التجريبية التلاعب الجثث لتقدير حجم العلاقات الصرفية في تحجيم ذبابة الفاكهة

الهدف العام من التجربة التالية هو استخدام تلاعب مُوقّت تنمويًا في توفر الغذاء لإنشاء نطاق واسع من أحجام الجسم، والتي يمكن استخدامها بعد ذلك لتقدير علاقة القياس بين السمات المورفولوجية. أولاً، يتم جمع البيض من نفس مجموعة الذباب على مدار ثلاثة أيام، مما يؤدي إلى إنشاء ثلاث مجموعات عمرية. وعندما تبدأ المجموعة الأكبر سناً من اليرقات في مرحلة التمهيد للعذراء (pate)، يتم إزالة اليرقات من جميع المجموعات من الغذاء.

تؤدي هذه التعديلات الغذائية إلى تعزيز نطاق التباين في أحجام الخادرات. بعد ذلك، يتم التقاط صور لحدقات العيون وأجنحة الحشرات البالغة لجميع الأفراد للسماح بتقدير علاقة القياس المورفولوجي بين حجم الجسم وحجم الجناح. وفي النهاية، يتم الحصول على نتائج توضح كيف يتناسب حجم الجناح مع النطاق الكامل لأحجام الجسم الممكنة من خلال تطبيق نموذج الانحدار الخطي من النوع الثاني على البيانات.

نستخدم في هذه الدراسة تلاعباً زمنياً نمائياً في إمكانية الوصول إلى التغذية لزيادة التباين في حجم الجسم تجريبياً بين الذباب البالغ. يتيح لنا ذلك تقدير علاقات القياس المورفولوجية عبر النطاق الكامل لأحجام الجسم. ويمكن لهذه الطريقة أن تساعد في الإجابة على قضايا رئيسية تتعلق بالتعبير عن القياس المورفولوجي وتطوره، مثل تحديد الأساس المباشر للتباين في معاملات علاقات القياس بين المجموعات البيولوجية.

انقل مجموعة من الذباب إلى غرفة تزاوج، ثم اجمع البيض كل 24 ساعة لمدة ثلاثة أيام. وبذلك يتم تكوين ثلاث مجموعات عمرية بمساعدة مجهر تشريحي. انقل دفعات مكونة من 50 بيضة من كل مجموعة عمرية إلى أنابيب تحتوي على 10 milliliters من غذاء الذباب القياسي.

يتم تحضين القوارير في درجة الحرارة المطلوبة لنمو اليرقات. وعندما تصل المجموعة الأكبر سناً إلى مرحلة التجوال، يحين وقت تطبيق التلاعب بالنظام الغذائي عن طريق إزالة اليرقات من الغذاء. وفي هذه المرحلة، تكون اليرقات في المجموعة الأكبر سناً قد تجاوزت بكثير الحد الأدنى من الوزن القابل للحياة للإغلاق، وستكون قريبة من الحجم الطبيعي الأقصى للجسم.

لقد تجاوزت اليرقات في المجموعة المتوسطة الحد الأدنى للوزن القابل للبقاء، ولكنها ستنتج بالغين أصغر حجماً من اليرقات في المجموعة الأكبر سناً. أما اليرقات والمجموعة الأصغر سناً فهي قريبة جداً من الحد الأدنى للوزن القابل للبقاء، وبالتالي ستنتج بالغين صغيرين جداً. لإزالة اليرقات من الغذاء.

أضف حوالي 5 mL من محلول السكروز بتركيز 40% إلى القوارير، ثم قم بالرج لمدة تتراوح من 15 إلى 20 دقيقة على طاولة هزازة بضبط متوسط المدى. بعد الرج، انقُل اليرقات الطافية من محلول السكروز باستخدام فرشاة رسم دقيقة، وضعها حسب كل مجموعة في قوارير تحتوي على سدادة قطنية مبللة لتوفير الرطوبة. تُحضن في درجة الحرارة المطلوبة حتى تحدث عملية التشرنق.

رتب خادرة الحشرة على شريحة مجهرية بحيث يكون الجانب البطني للأعلى. وبمجرد وضع الخادرة في مكانها، التقط الصور باستخدام كاميرا رقمية متصلة بالمجهر. تأكد من ضبط الإعدادات بحيث تظهر كل خادرة كظلية داكنة على خلفية بيضاء.

بعد التصوير، انقل كل خادرة إلى أنبوب إبندورف سعة 2 مل يحتوي على 1 مل من غذاء الذباب. قم بتقدير حجم الخادرة بناءً على عدد بكسلات الصورة الظلية للخادرة. كما يمكن استخدام مقاييس حجم أخرى مثل الطول أو العرض باستخدام مجهر تشريحي.

قم بتخدير الذبابة تخديرًا خفيفًا باستخدام ثاني أكسيد الكربون وثبّتها باستخدام ملقط الأجنحة، وهو جهاز شفط يسحب الجناح بين قطعتين من الزجاج ويثبته بشكل عمودي على جسم الذبابة. بالنسبة للتصوير، على الرغم من استخدام ملقط الأجنحة لتصوير أجنحة الذباب الحي في هذه الدراسة، إلا أنه يمكن تشريح الأجنحة والسمات الأخرى وتصويرها باستخدام الأدوات العادية. قم بتصوير الجناح باستخدام كاميرا المجهر المتصلة بالكمبيوتر وسجّل جنس الذبابة. بعد تصوير الجناح وحفظ الصورة، قم بتقدير حجم الجناح إما باستخدام أصغر مضلع محدب يحيط بالعلامات المرجعية الثابتة كقياسات خطية أو من خلال عدد البكسلات لمخطط الجناح الخارجي. أظهرت العذارى المصورة هنا أقصى حدود توزيع الحجم نتيجة للتلاعب بالنظام الغذائي.

بعد أن تصل العذراء إلى الحد الأدنى من الوزن القابل للحياة من أجل الإغلاق. تظهر هنا أيضاً الصور الظلية المقابلة لقياس حجم البؤبؤ. كما تُعرض صور الأجنحة المقابلة لنفس تلك الأفراد عند الطرفين الأقصيين لتوزيع الحجم جنباً إلى جنب مع الصورة الظلية.

تُستخدم لتقدير استخراج حجم الجناح من علاقة القياس. تتيح المعلمات التي تصف كيفية تدرج حجم الجناح مع حجم الجسم مقارنة كيفية تغير الشكل العام بالتزامن مع الحجم عبر المجموعات المختلفة. هنا، يتم عرض البيانات لأفراد من كل جنس تم تغذيتهم بشكل كامل، أو تجويعهم لمدة يوم واحد أو يومين في المرحلة اليرقية.

على الرغم من أن المكونات الفردية لهذا الإجراء سريعة، إلا أنه قد يكون شاقاً بشكل عام. وبوجه عام، يستغرق الأمر حوالي 350 ساعة عمل لمعالجة ما يقرب من 3,500 ذبابة من مرحلة البيضة إلى مرحلة البلوغ. ومع الممارسة، يمكن للأفراد تحسين أوقات التعامل مع الذباب بشكل كبير، ويمكن استخدام هذا الإجراء لقياس سمات مورفولوجية أخرى، مما يسمح بتقدير علاقات قياسية مورفولوجية إضافية.