Haren garapen prozesua sakon ikertu da, abantaila asko eskaintzen baititu beste animalia eredu batzuekin alderatuta: tamaina txikia, garapen-denbora laburra eta arrautza kopuru handia errunaldi bakoitzean.

Oogenesia

 

Oozitoa ernaldu ostean, sortu berri den enbrioiak hainbat DNA-bikoizketa jasaten ditu, eta 13 nukleo-zatiketa. Prozesu horren ondoren, 5.000 eta 6.000 nukleo artean egoten dira zelula bakarrean, zitoplasma partekatzen. Nukleo horiek zitoplasmaren gune desberdinetara migratzen dute, gehienek enbrioiaren azalera, eta beste batzuek enbrioiaren erdialdera. Azken horiek bitelo-zakua osatzen dute. Nukleo-zatiketak oso azkar gertatzen dira, kontrol handirik gabe, eta, beraz, akatsak egon daitezke DNAn. Akasdun nukleoek enbrioiaren erdialdera migratzen dute, bitelo-zakuko zelula bihurtzeko, gune hori ez baita euliaren gorputzaren parte izango. Hasierako garapen-faseetan aldaketa asko gertatzen dira enbrioian, eta ezagunak diren gene askok parte hartzen dute horietan. Gene-sare hori hobekien deskribatuta dauden gene-sareetako bat da.

Gastrulazioan eta hasierako garapen-faseetan zehar enbrioiak mugimendu morfogenetiko ugari jasaten ditu: mesodermoaren eta endodermoaren hainbat inbaginazio, gorputz-atalen segmentazioa, etab. Arrautzatik irten ostean, larba fasean sartzen da. Fase horretan disko imaginalak sortzen hasten dira larban. Disko horiek zelula epitelialen multzoak dira, pupa fasean euliaren kanpoko egitura bilakatuko direnak. Zelula multzoak disko moduan antolatzen dira, hortik datorkie izena.

Larba fasea amaitzean, metamorfosia gertatzen da. Prozesu horretan zehar, larba pupa bihurtzen da. Larba osatzen zuten ehunak birxurgatu egiten dira, eta disko imaginalek mugimendu morfogenetiko asko jasaten dituzte, euli helduen egiturak sortu arte, adibidez: burua, hegoak, toraxa eta sexu-organoak.