Przyciąga je zapach fermentujących owoców. Alkohol pomaga larwom muszki owocowej rozwijać się i chroni je przed groźnym pasożytem

Otwieramy piwo, zostawiamy na stole dojrzałe owoce i po chwili nad nimi krążą muszki. Przyciąga je alkohol oraz intensywny zapach fermentujących jabłek, gruszek, winogron i innych owoców. W takim miejscu znajdują pożywienie, składają jaja i zapewniają swoim larwom większą szansę na przeżycie.

Potocznie nazywamy je muszkami owocowymi lub owocówkami. Naukowcy najczęściej badają gatunek Drosophila melanogaster, którego poprawna polska nazwa brzmi wywilżna karłówka. Ten maleńki owad od ponad stu lat pomaga poznawać zasady dziedziczenia, odporność organizmu, mechanizmy uzależnień i procesy starzenia.

O niezwykłym życiu muszek opowiada prof. dr hab. Stanisław Ignatowicz, entomolog i akarolog ze Szkoły Głównej Gospodarstwa Wiejskiego w Warszawie.

Muszka dorasta od jaja do dorosłego owada w zaledwie dwa tygodnie

Życie muszki owocowej płynie bardzo szybko. Od jaja do dorosłego osobnika dorasta w zaledwie około dwa tygodnie, jeśli temperatura wynosi 20 stopni Celsjusza. Później jako dorosły owad żyje zwykle od tygodnia do dwóch. W tym krótkim czasie samica może złożyć kilkaset jaj.

– Też myślę, że życie muszki owocówki jest bardzo smutne, zwłaszcza że trwa bardzo krótko. Dorosła muszka żyje tydzień, góra dwa. I nic po niej nie zostaje poza kilkuset jajeczkami, które zdąży złożyć – mówi prof. Stanisław Ignatowicz.

Podobny rytm życia występuje u wielu owadów. Dorosłe osobniki szybko się rozmnażają, składają jaja i kończą swój cykl życia. Część z nich w dorosłym wieku pobiera bardzo mało pokarmu.

– Tak naprawdę większość dorosłych owadów istnieje wyłącznie po to, by przedłużyć gatunek. Złożą jaja i koniec. Weźmy choćby omacnicę spichrzankę, szkodnika – tak zwanego mola spożywczego – znanego z kuchni. Ona praktycznie nie je, tylko pije wodę, jeśli ma do niej dostęp, i składa jaja. Żyje dwa tygodnie, a muszka owocówka krócej – wyjaśnia entomolog.

Cykl muszki zaczyna się od maleńkiego jaja o długości około 0,6 milimetra. Ma ono specjalne wyrostki, które utrzymują je na powierzchni płynu i pozwalają mu oddychać. Następnie wykluwa się larwa, przechodzi trzy stadia rozwoju i szuka suchego miejsca, w którym może się przepoczwarczyć. Z poczwarki wychodzi już dorosła muszka.

Szybki rozwój sprawił, że owocówki świetnie sprawdzają się w laboratoriach. W ciągu kilku tygodni naukowcy mogą obserwować kilka pokoleń. Najpierw jednak muszą zapewnić larwom odpowiednie podłoże. W naturze jego najważniejszym składnikiem są fermentujące owoce zawierające alkohol.

Alkohol przyciąga muszki i pomaga larwom przeżyć

Samica szuka owoców, w których rozpoczęła się fermentacja. Interesuje ją zarówno ich zapach, jak i zawarty w nich alkohol. Najlepsze warunki zapewnia stężenie od 5 do 15 proc. Właśnie w takim miejscu samica składa jaja, a później rozwijają się larwy.

– Matka wyszukuje podłoże, w którym zawartość alkoholu wynosi 5–15 proc. Mocniejszy jest już dla nich zabójczy, ale taki fermentujący owoc to raj. Składa tam jaja, larwy się wylęgają i doskonale rozwijają. Alkohol daje im chwilowe dobre samopoczucie, a przede wszystkim uruchamia system odpornościowy – opowiada prof. Ignatowicz.

Alkohol zapewnia larwom coś więcej niż odpowiednie miejsce do rozwoju. Pomaga im także przeżyć atak pasożyta. Tym pasożytem jest maleńka błonkówka Leptopilina boulardi.

News / Podróże / Środowisko

Prof. Ignatowicz: Zagadka! A co, gdy odetniemy karaluchowi głowę?

Błonkówka odnajduje larwę muszki i wstrzykuje do jej ciała własne jajo. Następnie z jaja wykluwa się pasożytnicza larwa, która rozwija się wewnątrz gospodarza i stopniowo go zjada.

– Każda larwa owada ma swojego pasożyta, a owocówka maleńką błonkówkę Leptopilina boulardi, która wstrzykuje do niej własne jajo. Z tego jaja rozwija się larwa, która od środka pożera larwę muszki owocówki – tłumaczy profesor.

Wtedy ujawnia się znaczenie alkoholu. Larwy rozwijające się w fermentującym środowisku lepiej radzą sobie z pasożytem. Pokazał to eksperyment, w którym naukowcy porównali owady hodowane na dwóch różnych podłożach.

– Jeśli larwa rozwija się w środowisku z alkoholem, jej odporność się wzmacnia i potrafi odeprzeć pasożyta. Robiono eksperyment: część larw hodowano na podłożu bez alkoholu – wszystkie ginęły. Te w alkoholu – 60 proc. przeżywało, udawało im się pokonać pasożyty. To prosty mechanizm obronny, w którym alkohol pełni rolę tarczy – wyjaśnia prof. Ignatowicz.

Dlatego zapach fermentacji przyciąga muszki. Prowadzi je do miejsca, w którym mogą jeść, rozmnażać się i chronić potomstwo. Według przytoczonej przez profesora ciekawostki potrafią wyczuć alkohol nawet z odległości kilku kilometrów.

– Oczywiście, że można powiedzieć, że muszki to alkoholicy! Proszę zobaczyć: wystarczy otworzyć piwo, a one zlatują się natychmiast. Niektórzy twierdzą, że potrafią wyczuć zapach alkoholu z odległości nawet czterech kilometrów. To rekord w świecie owadów. I lecą do niego z prędkością dwóch metrów na sekundę – mówi entomolog.

Alkohol pomaga muszkom, ale ludziom szkodzi w większych ilościach

Organizm człowieka reaguje na alkohol inaczej niż organizm larwy owocówki. Nauka dobrze poznała skutki częstego picia i przyjmowania dużych dawek. Należą do nich między innymi marskość wątroby oraz większe ryzyko rozwoju nowotworów.

– Nie mamy twardych dowodów, że niskie dawki alkoholu działają na nas w podobny sposób. Wiemy dużo o szkodliwości dużych dawek – marskości wątroby, nowotworach – ale o działaniu małych ilości wiemy niewiele – podkreśla prof. Ignatowicz.

Rozmowa o małych dawkach alkoholu przypomniała profesorowi historię z dzieciństwa. Gdy jako nastolatek przyszedł przeziębiony do babci, dostał od niej kieliszek domowej dereniówki.

– Jako nastolatek przyszedłem kiedyś do babci, chory, cały zakatarzony. Babcia otworzyła szafkę, nalała mi kieliszek dereniówki i kazała wypić. Po chwili czułem się świetnie! Tak mi się to spodobało, że trzy dni później znów poszedłem, udając chorego. Ale babcia się zorientowała: „Ty już zdrowy jesteś, tylko udajesz” – wspomina naukowiec.

Takie domowe sposoby były kiedyś powszechne. W wielu apteczkach stały nalewki przygotowane na przeziębienie, ból brzucha i inne dolegliwości. Alkohol pomagał wydobywać z roślin potrzebne składniki, a następnie ułatwiał ich przechowywanie.

– Dawniej w każdej apteczce były nalewki: na żołądek, na przeziębienie. Alkohol był bazą wielu lekarstw – w małych dawkach działał jak nośnik substancji czynnych. Problem zaczyna się wtedy, gdy zamiast łyżeczki ktoś bierze pół litra – podsumowuje profesor.

Dom i ogród

Rybiki. Jurassic Park w Twojej łazience

Muszka owocówka pomogła stworzyć współczesną genetykę

Naukowcy chętnie badają Drosophila melanogaster, ponieważ muszka szybko się rozmnaża, zajmuje mało miejsca i łatwo obserwować u niej kolejne pokolenia. Ma także wyjątkowo duże ślinianki, w których znajdują się ogromne chromosomy politeniczne. Można je zobaczyć nawet pod prostym mikroskopem.

– Dzięki temu już w okresie przedwojennym można było badać mechanizmy dziedziczenia – mówi prof. Ignatowicz.

W klasycznych doświadczeniach naukowcy krzyżowali muszki o krótkich skrzydłach z osobnikami mającymi skrzydła normalnej długości. Następnie obserwowali, jakie cechy pojawiają się w kolejnych pokoleniach.

– Klasyczny eksperyment polegał na krzyżowaniu muszki z krótkimi skrzydłami, oznaczonymi jako „a”, z tymi o skrzydłach normalnych, oznaczonych jako „A”. W pierwszym pokoleniu wszystkie miały skrzydła długie – gen dominujący „Aa”. Ale w drugim pokoleniu cecha recesywna wracała w proporcji 1:3. Na takich podstawach zbudowano podstawy współczesnej genetyki – wyjaśnia profesor.

Owocówki nadal są wykorzystywane do badań naukowych. Badacze obserwują na nich mechanizmy uzależnień, reakcje układu odpornościowego oraz procesy związane ze starzeniem. Ich szybki rozwój pozwala sprawdzić w krótkim czasie, jak dana zmiana wpływa na kilka kolejnych pokoleń.

Zainteresowanie muszek alkoholem wykorzystano również poza laboratorium. Prof. Ignatowicz przypomina, że w Japonii owady pomagały na lotniskach odnajdywać bagaże zawierające przemycany alkohol.

– Generalnie wszystkie lecą do alkoholu. Ale ciekawostka: w Japonii wykorzystywano je na lotniskach do wykrywania przemytu alkoholu. Wypuszczano muszki w hali przylotów i obserwowano, na które walizki siadają. To były najpewniej te z kontrabandą – opowiada entomolog.

Ten sam węch, który prowadził muszki do walizek, kieruje je również do naszych kuchni. W mieszkaniu wystarczy dojrzały banan, resztka soku albo otwarta butelka, aby zapach fermentacji wskazał owadom drogę.

Środowisko

Komary nie są najgorsze. Entomolog: są owady, które potrafią zabić krowę

Skąd biorą się muszki owocówki i jak się ich pozbyć?

Muszki rozwijają się bardzo szybko, a ich jaja mają zaledwie około 0,6 milimetra. Dlatego zwykle zauważamy dopiero dorosłe owady krążące nad owocami. Wcześniej na ich powierzchni mogły już znajdować się jaja i larwy.

– Składane przez nie jaja są tak maleńkie, że ich nie zauważamy. A potem nagle widzimy dziesiątki owadów i myślimy: skąd się wzięły? Tak naprawdę były tam od dawna, tylko się rozwijały – tłumaczy prof. Ignatowicz.

Po zakończeniu trzeciego stadium larwa opuszcza wilgotne pożywienie i szuka suchej powierzchni. Tam zmienia się w poczwarkę przypominającą małe nasionko. Poczwarki przyklejają się bardzo mocno do wybranego miejsca.

Dawniej znajdowano je między innymi w butelkach po mleku, ponieważ trudno było usunąć je nawet szczotką. Podobny problem pojawił się w zakładzie produkującym kiszone ogórki. Do produkcji trafił koperek, na którym larwy zdążyły się przepoczwarczyć.

– Klienci zauważyli „dziwne nasionka”. Skończyło się wycofaniem całych partii ze sklepów i odszkodowaniami. A wszystko dlatego, że produkcja miała trzydniową przerwę i larwy zdążyły się przepoczwarczyć na suszącym się koperku – opowiada profesor.

Krótka przerwa wystarczyła, ponieważ muszka owocowa dorasta od jaja do dorosłego osobnika w około dwa tygodnie. Każde ciepłe i wilgotne miejsce zawierające resztki owoców może więc szybko wypełnić się kolejnym pokoleniem.

– Owady są najlepszymi kolonizatorami i potrafią wykorzystać nawet koper jako miejsce do przepoczwarczenia się – dodaje prof. Ignatowicz.

Aby pozbyć się muszek, trzeba przede wszystkim usunąć źródło zapachu, który je przyciąga. Dojrzałe owoce można schować do lodówki, a resztki jedzenia i napojów szybko wyrzucić. Warto również umyć kosz, opróżnić butelki i wyczyścić miejsca, w których rozlał się sok, piwo lub wino.

Dom i ogród

Kogo gryzą komary? Naukowiec radzi, jak skutecznie je odstraszyć

Pomagają także pułapki na muszki owocówki. Zawarty w nich alkohol przyciąga owady zapachem fermentacji. Drugi składnik obniża napięcie powierzchniowe płynu, dlatego muszka po zetknięciu z cieczą wpada do środka.

– Tutaj mamy polski sukces! Jedna z naszych firm opatentowała specjalny płyn wabiący, który zawiera alkohol i substancje obniżające napięcie powierzchniowe. Wystarczy, że muszka dotknie powierzchni – natychmiast spada na dno. Ten płyn eksportujemy do Stanów Zjednoczonych i wielu innych krajów – mówi naukowiec.

Zapach fermentujących owoców prowadzi więc muszkę przez całe życie. Przyciąga dorosłe osobniki do pożywienia, pomaga samicy wybrać miejsce do złożenia jaj, a alkohol zwiększa szanse larw na przeżycie ataku pasożyta. Ta zależność uczyniła również z owocówki cenny model badań nad odpornością i uzależnieniami.

Znaczenie muszek dla nauki wykracza jednak znacznie dalej. W 1947 roku owocówki poleciały rakietą V-2 na wysokość ponad 100 kilometrów. Jako pierwsze zwierzęta wysłane w przestrzeń kosmiczną pomogły zbadać wpływ promieniowania na żywe organizmy. Przeżyły podróż i bezpiecznie wróciły na Ziemię.

Dziś nadal pomagają naukowcom poznawać zasady dziedziczenia, starzenie organizmu i pracę układu odpornościowego. Mały owad krążący nad dojrzałym bananem ma więc za sobą ogromną karierę naukową.

– To naprawdę mały model człowieka – podsumowuje prof. Stanisław Ignatowicz.

Źródło: naukawpolsce.pl

Ewa Gładysz