Результати досліджень та їх обговорення

 

дані, отримані в експерименті при вивченні стійкості мух до голодування, наведено в таблиці.

 

Таблиця

Тривалість життя при голодуванні мух із досліджуваних популяцій, години (Lt₅₀)

Популяції	Самки	Самці	Самки та самці
Одеса	39,60  1,60#	34,50  1,02* #	37,05  1,55#
Київ	24,60  2,53**	23,40  2,06**	24,00  2,21**
Варва	32,70 ± 1,22** #	26,70 ± 1,64* **	29,70 ± 1,02** #
Пирятин	34,80 ± 1,28** #	29,70 ± 1,26* ** #	32,25 ± 1,02** #
Озеро	30,90 ± 1,09** #	34,50 ± 1,03#	32,70 ± 1,18** #
Сад	33,00 ± 1,38** #	29,40 ± 1,25** #	31,20 ± 0,10** #

* – Різниця достовірна порівняно з самками.

** – Різниця достовірна порівняно з Одеською популяцією.

^# – Різниця достовірна порівняно з Київською популяцією.

 

Із представлених в таблиці та на рис. 1 даних видно, що самки і самці із популяції Києва не відрізняються по стійкості до голодування, адже тривалість їх життя в умовах досліду приблизно однакова (24,6  2,53 та 23,4  2,06 години відповідно). Так само не виявляють статевих відмінностей за цією ознакою і мухи із Чорнобильської зони. Самки і самці із популяції Озера виживали за голодування 30,90 ± 1,09 і 34,50 ± 1,03 годин відповідно, а із популяції Саду – 33,00 ± 1,38 і 29,40 ± 1,25 годин відповідно. Самки із популяцій Одеси, Варви і Пирятина виявилися більш витривалими в умовах голодування порівняно з самцями.

 

Години(Lt₅₀)

Рис. 1. Тривалість життя при голодуванні самок та самців досліджуваних популяцій дрозофіли

 

Порівнюючи результати власного експерименту із даними, опублікованими в опрацьованій літературі [Билева, Зимина и др., 1978; Хаустова, Тоцкий, 1990; Хаустова, Тоцкий и др., 2004), можна підтвердити, що самки мають вищу стійкість до голодування, ніж самці, але ця залежність виявляється не завжди і лише за певних умов..

На рис. 2 показані міжпопуляційні відмінності у самок і самців досліджуваних популяцій.

 

Години (Lt ₅₀)

Рис. 2. Тривалість життя в умовах голодування мух із досліджуваних популяцій

 

Мухи із популяції Одеси виявились найбільш стійкими до голодування – вони прожили 37,05  1,55 годин в даних умовах. Дещо нижчий показник тривалості життя в умовах голодування належить мухам із популяцій Пирятина та Озера і складає 32,25 ± 1,02 та 32,70 ± 1,18 годин відповідно. Досліджувані мухи із популяції Варви і саду мають середні показники тривалості життя, а саме: 29,70 ± 1,02 та 31,20 ± 0,10 години. Найменшу тривалість життя показали мухи, відібрані із популяції Києва, – вони прожили лише 24,00  2,21 годин в дослідних умовах.

Таким чином, мухи із популяції Одеси в цілому мають найвищу стійкість до голодування, а у мух київської популяції даний показник пристосованості виявився найнижчим.

Відмінності по тривалості життя в умовах голодування у досліджуваних популяцій дрозофіли можна пояснити, скоріш за все, наявністю у них різних алельних генів, що вносять різний вклад у генетичну детермінацію даної ознаки. Це також може бути пов’язано з географічним розташуванням досліджуваних природних популяцій.

На рис. 3 представлені дані по активності АДГ у мух досліджуваних популяцій.

 

Рис. 3. Активність АДГ у мух досліджуваних популяцій

 

Аналізуючи дані, приведені на рис. 3, приходимо до висновку, що у мух досліджуваних популяцій є суттєві відмінності в активності АДГ.

Так, найвища активність ферменту (127.46 NADН /хв∙мг білку) спостерігалась у мух із популяції Саду Чорнобильської зони. Високою активністю АДГ відрізнялись і мухи із популяцій Пирятина та Одеси (117.02та 115.97 NADН /хв∙мг білку відповідно). Достовірно нижча активність АДГ порівняно із такою у мух Саду Чорнобильської зони спостерігалась у мух із популяцій Варви та Києва (107.21 та 104.06 NADН /хв∙мг білку). найнижча активність АДГ притаманна мухам озерної популяції (100.93 NADН /хв∙мг білку).

Зазвичай рівень активності АДГ залежить від алельного стану структурного гена Adh. За даними літератури [Chambers, Wilks et all., 1984] електрофоретично швидкорухомий АДГ- F алозим відрізняється високою активністю, а менш рухомий АДГ- S алозим – низькою активністю, але більшою, ніж АДГ- F, термостабільністю ферменту.

в той же час відома залежність деяких показників пристосованості дрозофіли від приналежності мух до того чи іншого Adh -варіанту і від рівня активності ферменту [Хаустова, Тоцкий, 1990]. Установлено, що активність AДГ впливає на виживаність дрозофіли при помірно високій концентрації спирту в середовищі, в умовах голодування, в процесі старіння мух і ін. Причиною цього є надзвичайно важлива роль AДГ в утилізації и детоксикації спиртів – природного середовища існування дрозофіли.

В умовах проведеного експерименту не виявлено прямої залежності між витривалістю мух в умовах голодування і активністю їх АДГ, в той же час аналіз приведених даних (рис. 2, 3) свідчить, що стійким до голодування мухам із Одеської популяції притаманна досить висока активність АДГ, а чутливим до голодування мухам Київської популяції – менша активність ферменту.

Узагальнення

Однією із показових характеристик пристосованості є стійкість до голодування  здатність вижити в екстремальних умовах нестачі корму.

Більшість тварин різних видів на протязі життя переживають періоди скорочення раціону і тому у них еволюційно закріплені адаптації, що підсилюють їх стійкість до голодування. Знання про генетичні та фізіологічні засади цих адаптацій, їх еволюційні зв`язки (як внутрішньовидові, так і популяційні) отримані значною мірою завдяки дослідженням на дрозофілі.

Так як і інші фенотипічні характеристики пристосованості, стійкість до голодування в значній мірі визначається генотипом, контролюється великою кількістю взаємодіючих генів і проявляє значну мінливість в природних популяціях. Ось чому генотипічно різним особинам зазвичай притаманна неоднакова стійкість до голодування.

В контексті вивчення механізмів адаптації генотипів та популяцій до дії екологічних факторів вважається доцільним вияснити роль ферменту алкгольдегідрогенази (АДГ) в життєдіяльності та адаптації у Drosophila melanogaster. Ген-ензимна система АДГ на протязі тривалого часу притягує увагу численних дослідників в різних областях генетики – від молекулярної до популяційної, завдяки відносно простій ідентифікації ферменту, значному поліморфізму і тій ключовій ролі, що АДГ відіграє в життєдіяльності дрозофіли.

З метою визначення тривалості життя при голодуванні в даній роботі дослідження проводили на мухах із популяцій різного походження – К (Київ), Од (Одеса), В (Варва), П (Пирятин), Оз (Озеро із Чорнобильської зони) та сад (Яблуневий сад із Чорнобильської зони).

В результаті проведених досліджень встановлено, що найбільш витривалими до дії голоду виявились самки із популяцій Одеси, Варви і Пирятина в порівнянні із самцями цих же популяцій. В цілому, найбільшу стійкість до голодування мають мухи Одеської популяції, а найменшу – мухи Київської популяції.

У мух досліджуваних популяцій є суттєві відмінності в активності АДГ. Так, найвища активність ферменту спостерігалась у мух із популяції Саду Чорнобильської зони. Високою активністю АДГ відрізнялись і мухи із популяцій Пирятина та Одеси. Достовірно нижча активність АДГ порівняно із такою у мух Саду Чорнобильської зони спостерігалась у мух із популяцій Варви та Києва. найнижча активність АДГ притаманна мухам озерної популяції.

Підсумовуючи дані проведеного експерименту, стверджуємо, що прямої залежності між тривалістю життя мух в умовах голодування і активністю їх АДГ не виявлено. Однак, аналіз отриманих результатів свідчить, що стійким до голодування мухам із Одеської популяції притаманна досить висока активність АДГ, а чутливим до голодування мухам Київської популяції – менша активність цього ферменту.

Висновки

 

1. Самки із популяцій Одеси, Варви і Пирятина були більш витривалими в умовах голодування порівняно з самцями.

2. Найбільшу стійкість до голодування виявили мухи Одеської популяції, а найменшу – мухи Київської популяції.

3. стійким до голодування мухам із Одеської популяції притаманна досить висока активність АДГ, а чутливим до голодування мухам Київської популяції – менша активність ферменту.

4. В цілому в умовах проведеного експерименту не виявлено прямої залежності між витривалістю мух в умовах голодування і активністю їх АДГ.