Meyve sinekleri tanımı, tek bir türü değil, birçok farklı türü kapsayan genel bir terimdir. Bu terim genellikle meyve veya çürümüş organik materyallerle beslenen, Drosophilidae familyasına ait çeşitli sinek türlerini ifade eder. Meyve sinekleri arasında farklı türler meyve ve sebzelerde farklı zararlar verebilir ve çeşitli ekolojik nişlerde bulunurlar.
Meyve sinekleri, özellikle Drosophila cinsine ait türler için kullanılan farklı isimlerle bilinir. Bu isimler, genellikle sineklerin çekildikleri ortamlara veya gözlemlediği özelliklerine dayanır. Meyve sinekleri için kullanılan bazı yaygın alternatif isimler ise şunlardır:
1. Sirke Sineği - Meyve sinekleri, özellikle Drosophila melanogaster, sıklıkla sirke veya diğer fermente ürünlerde bulundukları için bu isimle anılır.
2. Pomace Sineği - "Pomace", meyve suyu, şarap ve benzeri içeceklerin üretimi sırasında kalan posa anlamına gelir. Bu sinekler, bu tür artıklar üzerinde sıkça bulunduğundan bu isimle de anılır.
3. Banana Sineği - Drosophila türleri, çürümekte olan muzlar da dahil olmak üzere çeşitli meyvelere çekildiklerinden bu isimle de bilinir.
4. Vinegar Fly - Bu, özellikle sirke sineği için kullanılan bir diğer terimdir ve sineklerin sirke benzeri ortamlarda yaygın olarak bulunması nedeniyle kullanılır.
5. Drosophila - Bu, meyve sineklerinin bilimsel cins adıdır ve genellikle laboratuvar ortamında yaygın olarak kullanılan türler için resmi olmayan bir kısaltma olarak kullanılır.
Bu isimler, meyve sineklerinin yaşam alanları, beslenme alışkanlıkları ve çekildikleri materyallerle ilgili ipuçları verir. Bu türlerin her biri, genellikle insan yaşam alanlarına yakın yerlerde bulunur ve bu nedenle gıda güvenliği ve hijyen açısından dikkate alınması gereken zararlılar olarak kabul edilir.
En yaygın ve geniş çapta tanınan zararlı meyve sineği türü, Drosophila melanogaster'dir. Drosophila melanogaster, genetik araştırmalar için model organizma olarak kullanılmasının yanı sıra, evlerde ve ticari meyve depolama alanlarında sıkça rastlanan bir türdür. Ancak, ekonomik açıdan daha büyük zararlara neden olan bir diğer tür ise, Drosophila suzukii'dir. Drosophila suzukii, diğer Drosophila türlerinden farklı olarak, çürümekte olan meyvelere değil, olgunlaşmakta olan taze meyvelere yumurta bırakır, bu da onu tarım açısından özellikle zararlı kılar. Bu özelliği nedeniyle, Drosophila suzukii özellikle meyve üreticileri için ciddi bir sorun teşkil etmektedir.
A) Drosophila Melanogaster
Drosophila melanogaster, Drosophilidae familyasına ait, Diptera takımından bir sinek türüdür. Bu tür, genellikle "meyve sineği" veya daha nadiren "sirke sineği", "pomace sineği" veya "muz sineği" olarak adlandırılır. D. melanogaster, doğal ortamlarında çürüyen meyvelere ve fermente içeceklere çekilir ve sıklıkla bahçelerde, mutfaklarda ve barlarda bulunur.
Bilimsel Sınıflandırma ve Özellikleri
Drosophila melanogaster, Eukaryota aleminde, Animalia krallığında, Arthropoda şubesinde, Insecta sınıfında ve Diptera takımında yer alır. Sophophora alt cinsine, melanogaster tür grubuna ve aynı adı taşıyan alt tür grubuna dahildir. Türün bilimsel adı 1830 yılında Meigen tarafından verilmiştir.
Araştırma ve Tarihçesi
1901 yılında Charles W. Woodworth tarafından model organizma olarak kullanılması önerilen D. melanogaster, genetik, fizyoloji, mikrobiyal patojenez ve yaşam tarihi evrimi gibi biyolojik araştırmalarda yaygın olarak kullanılmaktadır. 2017 itibarıyla, bu böcek kullanılarak yapılan çalışmalarda yer alan bilim insanlarına altı Nobel Ödülü verilmiştir. D. melanogaster, hızlı yaşam döngüsü, nispeten basit genetiği ve her nesilde yüksek sayıda yavru üretebilmesi nedeniyle araştırmalarda sıklıkla tercih edilir. Tür, köken olarak Afrika'ya aittir ve Afrika dışındaki tüm soy hatları ortak bir kökenden gelir.
Etimoloji ve Fiziksel Özellikler
"Drosophila", Yunanca "çiğ sever" anlamına gelir ve "melanogaster" kelimesi "kara karın" anlamına gelmektedir. Bu isimlendirmeler, sineğin gövdesindeki siyah renkli karın bölgesine ve kırmızımsı gözlere atfen verilmiştir. Vahşi tip meyve sinekleri sarı-kahverengi renkte olup, karınlarında siyah halkalar bulunur. Erkekler, dişilerden daha küçük olup, karınlarında belirgin siyah bir leke bulunur. Ayrıca, ilk bacaklarının tarsusunda koyu renkli kıllardan oluşan bir seks tarağı bulunur ve çiftleşme sırasında dişiye tutunmak için kullanılan dikenli kıllara (claspers) sahiptir.
Davranışsal Özellikler
Melanogaster sinekleri, sırtlarındaki kıllar aracılığıyla hava akımlarını algılayabilir. Gözleri ışık şiddetindeki ufak farklılıklara karşı hassastır ve gölge veya hareket algıladıklarında içgüdüsel olarak uçarak kaçarlar. Meyve sinekleri, özellikle Akdeniz, Avustralya ve Güney Afrika'da ekonomik bir zararlı olan Akdeniz meyve sineği (Ceratitis capitata) ile karıştırılabilir; bu da bazen kafa karışıklığına neden olabilir.
Drosophila Melanogaster'ın Yaşam Döngüsü ve Üreme Süreci
Drosophila melanogaster, optimal büyüme koşullarında, yani 25°C (77°F) sıcaklıkta, yumurtadan ölüme kadar olan yaşam süresi yaklaşık 50 gün sürer. D. melanogaster'ın gelişim süresi sıcaklığa bağlı olarak değişir, bu durum birçok soğukkanlı tür için geçerlidir. En kısa gelişim süresi, yani yumurtadan yetişkinliğe kadar olan süre, 28°C (82°F) sıcaklıkta 7 gündür. Daha yüksek sıcaklıklarda (30°C veya 86°F'de 11 gün) gelişim süresi, ısı stresi nedeniyle artar. İdeal koşullar altında, 25°C (77°F) sıcaklıkta gelişim süresi 8,5 gün, 18°C (64°F) sıcaklıkta 19 gün ve 12°C (54°F) sıcaklıkta 50 günden fazla sürer. Kalabalık koşullar altında, gelişim süresi artar ve ortaya çıkan sinekler daha küçük olur. Dişiler, çürüyen meyve veya çürümekte olan mantarlar ve ağaç özsuyu gibi uygun materyallere yaklaşık beşer beşer olmak üzere toplamda 400 yumurta bırakır.
Drosophila melanogaster tam bir metamorfoz geçiren holometabol bir böcektir. Yaşam döngüsü dört aşamaya ayrılır: embriyo, larva, pupa ve yetişkin. Yaklaşık 0.5 mm uzunluğundaki yumurtalar, 25°C (77°F) sıcaklıkta 12-15 saat sonra çatlar. Ortaya çıkan larvalar, iki kez deri değiştirerek (ikinci ve üçüncü dönem larvalara dönüşerek) yaklaşık 4 gün boyunca büyür. Bu süre zarfında, meyvenin çürümesine neden olan mikroorganizmaları ve meyvenin kendisinin şekeriyle beslenirler. Anne, larvaların bağırsaklarında kendisi için olumlu sonuçlar doğuran aynı mikrobiyal kompozisyonu sağlamak amacıyla yumurta kapsüllerine dışkı bırakır. Daha sonra larvalar, puparyum içinde kapsüllenir ve 25°C (77°F) sıcaklıkta 4 gün süren bir metamorfoz geçirir. Bu sürecin ardından yetişkinler eclosion yaparak (ortaya çıkar).
Embriyonik Gelişimi Düzenleyen Önemli Genler
Drosophila melanogaster, embriyonik gelişim araştırmalarında önemli bir model organizma olmuştur. Embriyonik gelişimi düzenleyen ve bu sürecin işleyiş mekanizmalarını açıklayan pek çok gen, insanlar da dahil olmak üzere birçok çok hücreli organizmanın temel gelişim ilkelerini anlamamızda kritik rol oynamıştır. İşte Drosophila melanogaster'deki embriyonik gelişimi düzenleyen bazı önemli genler ve işlevleri:
- Anne Genleri (Maternal Genes): Bu genler dişi meyve sineğinde kodlanır ve embriyonun erken gelişim evrelerinde bulunur. Embriyonun ana özelliklerini ve erken gelişimini belirlerler. Örneğin, Bicoid geni embriyonun ön ucunun oluşumunu düzenler ve bu genin yokluğunda başı olmayan bir embriyo gelişir.
- Zigotik Genler: Bu genler, meyve sineği embriyosu kendi genetik ürünlerini üretmeye başladığında aktive olan sonraki evrelerde işlev görür. Örneğin, hunchback geni embriyoda segmentlerin oluşumunu düzenler.
- Homeotik Genler: Bu gen ailesi, gelişimde segmentasyon ve eksen düzenlemesini düzenler. Embriyonik gelişimde hücre kaderini belirleyen düzenleyici faktörler olarak işlev görürler. Örneğin, Antennapedia geni, embriyoda ön uzuvların oluşumunu düzenler.
- Morfogenler: Bu moleküller, embriyonik gelişimde gradyanlar oluşturur ve konumlarına bağlı olarak hücre kaderini düzenler. Örneğin, Hedgehog morfogeni, meyve sineği embriyosunda segmentlerin farklılaşmasını ve segment kimliğini düzenler.
Drosophila Melanogaster'da Çiftleşme Davranışları
Drosophila melanogaster erkekleri, dişileri etkilemek için beş aşamalı bir davranış sergisi gerçekleştirir. İlk olarak, erkekler kanatlarını yatay olarak uzatarak ve titreştirerek bir çiftleşme şarkısı çalarak dişiye yönelirler. Ardından, erkek dişinin arka kısmına, düşük bir duruşta yaklaşarak dişinin genital bölgesini yalar ve tıklar. Son olarak, erkek karın bölgesini kıvırarak çiftleşmeye çalışır. Dişiler, istenmeyen erkekleri uzaklaşarak, tekmeleyerek veya yumurta borusunu dışa çıkararak reddedebilir. Çiftleşme yaklaşık 15-20 dakika sürer ve bu süreçte erkekler, seminal sıvı içinde çok uzun (1.76 mm) birkaç yüz sperm hücresi dişiye aktarır. Dişiler, spermi tübüler bir alanda ve iki mantar şeklindeki spermatekada saklar; birden fazla çiftleşmeden gelen sperm hücreleri döllenme için yarışır.
Son erkeğin üstünlüğüne inanılır; son çiftleşen erkek, dişinin yavrularının yaklaşık %80'ini sıralar. Bu üstünlük, hem yer değiştirme hem de etkisizleştirme yoluyla gerçekleşir. Yer değiştirme, dişinin birden fazla çiftleşme gerçekleştirdikçe sperm yönetimi ile ilgilidir ve çiftleşmeden sonraki ilk 1-2 gün içinde en belirgindir. Seminal keseden sperm yer değiştirmesi, spermatekalardan sperm yer değiştirmesinden daha önemlidir. İlk erkek sperminin ikinci erkek spermi tarafından etkisiz hale getirilmesi, çiftleşmeden sonra 2-7 gün içinde önemli hale gelir. İkinci erkeğin seminal sıvısının, döllenme gerçekleşmeden önce etki eden bu etkisizleştirme mekanizmasından sorumlu olduğuna inanılır. Etkisizleştirme mekanizmasının etkinliğindeki gecikme, bir erkek sineğin aynı dişiyle tekrar tekrar çiftleşmesi durumunda kendi spermini etkisiz hale getirmesini önleyen bir koruma mekanizması olarak kabul edilir.
Dişi D. melanogaster'ın rahimdeki duyusal nöronlar, semen içinde bulunan ve dişiyi döllemesinden sonra yaklaşık 10 gün boyunca çiftleşmek istememesine neden olan bir erkek proteini olan seks peptidine yanıt verir. Bu değişiklikteki davranışa yol açan sinyal yolu belirlenmiştir. Sinyal, hipotalamusun bir homoloğu olan beyin bölgesine gönderilir ve hipotalamus cinsel davranışı ve arzuyu kontrol eder. Drosophila'da gonadotropik hormonlar, memelilerin östrus döngüsüne benzer bir döngüsel ilişki aracılığıyla homeostazı korur ve üreme çıktısını yönetir. Seks peptidi bu homeostazı bozar ve dişiye juvenil hormon sentezini teşvik ederek endokrin durumunda dramatik bir değişiklik yaratır.
Melanogaster'de Yaşam Süresi ve Yaşlanma Üzerine Çalışmalar
melanogaster, yaşam süresini uzatma çalışmaları için sıklıkla kullanılmaktadır, örneğin mutasyonlarla yaşam süresini artırdığı iddia edilen genleri belirlemek için. Ayrıca yaşlanma çalışmalarında da kullanılır. Werner sendromu, insanlarda hızlandırılmış yaşlanma ile karakterize edilen bir durumdur ve DNA hasarının onarımında temel rolleri olan WRN genindeki mutasyonlar tarafından neden olunur. D. melanogaster'ın WRN homologunda meydana gelen mutasyonlar da daha kısa yaşam süresi, daha yüksek tümör insidansı, kas dejenerasyonu, azalmış tırmanma yeteneği, değişen davranış ve azalmış lokomotor aktivite gibi yaşlanmanın fizyolojik belirtilerini artırır.
Drosophila Melanogaster Dişileri ve Erkeklerde Çiftleşme Davranışları
Dişiler
Drosophila melanogaster dişileri, erginleşmelerinden yaklaşık 8-12 saat sonra erkeklerin kur yapmalarına karşı duyarlı hale gelir. Dişi sineklerde belirli nöron gruplarının, çiftleşme davranışını ve eş seçimini etkilediği bulunmuştur. Bu gruplardan biri, dişinin hareketlerini duraklatıp çiftleşmeye izin vermek için abdominal sinir kordonunda bulunur. Bu nöronların aktivasyonu, dişinin hareketlerini durdurmasına ve erkeğe monte olmasına izin verecek şekilde kendini konumlandırmasına neden olur. Bu grup inaktive edildiğinde, dişi hareket etmeye devam eder ve çiftleşmez. Erkek feromonları gibi çeşitli kimyasal sinyaller bu grubu aktive edebilir.
Ayrıca, dişiler eş seçimi kopyalama davranışı sergiler. Bakire dişi sinekler, belli bir tür erkekle çiftleşen diğer dişileri gördüklerinde, daha sonra bu tür erkekle daha sık çiftleşme eğiliminde olurlar. Bu davranış çevresel koşullara duyarlıdır ve kötü hava koşullarında dişiler daha az çiftleşir.
Erkekler
Drosophila melanogaster erkekleri, cinsel deneyim kazandıkça, gelecekteki çiftleşme davranışlarını çeşitli yollarla değiştirme eğilimindedir. Bu değişiklikler, sadece tür içi kur yapma seçiciliğini artırma ve çiftleşme sürelerini azaltma şeklinde olur.
Cinsel olarak naif D. melanogaster erkekleri, önemli ölçüde zaman harcayarak, örneğin D. simulans gibi diğer türlerle çiftleşme girişiminde bulunurlar. Naif D. melanogaster erkekleri ayrıca henüz cinsel olgunluğa ulaşmamış dişilerle ve diğer erkeklerle de çiftleşme girişiminde bulunabilir. Ancak, D. simulans veya çiftleşemeyen diğer sinekler erkeklerin ilerlemelerini reddettikten sonra, D. melanogaster erkekleri gelecekte belirsiz şekilde çiftleşme girişimlerinde bulunma olasılığı daha düşük olur. Bu öğrenilmiş davranış değişikliği evrimsel olarak önemlidir, çünkü erkeklerin başarısız cinsel karşılaşmalara enerji yatırımını önler.
Ayrıca, önceki cinsel deneyime sahip erkekler, yeni dişilerle çiftleşmeye çalışırken çiftleşme danslarını değiştirir—deneyimli erkekler daha az zaman harcayarak çiftleşir, böylece daha hızlı ürerler. Bu azalan çiftleşme gecikmesi, deneyimli erkekler için daha büyük bir çiftleşme verimliliği sağlar. Bu değişiklik, doğal seçim açısından artan çiftleşme verimliliği gibi açık evrimsel avantajlara sahiptir.
Poligami
Hem erkek hem de dişi D. melanogaster sinekleri, aynı anda birden fazla cinsel partnerle poligam (çok eşli) bir şekilde hareket eder. Erkeklerde ve dişilerde poligami, bakir sineklere kıyasla akşam aktivitelerinde bir azalmaya neden olur, bu durum erkeklerde dişilere göre daha belirgindir. Akşam aktiviteleri, çiftleşme ve partner bulma dışında sineklerin katıldığı aktiviteleri içerir, örneğin yiyecek bulma. Erkeklerin ve dişilerin üreme başarısı farklılık gösterir, çünkü bir dişi tek bir çiftleşme ile maksimum verimliliğe ulaşabilir. Birden fazla partnerle çiftleşmek, tek bir partnerle çiftleşmek kadar avantaj sağlamaz, bu nedenle dişiler poligam ve monogam bireyler arasında akşam aktivitesinde bir fark göstermez. Ancak erkekler için, birden fazla partnerle çiftleşmek, yavrularının genetik çeşitliliğini artırarak üreme başarısını artırır. Bu genetik çeşitlilik avantajı, yavruların çevrelerindeki uygun özelliklere sahip olma şansını artırarak evrimsel bir avantaj sağlar.
Drosophila Melanogaster'ın Genomik Bilgileri
Genom Yapısı
Drosophila melanogaster'ın genomu, 2000 yılında dizilmiş ve FlyBase veritabanında küratörlüğü yapılmıştır. Bu genom dört çift kromozom içerir: bir X/Y çifti ve 2, 3 ve 4 olarak etiketlenmiş üç otosom. Dördüncü kromozom oldukça küçüktür ve genellikle önemsiz kabul edilir, ancak önemli "eyeless" genini içerir. Drosophila melanogaster'ın dizilenmiş 139,5 milyon baz çifti genomi, Ensemble sürüm 73'e göre yaklaşık 15,682 gen içerir. Genomun %60'tan fazlası, gen ifadesi kontrolünde rol oynayan fonksiyonel olmayan protein kodlamayan DNA'dan oluşur. Drosophila'da cinsiyet belirlenmesi, insanlardaki gibi Y kromozomunun varlığına dayanmaz, X kromozomları ile otosomların X:A oranıyla gerçekleşir. Y kromozomu tamamen heterokromatik olmasına rağmen, birçok erkekle ilgili fonksiyona sahip en az 16 gen içerir.
İnsanlarla Benzerlikler
Mart 2000 tarihli bir çalışma, meyve sineği ve insan genomlarını karşılaştırmış ve genlerin yaklaşık %60'ının her iki tür arasında korunduğunu tahmin etmiştir. Bilinen insan hastalık genlerinin yaklaşık %75'i, meyve sineklerinin genomunda tanınabilir bir eşleşmeye sahiptir. Homophila adlı çevrimiçi bir veritabanı, insan hastalık geni homologlarını sineklerde ve tersi durumda aramak için kullanılabilir.
Drosophila, Parkinson, Huntington, serebellar ataksi ve Alzheimer hastalığı gibi nörodejeneratif bozukluklar dahil olmak üzere birçok insan hastalığı için genetik bir model olarak kullanılmaktadır. Ayrıca, yaşlanma mekanizmaları, oksidatif stres, bağışıklık, diyabet ve kanser üzerine çalışmalar ile ilaç bağımlılığı üzerine yapılan çalışmalarda da kullanılmaktadır.
Gelişim
Drosophila'nın hayat döngüsü dört aşamadan oluşur: döllenmiş yumurta, larva, pupa ve yetişkin. Embriyogenez, küçük boyutu, kısa nesil süresi ve büyük yavru sayısı nedeniyle genetik çalışmalar için idealdir. Ayrıca, bölünmenin bir senksityumda gerçekleştiği model organizmalar arasında benzersizdir.
Oogenez sırasında, "halka kanalları" adı verilen sitoplazmik köprüler, oluşan oosit ile hemşire hücreleri bağlar. Besinler ve gelişimsel kontrol molekülleri hemşire hücrelerden oosite taşınır. Döllenmeden sonra, erken embriyo hızlı DNA replikasyonu ve 13 nükleer bölünme geçirir, embriyonun senksityal sitoplazmasında yaklaşık 5000 ila 6000 çekirdek birikir. Sekizinci bölünmeden sonra, çoğu çekirdek yüzeye taşınır, sadece birkaçı yolk çekirdekleri olacak şekilde arkada kalır. Onuncu bölünmeden sonra, embriyonun arka ucunda kutup hücreleri oluşur ve germ hattını senksityumdan ayırır. On üçüncü bölünmeden sonra, hücre zarları yavaş yavaş invajine olur ve senksityumu bireysel somatik hücrelere böler. Bu süreç tamamlandıktan sonra, gastrulasyon başlar.
Larva gelişimi sırasında, imaginal diskler adı verilen dokular larva içinde büyür. Imaginal diskler, yetişkin vücudunun çoğu yapısını, örneğin baş, bacaklar, kanatlar, göğüs ve genital organları oluşturacak şekilde gelişir. Embriyogenez sırasında ayrılan imaginal disk hücreleri, larva aşamaları boyunca büyümeye ve bölünmeye devam eder. Metamorfoz sırasında, larva bir pupa oluşturur, içinde larva dokuları emilir ve imaginal dokular yetişkin yapıları oluşturmak için geniş morfogenetik hareketler geçirir.
Gelişimsel Plastisite
Biyotik ve Abiyotik Faktörlerin Etkileri
Drosophila melanogaster gibi tüm böceklerde olduğu gibi, gelişim sırasında deneyimlenen biyotik ve abiyotik faktörler, gelişimsel kaynak tahsisini etkileyerek fenotipik varyasyonlara veya gelişimsel plastisiteye yol açabilir. Meyve sinekleri, gelişimleri sırasında maruz kaldıkları hipoksi (düşük oksijen) tedavisinde göğüs uzunluğunda azalma yaşarken, hiperoksi (yüksek oksijen) tedavisi daha küçük uçuş kasları üretir ki bu da aşırı oksijen seviyelerinin gelişim üzerinde olumsuz etkilerini öne sürer. Sirkadiyen ritimler de gelişimsel plastisiteye tabidir. Gelişim sırasında ışık koşulları, Drosophila melanogaster'da günlük aktivite desenlerini etkiler; sürekli karanlık veya ışık altında yetiştirilen sinekler, 12 saatlik ışık/karanlık döngüsü altında yetiştirilenlere göre yetişkin olarak daha az aktiftir.
Sıcaklığın Etkileri
Sıcaklık, böcek gelişimini etkileyen en yaygın faktörlerden biridir. Drosophila melanogaster'de sıcaklık kaynaklı gelişimsel plastisite faydalı ve/veya zararlı olabilir. Çoğu zaman, daha düşük gelişim sıcaklıkları büyüme hızlarını azaltır ki bu da birçok diğer fizyolojik faktörü etkiler. Örneğin, 25°C'de gelişim, yürüme hızını, termal performans genişliğini ve bölgesel başarıyı arttırırken, 18°C'de gelişim vücut kütlesini, kanat boyutunu artırır ve bu özellikler fitness ile bağlantılıdır. Ayrıca, belirli düşük sıcaklıklarda gelişmek, benzer düşük sıcaklıklarda uçuş ve üreme performansını artıran orantılı olarak büyük kanatlar üretir.
Sıcaklık Etkilerinin Geri Dönüşümlülüğü
Ektoterm organizmaların bazı sıcaklık etkileri, vücut boyutu gibi, geri dönüşümsüz olabilirken, diğerleri geri dönüştürülebilir. Soğuk sıcaklıklarda gelişen Drosophila melanogaster, büyük soğuk toleransa sahip olur, ancak soğukta yetiştirilen sinekler sıcak sıcaklıklarda tutulursa, soğuk toleransları zamanla azalır ve sıcak toleransları artar. Böcekler tipik olarak belirli sıcaklık aralıklarında çiftleştiği için, soğuk/sıcak toleransları üreme çıktısını maksimize etmede önemli bir özelliktir.
Cinsiyete Özgü Etkiler
Gelişim sıcaklığı, D. melanogaster yetişkinlerinde cinsiyete özgü etkiler de üretebilir:
- Dişiler: Dişilerde overiol sayısı, gelişim sıcaklığından önemli ölçüde etkilenir. Yumurta boyutu da gelişim sıcaklığı tarafından etkilenir ve her iki ebeveyn de sıcak sıcaklıklarda geliştiğinde bu etki artar. Stres altındaki sıcaklıklarda, bu yapılar daha küçük nihai boyutlarda gelişir ve dişinin üreme çıktısını azaltır. Erken doğurganlık (eklozyondan sonraki ilk 10 gün içinde bırakılan toplam yumurta sayısı) 25°C'de yetiştirildiğinde (17°C ve 29°C'ye kıyasla) maksimize edilir. Geniş bir gelişim sıcaklığı yelpazesinde, dişiler genellikle erkeklerden daha büyük sıcak toleransa sahiptir.
- Erkekler: Stresli gelişim sıcaklıkları, D. melanogaster erkeklerinde kısırlığa neden olur; ancak, yüksek sıcaklıklarda suşları sürdürerek üst sıcaklık limiti artırılabilir. Erkek kısırlığı, yetişkinler stresli sıcaklıklarda geliştikten sonra optimal bir sıcaklığa döndürüldüğünde geri dönüşümlü olabilir. Erkek sinekler, 25°C'ye kıyasla 18°C'de yetiştirildiğinde daha küçük ve yemek/ovipozisyon yerlerini savunmada daha başarılıdır; bu nedenle daha küçük erkeklerin çiftleşme başarısı ve üreme çıktısı artar.
Cinsiyet Belirleme
Drosophila sineklerinde hem X hem de Y kromozomları bulunur. Ancak insanlardaki gibi Y kromozomu erkekliği belirlemez; bunun yerine spermlerin üretilmesi için gerekli genleri kodlar. Bunun yerine cinsiyet, X kromozomları ile otosomların oranına göre belirlenir. Ayrıca, her hücre diğer organizmanın geri kalanından bağımsız olarak erkek veya dişi olmaya "karar verir". Bu, ara sıra gynandromorphların (her iki cinsiyetin özelliklerini gösteren bireyler) ortaya çıkmasına yol açar.
Cinsiyeti Belirleyen Üç Ana Gen
Drosophila'nın cinsiyetini belirlemede rol oynayan üç ana gen vardır: sex-lethal, sisterless ve deadpan. Deadpan, sex-lethal'ı inhibe eden bir otosomal gen iken, sisterless X kromozomu üzerinde taşınır ve deadpan'ın etkisini inhibe eder. Bir AAX hücresi, sisterless'ten iki kat fazla deadpan içerdiğinden, sex-lethal inhibe edilir ve bir erkek oluşturulur. Ancak, bir AAXX hücresi yeterince sisterless üretecek ve deadpan'ın etkisini inhibe edecek, böylece sex-lethal geninin transkribe edilmesine izin verecek ve bir dişi oluşturacaktır.
Daha sonra, deadpan ve sisterless tarafından kontrol sona erer ve önemli olan sex-lethal geninin formudur. İkincil bir promotor hem erkeklerde hem de dişilerde transkripsiyona neden olur. cDNA analizi, erkeklerde ve dişilerde farklı formların ifade edildiğini göstermiştir. Sex-lethal'ın kendi mRNA'sının splicing'ini etkilediği gösterilmiştir. Erkeklerde, bir stop kodonunu kodlayan üçüncü ekson dahil edilir ve böylece kısaltılmış bir form üretilir. Dişi versiyonunda, sex-lethal'ın varlığı bu eksonun atlanmasına neden olur; diğer yedi amino asit tam bir peptid zinciri olarak üretilir, bu da erkeklerle dişiler arasında bir fark yaratır.
Fonksiyonel sex-lethal proteinlerin varlığı veya yokluğu, şimdi başka bir protein olan doublesex'in transkripsiyonunu etkiler. Sex-lethal'ın yokluğunda, doublesex dördüncü eksonu çıkaracak ve ekson 6'ya kadar (DSX-M[ale]) çevrilecektir, sex-lethal'ın varlığında ise bir stop kodonunu kodlayan dördüncü ekson kısaltılmış bir protein versiyonunu (DSX-F[emale]) üretecektir. DSX-F, somatik hücrelerde Yolk proteinleri 1 ve 2'nin transkripsiyonuna neden olur ve bunlar üretildiğinde oosit içine pompalanır.
Bağışıklık
melanogaster bağışıklık sistemi, humoral ve hücresel olmak üzere iki yanıtla ayrılabilir. İlki, büyük ölçüde toll ve Imd yolları aracılığıyla yönetilen sistemik bir yanıttır. Diğer yollar arasında stres yanıtı yolları JAK-STAT ve P38, FOXO aracılığıyla beslenme sinyali ve JNK hücre ölümü sinyali enfeksiyona karşı ana fizyolojik yanıtlarda yer alır. D. melanogaster, insan karaciğeri ile benzer bir organ olan "yağ vücudu"na sahiptir. Yağ vücudu, enfeksiyon durumunda ana salgı organıdır ve serin proteazlar ve antimikrobiyal peptitler (AMP) gibi önemli bağışıklık molekülleri üretir. AMP'ler, enfeksiyöz bakteri ve mantarları öldürmek için hücre duvarlarında gözenekler oluşturarak veya hücre içi süreçleri inhibe ederek, hemolenfe içine salgılanır. Hücresel bağışıklık yanıtı, Drosophila'daki monosit/makrofajlara benzer kan hücreleri (hemositler) tarafından gerçekleştirilen doğrudan faaliyete atıfta bulunur. Hemositler ayrıca melanizasyon reaksiyonu gibi humoral bağışıklık yanıtlarını aracılayan önemli bir role sahiptir.
B) Kanadı Noktalı Sirke sineği (Drosophila Suzukii)
Kanadı Noktalı Sirke sineği, Drosophila suzukii, yaygın olarak benekli kanatlı meyve sineği ya da SWD olarak bilinir, Güneydoğu Asya kökenli bir meyve sineğidir. Diğer Drosophila türlerinin aksine çürüyen meyveleri değil, olgunlaşma aşamasındaki taze meyveleri istila eder. Bu özelliği ile Amerika ve Avrupa'da önemli bir zararlı tür haline gelmiştir.
Drosophila Suzukii'nin Bilimsel Sınıflandırılması
Kanadı Noktalı Sirke sineği, Drosophila suzukii, Eukaryota aleminde sınıflandırılmıştır. Hayvanlar (Animalia) krallığına, eklembacaklılar (Arthropoda) şubesine, böcekler (Insecta) sınıfına, iki kanatlılar (Diptera) takımına ve Drosophilidae familyasına aittir. Drosophila cinsindeki Sophophora alt cinsine, Melanogaster tür grubuna ve Ssuzukii tür alt grubuna dahildir.
Drosophila Suzukii'nin Tanımı ve Morfolojisi
Kanadı Noktalı Sirke sineği, Drosophila suzukii, diğer meyve ve sirke sinekleriyle benzer küçük boyutlarda, yaklaşık 2 ila 3.5 milimetre uzunluğunda ve 5 ila 6.5 milimetre kanat açıklığındadır. Vücudu sarıdan kahverengine, karın bölgesinde koyu bantlarla ve kırmızı gözlerle karakterizedir. Erkeklerin kanat uçlarında belirgin koyu bir leke bulunurken, dişilerde bu leke yoktur. Erkeklerin ön bacaklarında ilk iki tarsusta koyu bantlar bulunur. Dişilerin uzun, keskin ve dişli bir yumurta borusu (ovipositor) vardır. Larvalar küçük, beyaz ve silindirik, 3.5 milimetre uzunluğundadır.
Drosophila Suzukii'nin Yaşam Döngüsü ve Davranışları
Drosophila suzukii, özellikle yumuşak yaz meyveleri olmak üzere birçok meyve türüne ciddi ekonomik zararlar verebilir. Çilek, kiraz, böğürtlen, ahududu gibi meyveleri tercih eder. Dişi, keskin ovipositoru ile meyvenin yumuşak kabuğunu delerek yumurtalarını yerleştirir. Larvalar, meyvenin içinde büyüyerek meyvenin ticari değerini yok eder. Meyve sineğinin evrimi yavaş olup, yılda az sayıda nesil verir ve kış uykusuna yatar.
Drosophila Suzukii'nin Dağılımı
Doğu Asya kökenli olan Drosophila suzukii, ilk olarak 1931'de Matsumura tarafından tanımlanmıştır. 1916'da Japonya'da Kanzawa tarafından gözlemlenmiştir ve 1930'ların başlarında Japonya, Kore ve Çin'de yaygın olarak görülmüştür. 1980'lerde Hawaii'de, 2008'de Kuzey Amerika'da Kaliforniya'da tespit edilmiştir. Ardından Oregon, Washington ve diğer birçok Amerikan eyaleti ile Avrupa'nın çeşitli ülkelerinde de görülmeye başlanmıştır.
Drosophila Suzukii'nin Ekonomik Etkisi
Drosophila suzukii, özellikle Amerika Birleşik Devletleri'nde meyve ürünlerine büyük zararlar vermektedir. İlk kez 2008 yılında Kaliforniya'da tespit edildiğinden bu yana, zarar gören meyve oranı yerine ve meyve türüne bağlı olarak %0'dan %80'e kadar değişmektedir. 2008 yılında, zararın ekonomik değeri 500 milyon dolar olarak hesaplanmıştır. Zararlar, sineğin yayılmasıyla birlikte artmaya devam etmektedir.
Drosophila Suzukii'yi Kontrol Altına Alma Yöntemleri
Drosophila suzukii'yi kontrol etmek için çeşitli tuzaklar ve spreyler kullanılmaktadır. Özellikle sabah ve akşam saatlerinde daha aktif olan bu zararlıya karşı ilaçlama zamanlaması önemlidir. Organik ve konvansiyonel spreyler arasında seçim yapılabilirken, direnç gelişimini önlemek için farklı insektisitlerin rotasyonu önerilmektedir.
Bu detaylı bilgiler, Drosophila suzukii hakkında genel bir bakış sağlar ve kontrol stratejilerine dair önemli bilgiler içerir. Eğer başka bir bölümü detaylandırmamı isterseniz, lütfen belirtin.