果蝇属( 食虫类 : Drosophila )是 昆虫纲 、 双翅目 (Diptera)、果蝇科(Drosophilidae)的一属,俗称果蝇,英语中也常误称为 实蝇科 (fruit fly),约1000种。果蝇属于小型蝇类,成虫体长为1.5~4毫米。虫体多为黄褐色或黑色。头部具复眼。触角第三节为椭圆形或圆形,触角芒羽状分枝。口器 舐[shì] 吸式。雄蝇第一对 胸足 跗节的第一亚节基部有一梳状黑色鬃毛结构,叫做性梳。 果蝇类昆虫与人类一样分布于全世界,并且在人类的居室内过冬。由于体型小,很容易穿过纱窗,因此居家环境内也很常见。 有些种生活在腐烂水果上,有些种则在真菌或肉质的花中生活。此外,在垃圾筒边或久置的水果上的红眼小蝇也是果蝇。
果蝇分布于世界上几乎所有的 亚热带 以及热带地区,例如非洲、欧州中南部、 亚洲 中南部、美洲中部、 拉丁美洲 以及大洋洲等。旧大陆 热带 ,特别是东洋区,被认为是果蝇的重要起源和分化中心。
果蝇作为一种实验生物,广泛用作遗传和演化的室内外研究材料,有很多例如:遗传学、发育生物学、分子生物学等学科将其作为模式物种,其中应用最为广泛的就是 黑腹果蝇 。黑腹果蝇易于培育,其生活史短,在室温下不到两周。基于对这些模式物种的研究,推动了相应学科的方法和理论的发展。
果蝇主要危害水果蔬菜,成虫将卵产在果实皮下,卵孵化后,以 美国白灯蛾 就地取食汁液为害,幼虫先在果实表层为害,然后向果心蛀食,被害后的果实逐渐软化、变褐、腐烂。
形态特征
成虫
果蝇属于小型蝇类,体长1.5~4毫米。虫体多为黄褐色或黑色。头部有一对红色的复眼,两复眼内侧有三对眼缘刚毛,复眼间的后头中央微微隆起,形成一个单眼三角区,区内含三个单眼,其前下方生有一对单眼刚毛。额具1对前曲的眶鬃和1~2对后曲的眶鬃,单眼鬃和内、外顶鬃一般存在,后顶鬃平行或端部略会合。喙短曲,口器舐吸式。 中胸盾片 具纵行排列的正中刚毛2~10列;一般具肩鬃、沟前鬃各1对,背侧鬃、翅上鬃和翅后鬃各2对;背中鬃通常2对,有时1对或3~4对。小盾片背面裸,一般具小盾鬃2对,某些属的小盾基鬃退化。翅透明,有时具淡褐或褐色斑纹;前缘脉有2个缺刻,伸达R2+3或R4+5脉末端;亚前缘脉细弱、退化不全;第二基室与中室联合或有横脉隔开。足胫节常有端前鬃。 雄性 腹部第6+7气门位于第6背板的腹缘附近, 雌性 产卵器骨化较弱。
卵幼虫和蛹
卵小而椭圆,白色,背侧有2~10个丝状物或2个膜质突起。幼虫淡色,蛆型,头和 口器 均退化,头大部缩入胸内,主要部分为头咽骨,露于外面的仅为一尖细的头节和一对口钩,用其捣烂食物,然后吸取汁液;口钩内缘齿的数目可随 龄期 的不同而变化,一般1龄有1齿,2龄有2~3齿,3龄有9~12齿;体分12节,除头节外,胸部3节,腹部8节,每节的背腹面常有微小的 钩形突 ,后端有2个肉质突起和成对的后 气门 。蛹为围蛹,圆筒形,前气门和后瘤突发达。
雌雄对比
分布栖息
分布范围
果蝇分布于世界上几乎所有的 温带 、 亚热带 以及热带地区,例如 非洲 、欧州中南部、 亚洲 中南部、 美洲 中部、 拉丁美洲 以及 大洋洲 等。
栖息环境
果蝇多栖息在腐烂的水果及蔬菜上、垃圾堆里,自然界中的花丛中、 腐草 下、果园里、菜地间、林荫树上流出的汁液、森林中的腐烂树皮、朽株、落叶以及肉质的真菌上等。
生活习性
成虫常见于熟透的瓜果及腐败植物上,舐吸 糖蜜 物质以补充营养,并 产卵 于发酵烂果的表面。 幼虫 喜滋生于腐烂的果实、垃圾或醋缸等场所,多数以烂果中的酵母为食,少数有潜叶、潜茎的习性或 捕食 蜘蛛卵及 介壳虫 。 此外,新鲜的 杨梅 等果实因果肉表面凹凸不平且无果皮保护,也极易藏匿 杨梅虫 ;日常食用前,可采用淡盐水浸泡的方法去除幼虫,其原理是利用盐水制造的高 渗透压 环境,促使藏匿在杨梅果肉中的果蝇幼虫爬出。
生长繁殖
生活史
果蝇的1个完整的生活周期分为4个时期,为卵、幼虫、蛹、成虫。卵经22~24小时可孵化为 美国白灯蛾 ,幼虫经两次蜕皮称为三龄幼虫,长约4毫米左右,幼虫上有一钩状口器,约4天左右可化为蛹,刚化为蛹颜色呈淡黄色,之后逐渐硬化变成深褐色。成虫果蝇自羽化后8小时可交配,2天后即可产卵,成虫果蝇在25 摄氏度 下一般可存活37天。果蝇的生活周期一般较短,完成一个世代所需的时间,视种类和生态环境而异。
主要价值
研究价值
果蝇属中的一些种类,特别是 黑腹果蝇 。自18世纪以来,一直作为相对理想的动物遗传学研究材料。在细胞遗传学的发展史上, 托马斯·摩尔根 学派由于选用了果蝇作为动物试验材料而获得了很大的成功。果蝇易于饲养,用一只牛奶瓶,放一些捣烂的柿子,就可以饲养数百甚至上千只果蝇。繁殖快,在25℃左右温度下十天左右就繁殖一代,一只雌果蝇一代能繁殖数百只,具备动物遗传学研究材料所需要的条件;在饲养过程中,能自发地和不断地出现大量变种,从而为研究提供了丰富的材料;同时, 细胞 染色体数目仅为8个,4对染色体(3对大型和1对小而圆点形染色体)的形态、大小及着丝点位置等均易于区别,特别是幼虫唾腺细胞保留期间的多线染色体,其体积不仅比一般细胞染色体大百余倍,而且沿着其长度又带有大小深浅不同的横纹斑,把染色体的不同区域标记起来。鉴于果蝇的这些优点,极大地促进了细胞遗传学的飞速发展。
关于果蝇的遗传资料收集得比任何动物都多。用果蝇的染色体,尤其是成熟幼虫 唾液腺 中最大的染色体,研究遗传特性和基因作用的基础。2000年3月果蝇 全基因组测序 工作基本完成,在果蝇的基因组中编码 蛋白质 的基因大约有1360多个,其数量比 线虫 少,但功能更为复杂多样。在这些基因当中约一半与哺乳动物编码蛋白质的基因具有较高的 同源 性,超过60%的人类疾病基因在果蝇的 基因组 中有直系同源物,其中人类的肿瘤、神经疾病、畸形综合征等有关基因与果蝇基因同源的可能性相当大。因此,以果蝇为模型研究人类疾病的发病机制,诸如 帕金森病 病症、脆性X综合征症、 糖尿病 、早老性痴呆症等有非常重要的意义。
养殖技术
野外采集
取一个容量为500毫升的 广口瓶 和带有 滴管 的橡胶塞。在瓶内放入一些腐烂的水果,或者是甜 酒糟 ,其量为瓶的1/3。滴管吸入少量 乙醚 后管口用 凡士林 或 石蜡 封好。将诱集瓶放在垃圾堆旁或水果市场一角,也可以放在厨房,甚至 米酒 坛子旁边都可以。注意瓶子不要将盖子塞住瓶口,以便瓶内的气味溢出和果蝇的进入。过一段时间发现有果蝇在瓶内,迅速将盖子塞住瓶口,然后挤压滴管胶头将适量乙醚注入瓶内。待其麻醉后取出,进而培养出果蝇的 幼虫 以供实验用(观果蝇 唾液腺 染色体 ),注意注入瓶内的 乙醚 不要过量,避免麻醉过深至死。
培养基成分选择
培养基各成分对果蝇寿命影响的研究表明: 糖类 是雌果蝇寿命的关键因子,缺少糖会使果蝇的生长和发育受到严重的影响,但是高糖浓度下果蝇的体重相对于低糖浓度是下降的,与人类的 糖尿病 情况相似。从平均寿命和半致死时间来看, 酵母粉 是第二大制约因子,酵母粉为果蝇的生长提供 蛋白质 、 微量元素 和 维生素 等,在果蝇的生长发育尤其是 美国白灯蛾 的发育中起到至关重要的作用。小麦加工料培养基饲喂果蝇的效果要极显著的优于 玉米粉 培养基 ,使用后可使果蝇的发育期缩短,繁殖力提高,体重增加。其中 麦麸 和 全麦粉 的饲养效果又显著优于标粉,这是由于用前二者配制的 培养基 比较疏松,透气性好。因而能提供充足的 氧气 使更有利于酵母菌的生长繁殖,从而为果蝇生长繁殖提供较丰富的食源,特别为幼虫发育提供了较理想的场所。并且培养基中添加 维生素e 能显著延长果蝇平均寿命,寿命延长的百分率与喂食果蝇的维生素E浓度有一定的量效关系。
注意事项
防止培养基长霉
当外界温度不适应果蝇生长时(温度低于18 摄氏度 ),培养基接种后的7天内,非常容易长霉。 要避免长霉,应注意 :
果蝇防杂
果蝇复壮
若果蝇长期在较低的温度下保种,低温会使其生活力下降,许多 性状 出现退化,甚至变异,影响实验结果,因此,需每隔一定时期对果蝇进行复壮。
太空实验
研究历程
2024年11月15日,果蝇随天舟八号货运飞船进入 中国空间站 用于实验,这也是中国首次展开空间亚磁-微重力复合环境科学实验。2025年4月30日,中国空间站在轨繁育的首批果蝇将随 神舟十九号 载人飞船 返回 地球 ,将为生物磁感受和重力感受机制的基础研究提供重要的数据。
研究成果与意义
中国科学院生物物理研究所研究员 李岩 表示,果蝇在太空中,可以像地面上一样进行求偶、交配、繁育后代,在这些行为过程中,也看到了一些和地面很不相似的新的行为模式,在天上,果蝇会出现一些飘浮,甚至翻跟头的状态。据介绍,在中国 空间站 的果蝇研究平台,设定有非常严格的温湿度、光照周期和气体循环条件。通过两个月左右时间的在轨培育,果蝇已经培育出第三代,航天员对每一代果蝇都进行了采样收集。通过连续视频监控,科研人员已经获得大量果蝇在轨视频数据,这对分析研究果蝇在空间环境中的生长发育以及睡眠、求偶、活动性等行为特征具有重要作用。中国科学院空间应用中心研究员张伟介绍,在亚磁和微重力条件下观察果蝇到底有什么特性,研究它的行为和神经的变化,为未来深空探索计划中航天员健康保障提供重要的基础研究支撑。
物种危害与防治
危害
果蝇主要危害 中国樱桃 果实,成虫将卵产在樱桃果皮下,卵孵化后,以 幼虫 就地取食汁液为害,幼虫先在果实表层为害,然后向果心蛀食,被害后的果实逐渐软化、变褐、腐烂。幼虫发育成老熟幼虫后咬破果皮脱果,脱果孔约1毫米大小。1粒果实上往往有多头果蝇为害,幼虫脱果后表皮上留有多个虫眼。经调查,受害果实多以中晚熟品种为主,受害率一般在35%以上,个别品种达到80%以上。果蝇除危害 车厘子 外,还危害其它成熟的水果和部分蔬菜,如成熟的 油桃 、桃、李、杏、 葡萄 、 西红柿 及腐烂后的 苹果 、梨、辣椒等。
防治
可以采用烟驱成虫的方法,即在成虫 产卵 期间,将 苦蒿 、 野艾蒿 晾至半干,在轻微风的天气傍晚,于果园上风处堆积生火 熏烟 后,再以鲜山苍子或按树枝叶覆盖,使其产生浓烟,驱赶成虫效果很好,但大风或无风日效果较差。可保护 捕食 性天敌,如 蜘蛛 类和蚂蚁, 果蝇幼虫 出果后和跌落地面化蛹前,常被蚂蚁取食,也可引进寄生性天敌。
物理防治
利用果蝇成虫的 趋化性 ,诱杀成虫。于6月上中旬果实开始着色时,将 香瓜 、 生瓜 从中剖开或抽果皮等,在 糖醋 药液中浸泡数小时后,悬挂在树冠中,每株2~4处。也可将腐烂瓜果堆在树下,淋透糖醋液进行诱杀。还可将牛皮纸剪成20厘米宽、长适量的纸块浸入糖醋液中,1小时后捞出晒至半干,涂上 凡士林 ,以图钉钉于 树干 上,诱黏成虫。
化学 防治
在樱桃园实施糖酒醋液诱杀的同时,树上喷施5%天然 除虫菊素 1000~1500倍液1次,10天后重喷1次。每株树重点喷施内膛部分。除此之外在果园周边、地面、地埂的杂草丛生处,喷施1次20% 灭蝇胺 800倍液,或2.5% 高效氯氰菊酯 2000~4000倍液、50% 敌敌畏 500倍液。隔10天再喷1次。也可使用 芹菜 的 乙醇 提取物,其对果蝇的驱避效率和熏蒸效率均可达100%,且随着试液浓度的增大驱避效果增强。
农业防治
主要是清洁果园及净化周边环境。5月底至6月初, 杨梅 果实着色前,将园内及周边植物残体及枯叶、灌木、 禾本科杂草 等清除干净,阻断成虫迁飞取食的 食物链 ,减少成虫基数。摘除受害果实,清理落地残果,营造不利于果蝇栖息的 生态环境 ;可采用套袋法,即在6月上旬末,果实着色后,用 聚丙烯 袋套在果实上,可完全避免果蝇为害,效果相对较好。
相关知识
分类研究历史
中国 果蝇最早的分布记录来自 台湾 。其后, 德国 昆虫学家 依据存放于 欧洲 一些博物馆的台湾产果蝇标本,描述了一些物种。Peng发表在Annot.Zool.Japon.上的论文“On some 物种 of Drosophila from China”,是目前可以查到的有关 中国大陆 果蝇分类的最早文献。
后在教育科研工作者 谈家桢 先生的推动下,1985年至1994年的约10年间,国内多所高校和研究所,与 北海道大学 、 北海道教育大学 、 东京都立大学 等机构合作,开展了对中国果蝇系统分类和 进化 遗传学 研究,对中国果蝇 区系 进行了联合调查。调查范围北至 黑龙江省 ,西至新疆,南至 海南省 ,所采集标本经整理,包括果蝇697物种,其中已知种378种。在378个已知种当中,162种为与 日本 共有种,75种为特有物种,均超过当时日本的已知属(270种)及特有物种数(65种)这378种主要涉及:
在此期间,中日学者及其它国家学者发表了一系列果蝇 分类学 论文;此后数年,仍有一系列主要基于此次合作研究而产生的论文发表出来。
2000年至今是 中国 果蝇分类和系统发生研究的又一个快速发展时期。在 区系 调查和分类学方面,主要集中于中国西南的 云南省 、 贵州省 和 广西壮族自治区 , 华中地区 的 湖南省 , 华东 的 福建省 以及华南的 广东省 、 海南省 。系统分类研究涉及: