De fruitvlieg: onmisbaar voor de wetenschap

De fruitvlieg (Drosophila melanogaster) is een onmisbaar insect voor de wetenschap. Onderzoekers experimenteren er lustig op los met hem. Wie is dit fantastische modeldier? En waarom is de fruitvlieg zo belangrijk voor de wetenschap?

Dauwliefhebber

Het is een prachtige naam, Drosophila melanogaster. Zeker als je de vertaling kent: 'zwartgebruikte dauwliefhebber'. Die naam gaf de Zweedse entomoloog Carl Frederik Fallén (1764-1830) in 1823 aan de bananenvlieg. We moeten de naam niet te letterlijk nemen. Een zwart uiteinde aan het onderlichaam klopt wel. Maar fruitvliegen hebben geen speciale band met dauw.

Overzichtelijk bestaan

We weten heel erg veel van de fruitvlieg. Maar van hun leven in het wild is maar weinig bekend. Het leven van een fruitvlieg in gevangenschap is overzichtelijk. Een vrouwtje legt een ei, waaruit na ongeveer een dag een larve komt. Die larve kruipt 4 dagen rond op een voedingsbodem van agar (een soort gelatine) met suiker, gist en een beetje meel. Vervolgens verpopt de larve zich en na 4 dagen wurmt een volwassen vlieg zich naar buiten. Die gaat vrijwel direct op zoek naar een partner en de cyclus begint opnieuw. Ouder dan een paar weken wordt de vlieg niet, tenzij je de temperatuur drastisch verlaagt. Dan doen de vliegen vrijwel niets, en kunnen ze vaak wel een half jaar oud worden.

Begin van de wetenschappelijke carrière van de fruitvlieg

De wetenschappelijke carrière van de Drosophila begon vroeg in de twintigste eeuw. De biologie was lang het domein geweest van de naturalisten. Hun methode: naar buiten gaan en observeren. Zo was Charles Darwin (1809-1882) ook op zijn evolutietheorie gekomen. Aanvankelijk was er voor de fruitvlieg dan ook geen enkele belangstelling. Tot pakweg 1900, toen de experimentele biologie opkwam. Voor die tak van sport waren de fruitvliegen in de wieg gelegd. Want deze beestjes stellen weinig eisen, en zijn lekker klein. In een kleine ruimte kun je makkelijk tienduizenden vliegen houden. Een beetje fruit in een fles is genoeg om zulke aantallen dagenlang zoet te houden. Bovendien planten ze zich ook nog eens zeer snel voort. Je kunt in no time generaties en generaties van fruitvliegen kweken.
Vanwege die eigenschap hoopten biologen dat je met de Drosophila de evolutie in het laboratorium in actie zou kunnen zien. Fruitvliegen werden bijvoorbeeld in het donker gehouden om te zien of hun ogen daar kleiner van zouden worden. De resultaten vielen tegen. De evolutie gaat zo langzaam en laat zich niet makkelijk in het lab betrappen. Maar in 1909 vond de Amerikaanse fruitvliegpionier Thomas Hunt Morgen (1866-1945) dan toch een vlieg met witte ogen. Dat was de eerste bekende mutant van de Drosophila melanogaster, die normaal roodogig is. Morgan begon de 'witogen' te kweken en ontwikkelde zich tot een van de grondleggers van de moderne genetica. Dankzij de fruitvlieg weten we bijvoorbeeld dat de erfelijke informatie vastligt op genen, die op de chromosomen te vinden zijn. Het diertje bleef een belangrijke rol spelen in de genetica. De kroon op dat werk werd in 2000 gezet, toen onderzoekers het hele DNA van het insect openbaarden.

Freakshow

Dankzij de fruitvlieg weten we veel over genetica. En dat is niet in de laatste plaats vanwege het onderzoek aan Drosophila mutanten. Ze worden gemaakt door fruitvliegembryo's met radioactiviteit of chemicaliën te bestoken. Een paar voorbeelden.

Wie? De 'Bithorax'. Wat schort eraan? Deze vlieg heeft 2 paar vleugels in plaats van één. Hoe weet een cel welk lichaamsdeel of orgaan hij aan het vormen is? Bij de pogingen dit raadsel op te lossen, is deze mutant veel gebruikt.

Wie? 'Drop Dead'. Wat schort eraan? Op het eerste gezicht helemaal niets. Het dier groeit op van ei, via larf en pop tot volwassen vlieg. En dan sterft hij plotseling.

Wie? 'Dunce'. Wat schort eraan? Deze vlieg is zeer dom. Hoe veel je hem ook traint, hij leert niet om een geur met een beloning te associëren. Gewone soortgenoten kunnen dat wel.

Wie? 'Methusalem'. Wat schort eraan? Weinig, maar deze vlieg wordt wel 35 procent ouder dan normale soortgenoten.

Wie? 'Stuck'. Wat schort eraan? Een vrouwtje beklimmen kan wel, maar na de daad kunnen de mannetjes hun penis nooit meer terugtrekken.

Vlieg met drankprobleem

Het is niet louter fruit waar de vlieg op afkomt. Ook bij een fles met een restje bier kun je ze tegenkomen. Waarom? Omdat ze alcohol associëren met voedsel. Niet vreemd, want in rottend fruit zitten gistcellen die de suikers omzetten in alcohol. Gek genoeg wordt een fruitvlieg op ongeveer dezelfde manier dronken als wij. Zijn dronkenschap telt 3 fasen. Eerst wordt het vliegje actiever. Daarna volgt de ongecoördineerde fase: rechtuit lopen is onmogelijk, en aan vliegen begint de vlieg niet meer. Tenslotte raakt een dronken fruitvlieg bewusteloos. Het alcoholpromillage waardoor hij aangeschoten raakt, is niet veel anders dan dat van de mens.