ذباب الفاكهة، أو ذبابة الفاكهة سوداء البطن، هي بعض الأنواع التي تمت دراستها على نطاق واسع لأنها توفر منصة غير مكلفة ويمكن الوصول إليها للبحث في العمليات البيولوجية. على الرغم من أنها لا تبدو مختلفة كثيرًا عن البشر، إلا أن ذباب الفاكهة يشترك في 75% من الجينات المسببة للأمراض، ولهذا السبب استخدمها العلماء لفهم الأمراض التي تصيب الإنسان بشكل أفضل.
لقد وثق الباحثون منذ فترة طويلة أن هذه الحشرات الصغيرة تستخدم استراتيجية متعمدة تسمى الصب والاندفاع للعثور على مصادر الغذاء في البيئات العاصفة. باستخدام هذه التقنية، تمسك ذبابة الفاكهة شيئًا لذيذًا، وتطير عكس اتجاه الريح لتتبع الرائحة، ثم تنفخ جانبًا عندما تفقد الرائحة لتجده مرة أخرى.
وأوضح العلماء أن التقاط رائحة في الهواء لا يعني بالضرورة أن المصدر قريب. وبدلاً من ذلك، حمل النسيم الرائحة من نقطة بعيدة. ونتيجة لذلك، تعد تقنية الصب والرفع طريقة فعالة للكشف عن أصل الروائح في الهواء.
ماذا يحدث عندما لا تكون هناك رياح؟
يقول ماركوس ستينسماير، الأستاذ المساعد في علم الأحياء العاطفي بجامعة لوند، والذي لم يشارك في الدراسة: “إنهم يمتلكون خدعة أخرى في جعبتهم”.
خدعة عندما لا تكون هناك ريح: الذباب في الحوض وبحركة دائرية. ووجد الباحثون أنه عندما واجه الذباب رائحة في الهواء الساكن وفقدت رائحته، اندفع نحو الأسفل في محاولة لتحديد مصدر الرائحة.
قد لا يكون هذا السلوك صادمًا، فمعظم الرسوم الكاريكاتورية للذباب تظهر الذباب وهو يدور حول طعام كريه الرائحة. ومع ذلك، فهذه هي المرة الأولى التي يوثق فيها العلماء كيف تتصرف ذباب الفاكهة في بيئة ثابتة، مما يؤكد الحدس البشري القديم.
في الهواء الساكن، يشير التقاط الرائحة إلى أن المصدر قريب، مما يجعل الاقتراب من الحوض والدائرة أكثر فعالية.
أظهر بعض الباحثين أن الكلاب والفئران تظهر سلوكيات متشابهة عند استنشاق الرائحة العالية والمنخفضة لإخفاء الرائحة.
لإجراء دراستهم، كان على المؤلفين أولاً إيجاد طريقة لتحفيز حاسة الشم لدى الذبابة في بيئة خالية من الهواء. ولكن كيف يمكن توصيل الروائح بدون هواء؟ ووصف ديفيد ستوبسكي، المؤلف الرئيسي للدراسة وباحث ما بعد الدكتوراه في علم الأحياء والهندسة بجامعة نيفادا في رينو، العلماء. نهج “الواقع الافتراضي للرائحة”.
استخدموا ذبابًا معدلًا وراثيًا يحتوي على خلايا عصبية منشطة بالضوء في قرون الاستشعار الخاصة به، والتي هي في الأساس أنف الذبابة. ونتيجة لذلك، يمكن للمؤلفين تحفيز حاسة الشم لدى الذبابة باستخدام ومضات ضوئية حمراء بدلاً من الروائح الفعلية. سمح النهج المعتمد على الضوء للباحثين بتجنب الصعوبة المرتبطة بتوفير سحب رائحة يمكن التحكم فيها والتي يصعب اكتشافها في الفضاء.
يمكن للمدرسين تشغيل وإطفاء الأضواء بسهولة لتوفير الضوء بدقة كبديل للرائحة. أجرى الباحثون دراستهم في نفق رياح مصمم خصيصًا مزود بـ 12 كاميرا لتتبع حركة الذبابة في ثلاثة أبعاد. من الصعب للغاية ملاحظة الحشرات في حالتها الطبيعية للطيران، ولهذا السبب يتم إجراء الكثير من الأبحاث على الذباب، لأن حركتها تمتد إلى بعدين بدلاً من ثلاثة أبعاد.
وبملاحظة أن ذباب الفاكهة يتحرك بشكل مختلف بناءً على ظروف الرياح، خلص الباحثون إلى أن ذباب الفاكهة يمكنه الشعور بوجود الرياح واتجاهها.
“إذا أخرجت رأسك من نافذة السيارة أثناء القيادة، هل يمكنك معرفة ما إذا كانت هناك رياح أم لا؟” سأل فلوريس فان بروغل، الباحث الرئيسي في الدراسة والأستاذ المساعد في الهندسة الميكانيكية. من الصعب اكتشاف النسيم اللطيف عند تحركه في الهواء، لكن ذباب الفاكهة يتفوق في ذلك على أي حال.
يوصي المؤلفون بأن يبطئ الذباب سرعته ويتحول عندما يواجه رائحة ما لتحديد ما إذا كان هناك هواء ومن أين يأتي.
وقالت إليزابيث هونغ، أستاذة علم الأعصاب في معهد كاليفورنيا للتكنولوجيا والتي لم تشارك في الدراسة: “إنها عملية حسابية معقدة للغاية تجري في هذا الدماغ الصغير الذي يفترض أنه بسيط”.
وفقا لريتشارد بينتون، الأستاذ في جامعة لوزان والمتخصص في علم الأحياء العصبي، فإن فهم كيفية اكتشاف ذباب الفاكهة للروائح يمكن أن يساعد العلماء على فهم الحشرات الضارة مثل البعوض بشكل أفضل. يهتم العلماء بشكل خاص بتثبيط قدرة البعوض على العثور على البشر والتغذي عليهم للسيطرة على انتشار المرض.
يمكن لرائحة الذباب أيضًا أن تبلغ أجهزة المراقبة من الجيل التالي المصممة لتحديد مصدر التسربات الكيميائية الداخلية.
ربما يمكن لهذه الدراسة أن تكسب بعض الاحترام لذباب الفاكهة. ففي النهاية، لقد اكتشفوا كيفية التعايش مع البشر من خلال تتبع الروائح داخل منازلنا الخالية من الهواء.
وقال بينتون: “لديهم عقل صغير، لكنهم يقومون بالكثير من العمل”.
