內布拉斯加大學林肯分校的最新研究表明，具有看似致命缺陷的果蠅幼蟲如何能夠存活并進入成年期。

與所有多細胞生物一樣，果蠅細胞的細胞核和線粒體都含有不同的DNA。這兩個基因組包括用于在細胞中共同構建重要傳送帶的互補指導手冊 - 將電子傳遞到吸入氧氣并幫助產生細胞能量ATP的帶，其為各種維持生命的任務提供動力。

但是某種基因突變會在線粒體的使用說明書中有效地溢出咖啡，導致部分不符合細胞核產生的部分。這反過來又使傳送帶不能以最佳效率運行，并使基于氧氣的能源生產變得艱難。

它似乎也會毀滅攜帶突變的果蠅 - 但卻沒有。

內布拉斯加州的Omera Matoo和Kristi Montooth最初沒有計劃調查這個問題。相反，他們打算收集四種果蠅遺傳菌株的數據- 三種典型的，一種突變體 - 作為對照組，以對比幼蟲如何在乙醇存在下發育，乙醇是它們進食的腐爛果實的副產品。

“然后控制治療失控，”生物科學副教授蒙托斯說。

研究人員發現菌株的代謝在幼蟲發育的三個階段以不同的方式發生了變化。例如，一些第二階段幼蟲以通常在第三階段中看到的方式產生ATP，反之亦然。Curious，Matoo和Montooth開始進一步比較四種蠅類，發現更多的驚喜，揭示突變菌株即使在線粒體功能失常的情況下也能存活下來。

正如預期的那樣，這三種典型菌株在進入后期開發階段后采用了氧基輸送帶ATP生產。然而，突變體 - 盡管依賴有缺陷的機器 - 實際上將其基于氧氣的活動提升到更高的水平，顯然是為了彌補其低效率。

盡管故障設備產生了大量能量，但它也會導致副產物過氧化氫的積聚，這會嚴重損害細胞。作為回應，細胞最終允許更多帶正電的質子穿過它們的線粒體膜 - 基本上使細胞器短路 - 以防止積聚變成致命的。

而這還不是全部。即使他們將氧依賴性活動置于超速狀態，突變細胞也會激活無氧ATP循環。這種厭氧方法通常代表無法獲得氧氣的細胞的最后手段 - 如過度勞累，運動后肌肉 - 或癌細胞使用的伎倆。

Matoo將雙ATP戰略比作一個學生，而不僅僅是瘋狂地填寫或努力學習，他們都在追求迫切需要的A.

生物科學博士后研究人員Matoo說：“將有學生能夠全力以赴，并且可以讓學生每天學習三個小時，為期四周。” “這些幼蟲必須完成它們的發育。但是因為這種菌株有一個(缺陷)，它使用......幾乎所有東西。它每天讀取三個小時，然后它也拉得更好。

“所以它盡一切可能導致同樣的目標，這是非常有趣的，因為它說自然界中沒有一個問題的解決方案。”

雖然任何方式都可以在短期內發揮作用，但它確實需要長期付出代價：突變體的生育能力較低，而雌性成蟲的產卵量則減少約50%。但Montooth表示，成年突變體的外觀和行為與典型的果蠅相似，并且它們使它具有遠遠的發育適應能力。

“我們傾向于認為發展只是一種方式，特別是在蒼蠅中，它非常快，幾乎是確定性的，”蒙托斯說。“因此，我認為有些人可能會驚訝地發現，當新陳代謝發生的關鍵轉變發生時，存在遺傳變異。”