Efecto de la luz y el aislamiento en el comportamiento y cortejo de machos de Drosophila melanogaster. Domínguez Begines, Jara; Melero López, David; Gálvez Prada, Francisco; Briantes Casas, Daniel. Facultad de Biología Avda. Reina Mercedes s/n, Universidad de Sevilla, CP 41012, Sevilla (España).

Resumen Con este trabajo pretendemos estudiar la actividad de los machos de Drosophila melanogaster sometiéndolos a diferentes condiciones: aislamiento de los machos y hembras, aislamiento de la luz y estimulación con un foco de luz. La actividad la cuantificamos de diferentes modos: tiempo de cortejo y cópula y respuesta a la oscuridad y luz. Combinamos los diferentes estímulos y los diferentes modos de medir la actividad para montar distintos experimentos que nos permitieran comparar la actividad de los machos. Con ello deducimos que el aislamiento de la hembra produce una mayor actividad, pero el aislamiento de la luz produce un efecto más potente, de modo que el estar criado en oscuridad crea una especie de desactivación en los machos criados en tales condiciones o una activación en aquellos criados en luz que enmascara el efecto del aislamiento de hembras. Además durante esta experimentación se definieron las pautas de comportamiento del cortejo de D. melanogaster y se cuantificó el tiempo de cópula en 30 min aprox.

Introducción La Drosophila melanogaster es un díptero, también conocido como mosca del vinagre que tiene una gran importancia en diversos estudios de genética. Ha sido utilizada ampliamente como material experimental desde principios del siglo XX. Además de la gran cantidad de información que se ha generado con respecto a este organismo, existen en la actualidad una gran cantidad de cepas de laboratorio disponibles para la investigación. Otras ventajas que ofrece este organismo son un tiempo generacional relativamente corto, un tamaño suficientemente pequeño (entre uno y dos milímetros) para facilitar su manejo pero suficientemente grande para la observación de un gran número de caracteres mutantes y un alto índice de proliferación lo cual resulta en la fácil Actividad y cortejo de D. melanogaster

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producción de grandes números de progenies para la aplicación de un alto nivel de rigor estadístico en el análisis de los experimentos. Presenta un sistema nervioso sumamente evolucionado, puede aprender y recordar un significativo número de situaciones, además de presentar un interesante repertorio de comportamientos innatos. Entre éstos, están especialmente bien estudiados los patrones de comportamiento sexual, durante el cortejo. Se ha convertido en una pieza clave para la comprensión de fenómenos tales como el envejecimiento, la biorritmicidad, o las enfermedades neurodegenerativas, entre otros. El ciclo de vida de Drosophila melanogaster incluye 4 fases: huevo, larva, pupa y adulto (ver Fig. 1). Las hembras, un poco más grandes que los machos, depositan profundamente 12 huevos en la papilla alimenticia, proceso que se repite diariamente durante la vida adulta de la mosca. De los huevos eclosionan unas pequeñas larvas que viven en la papilla alimentándose y creciendo rápidamente. Pocos días después, estas larvas salen de la papilla y se fijan en las paredes del recipiente. Ahí se transforman en pupas, que tienen forma de pequeñas cápsulas. Las pupas sufren la metamorfosis dando lugar a los ejemplares adultos que volarán para aparearse y comenzar de nuevo el ciclo. El ciclo de vida dura unos 10 días a 25º C (temperatura óptima) y 15 días a 20º C, temperaturas superiores a 30ºC producen la esterilización o muerte de las moscas, e inferiores a 10º C produce ciclos de vida prolongados.

Fig. 1: Etapas del ciclo de vida de Drosophila melanogaster

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Las etapas principales en el desarrollo de Drosophila melanogaster son las siguientes: ●

Huevo: El número de huevos que pone una hembra aumenta por día durante una semana, hasta llegar a 50 – 75 huevos por día. Depositándolos sobre la superficie del alimento. El huevo es ovoide, con dos proyecciones aplanadas que emergen de un extremo, y sirven para que no se hunda en el medio. Su duración es de un día a 25º C.

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Larva: Es blanca y segmentada. Se desplaza por su ambiente comiendo mediante sus piezas bucales de coloración negra. No tiene ojos ni apéndices. Existen 3 estadios. El primero y segundo terminan en mudas y tras el tercer estadio deja de comer y pupa. Para esto último se arrastra hacia una superficie relativamente seca. Su duración es de 4 días a 25º C.

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Pupa: En esta fase tiene lugar la metamorfosis de larva a mosca. La fase dura alrededor de 4 días a 25º C.

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Imago: Al emerger de la pupa la mosca adulta tiene forma alargada y no tiene las alas expandidas. Al cabo de una hora las alas se expanden y el cuerpo adquiere una forma y una coloración de adulto más definitiva. Los adultos pueden aparearse 6 horas después de haber emergido. El promedio de vida de las moscas adultas es de 37 días a 25º C. Para la identificación de machos y hembras recurrimos a la observación del abdomen (ver

Fig 2). La hembra presenta 7 segmentos visibles, un extremo posterior alargado y bandas separadas oscuras sobre la superficie dorsal. El macho tiene 5 segmentos visibles y el extremo posterior redondeado, las bandas oscuras de los últimos segmentos se encuentran fusionadas.

Fig 2: Diferencias entre machos y hembras de Drosophila melanogaster (macho a la izquierda)

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En este trabajo se analizaron las pautas de comportamiento de la mosca Drosophila melanogaster durante el cortejo comparando la actividad de machos aislados y no aislados de hembras, comprobando así si la presencia de hembras afecta a la actividad sexual de los machos. Por otro lado también se observó como este aislamiento junto con la ausencia o presencia de luz afecta a la actividad de los machos, mediante el estudio del reflejo fototáxico. Además se comprobó como la luz estimulaba la actividad de los individuos (Mejias, L.).

Materiales y métodos Para la realización de todos los experimentos necesitamos los siguientes materiales: •

Cajas de Petri para la observación del cortejo, además se usaron papeles de filtro circulares en el fondo para aumentar el contraste y mejorar la visualización.

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Pipetas Pasteur con las que se fabricaron los aspiradores de las moscas. Se les cortó la punta para que las moscas pudieran entrar y se les colocó una gasa para no tragarnos las moscas (ver fig. 5).

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Algodón para tapar los botes de cría y mantenimiento de las moscas.

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Aparato fototáxico fabricado con tubos de ensayo y dos tablillas finas de madera prensada.

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Lupas binoculares

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Webcam Logitech Quickcam pro usada como cámara de vídeo para la grabación del cortejo.

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Foco de alta potencia.

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Botes de cristal para la cría y mantenimiento de las moscas.

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Bol de plástico x de color blanco.

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Corcho de forma circular de 1,5 cm de grosor y un radio 1 cm menos que el fondo del bol.

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Cinta aislante negra.

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Flexo potente de luz constante.

El cultivo inicial de Drosophila melanogaster con el que se realizó el estudio contenía moscas de 4 semanas y larvas de un par de días, fue proporcionado por el Laboratorio de Investigación científica de la Facultad de Ciencias Experimentales de la Universidad de Pablo de Olavide. Las moscas se encontraban en 2 matraces pequeños de plástico con 2 centímetros de papilla alimenticia y tapados con algodón (ver Fig. 3).

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Fig 3: Cultivos iniciales de Drosophila melanogaster.

Para la preparación de un litro de la papilla alimenticia se siguió el siguiente procedimiento: •

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Se añaden en una olla a fuego lento los siguientes ingredientes: •

10 g de levadura liofilizada (en nuestro caso marca Maizena)

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40 g harina (en 800 ml de agua y batir bien)

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10 g de agar

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80 g azúcar (en un litro y batir bien)

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4 g de sal

Se bate bien y subir la temperatura. •

Añadimos 0,2 L de mosto (en nuestro caso marca Greip)

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No se deja de batir mientras esté a esta temperatura

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Se espera a que hierva y se apaga el calentador

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Cuando se haya enfriado un poco añadir 5 ml de vinagre. Se remueve bien y repartimos en los botes antes de que empiece a solidificar.

Tras preparar la papilla se repartió en botes de cristal previamente esterilizados en agua hirviendo y se dejó secar. Conforme iban naciendo moscas se separaron en 3 botes. Uno sólo con machos, otro con hembras, y otro con machos y hembras, para que las moscas de los 2 primeros botes no tuviesen contacto con el sexo opuesto. Para la representación de los datos hemos usado la hoja de cálculo NeoOffice y para el análisis estadístico el programa SPSS en su versión 14.0 para Windows. El test empleado para comparar las medias fue la U de Mann-Whitney, es un test no paramétrico que usamos debido a que la mayoría de los datos no presentaban una distribución normal. Se fijó el valor significativo (p) en 0.05 de modo que una p>0.05 indica que no hay diferencia significativa entre las medias y p