Eén vergeten banaan en je hebt het zitten: fruitvliegen. Mep er eentje dood en er komen er vier in de plaats. Mep er vier dood en morgen staan ze je met zestien uit te lachen. Het is onversneden Hitchcock in de fruitmand. Toch wil ik je vragen om ook dit lelijke eendje in haar dieprode ogen te kijken.
Beeld: Charlotte Goeyers
Dit schijnbaar nutteloze en irritante vliegje heeft niet alleen miljoenen mensenlevens gered, maar lag ook mee aan de basis van de belangrijkste doorbraken in de moderne biologie en zes Nobelprijzen – van het ontrafelen van de rol van chromosomen in overerving (Thomas Hunt Morgan in 1933) tot de ontrafeling van de biologische klok en het slaap-waakritme (Jeffrey Hall, Michael Rosbash en Michael Young in 2017).
Akkoord, ik overdrijf. Het is niet zo dat fruitvliegen zelf met microscopen, pipetten en petrischalen aan de slag gingen om de geheimen van ons lichaam te doorgronden. De fruitvlieg stond erbij, keek ernaar en liet zich intussen netjes bestuderen. De fruitvlieg, of Drosophila melanogaster, is een modelorganisme. Mensen zitten complex in elkaar, en wetenschappers kunnen ook niet zomaar onderzoeken wat ze willen bij mensen. Voor fundamentele principes die zich afspelen in levende organismen gebruiken ze daarom modelorganismen. Fruitvliegen zijn zo klein dat je ze kunt huisvesten in kleine glazen of plastic buisjes met wat voedsel in.
Wetenschappers kunnen zo met een klein budget al een laboratorium opstarten om state of the art onderzoek te doen. Een microscoop en wat fruitvliegen volstaan. De vlieg heeft ook een extreem korte levenscyclus: van ei tot volwassen vlieg duurt ongeveer tien dagen bij kamertemperatuur. Dit maakt het ideaal voor genetische experimenten over meerdere generaties. En ze planten zich razendsnel voort. Daardoor kunnen onderzoekers snel en gemakkelijk observeren hoe veranderingen in het genetisch materiaal een effect hebben op de ontwikkeling, het gedrag en het ontstaan van aandoeningen. En dat ze hoogstens zestig dagen leven is dan weer interessant om veroudering en ouderdomsziekten te bestuderen.
De fruitvlieg heeft geen bloedvaten en maakt geen antilichamen aan, maar heeft wel een hart, een darm en nieren. Verrassend genoeg lijken fruitvliegen net voldoende op mensen om de fundamentele processen van het leven te kunnen doorgronden: DNA, eiwitten, celsignalering, geheugen en gedrag. Zo’n zestig procent van de menselijke ziektegerelateerde genen komen ook in fruitvliegen voor. En wat ze missen aan complexiteit, winnen ze aan eenvoud. Hun genoom is twintig keer kleiner dan het menselijke. Onze genen hebben drie of vier kopieën. Als je die wil bestuderen, moet je ze een voor een verwijderen om de functie ervan na te gaan. De fruitvlieg heeft maar één kopie van elk gen, dat vergemakkelijkt het onderzoek. Drosophila heeft ook maar vier chromosomen. Alles is compacter en eenvoudiger. Dankzij die genetische eenvoud kunnen wetenschappers sneller zien welke genen verantwoordelijk zijn voor welke eigenschappen.
Omdat de fruitvlieg een modelorganisme is, weten we er ontzettend veel over. Ze vertonen leervermogen, slaapcycli, sociaal gedrag en zelfs effecten van alcohol of drugs. En ze hebben een vrij goed geheugen. Een fruitvlieg die eerst iets ruikt en dan een elektrische schok krijgt, zal die geur daarna ontwijken, zelfs enkele dagen later nog. Krijgt de fruitvlieg bij een andere geur een suikerrijke beloning, dan zal hij of zij die geur daarna terug opzoeken, ook zonder beloning. Als hersenonderzoeker kan je in de hersenen van zo’n getrainde fruitvlieg kijken hoe die geur in de hersenen wordt vertaald naar een herinnering. En de fruitvlieg was een van de eerste dieren die in de ruimte werden gestuurd, al in 1947, om te bestuderen hoe organismen reageren op kosmische straling.
Net als mensen kunnen fruitvliegen dronken worden van alcohol. Ze verliezen hun coördinatie en vallen om. Toch bouwen ze ook snel tolerantie op. Verslavingsonderzoek laat zien dat ze, net als mensen, risico’s nemen om alcohol te verkrijgen. Voor sommige fruitvliegmannen kan ik daar enigszins inkomen, want fruitvliegvrouwen zijn behoorlijk kieskeurig. Ze onthouden een teleurstellende ervaring met een mannetje en kiezen bij een volgende kans resoluut voor een ander type.
Wetenschappers bestellen hun fruitvliegen online, via postordercatalogi en webshops vol genetisch gemodificeerde fruitvliegen. Al voor een dollar ontvang je een buisje vol fruitvliegen met het gendefect dat je wil bestuderen. Voor je het in je hoofd haalt: alleen wetenschappers kunnen ze kopen – we willen natuurlijk niet dat gemuteerde fruitvliegen straks onze bananen en appels koloniseren.
