Comportamiento de la mosca de la fruta: Laboratorio de biología

Drosophila melanogaster

Experimentos genéticos. Me recuerdan a Frankenstein, científicos locos y … ¿moscas de la fruta? Aunque no es tan emocionante como Godzilla u otros monstruos de películas de ciencia ficción, Drosophila melanogaster , la mosca común de la fruta, es un organismo modelo ideal con el que estudiar ciencia.

¿Qué características hacen de este pequeño insecto un modelo tan bueno? Primero, son bastante fáciles de cuidar; dales un poco de fruta podrida u hongos y comerán felizmente. Además, se reproducen, crecen y se desarrollan muy rápidamente, pasando de huevo a adulto en poco más de una semana. Además, y probablemente lo más importante, tienen un genoma muy simple. Es decir, su suma total de material genético no es especialmente complicada, y este material genético está bastante relacionado con el de los humanos. Los científicos saben bastante sobre el genoma de Drosophila : ha sido secuenciado, manipulado para crear mutaciones e incluso utilizado para determinar cómo los genes influyen en el comportamiento de un organismo.

Existe un procedimiento bastante estándar para trabajar con moscas de la fruta. Primero, es importante que pueda sexar los insectos, o determinar cuáles son machos y cuáles son hembras. Se muestran ambos sexos. Tómese un momento para observar qué los hace diferentes.

Obviamente, existe un problema potencial cuando se trabaja con insectos voladores: ¡tienden a escapar! Por lo tanto, hay algunos pasos simples que debe completar para mover Drosophila de un vial de cultivo a otro. Primero, golpee suavemente el fondo del vial para llevar las moscas a su fondo. Luego, retire rápidamente el tapón del vial y coloque un vial vacío sobre la parte superior del vial “lleno”, sujetando la unión entre los dos viales con fuerza, para no perder moscas. Invierta ambos viales y vuelva a golpear suavemente. Cuando las moscas hayan caído en el frasco vacío, cúbralo rápidamente. Ahora está listo para usar estas moscas en sus experimentos de comportamiento.

Investigación del comportamiento de la mosca de la fruta

Antes de explorar el comportamiento de Drosophila , repasemos solo algunos términos asociados con el estudio del comportamiento animal. Primero, el comportamiento en sí mismo se define como cualquier acción que resulta de un estímulo. Un estímulo , a su vez, se define como un cambio en el entorno de un organismo. Ese cambio puede ser interno, como una toxina liberada por una bacteria en el torrente sanguíneo, o externo, como un aumento de temperatura o la presencia o ausencia de luz.

La raíz griega “taxia”, que significa “movimiento”, se utiliza con frecuencia para describir las respuestas a los estímulos externos. Puede recordar esto si recuerda que un taxi traslada a la gente de un lugar a otro. La otra parte de la palabra a veces menciona el estímulo que provoca el movimiento. Por ejemplo, ‘quimiotaxis’ significa un ‘movimiento causado por una sustancia química’, mientras que ‘fototaxia’ es ‘movimiento debido a la luz’ y una respuesta geotáctica es causada por la gravedad.

Toda buena investigación científica comienza con una pregunta provocada por una observación. Es posible que haya observado moscas de la fruta flotando sobre los plátanos y haya pensado: ‘¿Las moscas de la fruta realmente se sienten atraídas por la fruta o es solo la ubicación de la fruta?’ Para probar esta pregunta, crearemos una cámara de elección a partir de dos botellas de agua vacías secas pegadas con cinta adhesiva. Es un diseño simple, pero que hará el trabajo. Si el estímulo provoca una respuesta taxativa positiva, las moscas se moverán hacia ese extremo de la cámara.

Debido a que las moscas de la fruta son organismos vivos, necesitarán algo de tiempo para adaptarse a su entorno. Después de usar un embudo para introducir de 20 a 30 moscas en la cámara, y de usar bolas de algodón con agua destilada para cerrar ambos extremos de la cámara, debemos permitir que las moscas se aclimaten dejando que la cámara se asiente, sin ser molestada. Después de unos cinco minutos, contaremos cuántas moscas hay en cada mitad de la cámara de elección, registrando los valores en una tabla. Esta es nuestra condición de control, ya que ambos extremos tienen agua corriente.

Tenga en cuenta el uso de agua destilada: la humedad en sí misma podría causar una respuesta, por lo que es importante tenerlo en cuenta en el diseño experimental. Esto, como recordará, es una variable estandarizada , una variable que se controla o se mantiene igual en todas las condiciones. En otras palabras, necesitamos controlar todas las cosas que podrían afectar el resultado del experimento excepto una, de modo que podamos aislar realmente la naturaleza de la respuesta, que es la variable dependiente, o la falta de respuesta, a lo que queremos. están cambiando entre condiciones, la variable independiente. Usaremos estos términos en un ejemplo en un minuto.

Ahora, está listo para probar un estímulo. Pero, ¿qué estímulo? Esa es la pregunta. Puede ser cualquier cosa, siempre que controle sus variables estandarizadas y se asegure de probar solo una cosa a la vez. Algunas cosas a considerar:

• Sexo: La mayoría de los estudios en animales utilizan grupos de organismos todos masculinos o femeninos, ya que se ha demostrado que las hormonas tienen un efecto en muchos resultados.
• Mutación: ¿La presencia de, por ejemplo, ojos blancos afecta la respuesta?
• Sustancia: ¿La fruta madura realmente atrae más moscas que la fruta inmadura?
• Luz: ¿Las moscas atraen más luz? ¿Menos luz?

Las posibilidades son prácticamente ilimitadas.

Análisis de resultados experimentales

Veamos los resultados de un experimento de ejemplo, en el que a las Drosophila se les da la opción de elegir entre fruta (específicamente plátanos) o agua. Después de 10 minutos, se cuentan 40 moscas en el extremo A y 10 en el extremo B. En una condición de control (la que tiene agua destilada solo en cada extremo de la cámara), 28 moscas están en el extremo A y 22 moscas en el extremo B. En este experimento muy simple, estamos diciendo que la variable independiente (número de moscas) depende de la presencia o ausencia de fruta, que es la variable dependiente. Todo lo demás (luz, temperatura, etc.) son variables estandarizadas y deben ser iguales en ambos extremos de la cámara.

Según nuestros resultados, ciertamente parece que las Drosophila prefieren el plátano, pero ¿cómo podemos estar seguros? Hagamos un análisis de chi-cuadrado para ver. Recuerde que la fórmula para esta prueba estadística es la suma de lo observado menos lo esperado, al cuadrado, dividido por lo esperado. Tomaremos los valores esperados de la condición de control.

A continuación, comparamos el valor de chi-cuadrado, 11,69, con la tabla estadística estándar:

Con 1 grado de libertad, el valor de Chi-cuadrado es mucho mayor que 3.814, por lo que se rechaza la hipótesis nula (que no hay diferencia entre lo observado y lo esperado). Existe una diferencia estadísticamente significativa entre el número de moscas atraídas por el plátano maduro y el agua.

Resumen de la lección

Recapitulemos esta lección. Drosophila melanogaster , la mosca común de la fruta, es un organismo modelo ideal para su uso en experimentos científicos. Tiene un genoma simple, se reproduce rápidamente y es fácil de cuidar. Las moscas de la fruta se pueden utilizar para estudiar el comportamiento animal , que es cualquier acción que resulta de un estímulo. Un estímulo es un cambio en el entorno de un organismo. Ese cambio puede ser interno o externo. Algunos movimientos en respuesta a estímulos externos se describen utilizando la raíz griega “taxia” con la otra parte de la palabra que describe el estímulo, como “quimiotaxia” o “fototaxia”.

En este laboratorio, investigamos la respuesta de las moscas de la fruta al estímulo del agua o de un plátano. Usamos una cámara de elección para medir simplemente la respuesta contando el número de moscas en cada extremo después de un breve período de tiempo. Al controlar las variables estandarizadas, probamos el efecto solo del estímulo. Mediante el análisis de chi-cuadrado, determinamos que había una diferencia estadística en el número de moscas atraídas por el plátano en comparación con el agua sola.

Los resultados del aprendizaje

Una vez que haya terminado con esta lección, debería poder:

• Explique por qué las moscas de la fruta son buenas para los experimentos científicos
• Determinar el sexo de una mosca de la fruta.
• Discutir la terminología utilizada para discutir el comportamiento animal.
• Recuerde la ecuación para determinar el valor de Chi-cuadrado