Experimentació Genètica amb Drosophila Melanogaster

Experimentació i genètica amb Drosophila melanogaster Violeta Heras Huertas i Maria Planes Vilalta

Tutora: Mª Àngels Aregall Creus IES Pere Barnils

Treball de recerca 2n de batxillerat A

Centelles, 16 de gener de 2009

IES Pere Barnils

Treball de Recerca Violeta Heras i Maria Planes

1

IES Pere Barnils

Treball de Recerca Violeta Heras i Maria Planes

AGRAÏMENTS Primer de tot volíem donar el nostre sincer agraïment a la tutora del treball, Mª Àngels Aregall Creus, per la seva dedicació i per la confiança dipositada en nosaltres.

Seguidament volíem agrair l’ajuda de la Dra. Papasseit i de Neus Cols de l’Universitat de Barcelona per cedir-nos les mosques i ajudar-nos en tots els nostres dubtes durant els primers passos del treball. També a la gent del CDEC pel subministrament de mosques i material aquestes últimes setmanes.

Agrair també l’ajuda de l’Eloi Camprubí Casas, estudiant de biologia de la UAB per deixar-nos material de recerca i per dedicar-nos una part del seu temps.

També volíem dedicar unes paraules d’agraïment a Josep Basas, professor de ciències de l’IES Vic, per l’ajuda al principi de la nostra recerca, per guiar-nos i introduir-nos en el tema.

Finalment no ens volíem descuidar d’agrair a tos els amics i familiars, sense l’ajuda i el suport dels quals aquest treball no hagués estat possible.

2

IES Pere Barnils

Treball de Recerca Violeta Heras i Maria Planes

3

IES Pere Barnils

Treball de Recerca Violeta Heras i Maria Planes

ÍNDEX 0. Introducció

6

1. Objectiu

8

2. Hipòtesi

10

3. Recerca d’informació 3.1 Fitxa sistemàtica

24

3.2 Per què s’utilitza amb freqüència la mosca del vinagre?

25

3.3 Descripció de Drosophila melanogaster

30

3.4 Fases del desenvolupament de les mosques

32

3.5 Com diferenciar mascles de femelles: dimorfisme sexual 35 3.6 Mutacions de Drosophila melanogaster

37

3.7 Cromosomes i herència lligada al sexe

40

3.8 Història de la genètica

43

4. Investigació 4.1 Material

51

4.2 Calendari

53

4.3 Procediment dels encreuaments

63

4.4 Procediment de l’estudi de les condicions ambientals

71

5. Resultats 5.1 Resultats dels encreuaments

78

5.2 Resultats de l’estudi de les condicions ambientals

94

6. Conclusions generals del treball

104

7. Bibliografia

106

8. Annex: Aclariments de vocabulari

107

4

IES Pere Barnils

Treball de Recerca Violeta Heras i Maria Planes

5

IES Pere Barnils

Treball de Recerca Violeta Heras i Maria Planes

0. INTRODUCCIÓ La idea de realitzar el treball de recerca juntes va sorgir un temps abans de començar primer de batxillerat. Nosaltres sabíem que volíem fer el treball juntes perquè sempre ens hem avingut, som aplicades i pensàvem que fer-lo en parella seria més fàcil. Quan vam haver de decidir quin seria el nostre treball de recerca vam estar parlant sobre genètica ja que és una part de la biologia que ens atreu a totes dues i creiem molt interessant i a més, al fer un batxillerat científic, vam trobar adient fer una petita investigació. Vam parlar amb professors del centre i, a partir de les seves opinions, van sortir dues propostes: manipular formigues o mosques.

A

través

de

recerca

d’informació

vam

veure

que

Drosophila

melanogaster és un dels insectes més utilitzats en genètica i vam decidir treballar amb aquestes. En Josep Basas, professor de ciències conegut nostre, va endinsar-nos en el tema i va engrescar-nos a realitzar un treball sobre aquest tipus de mosques. Primerament volíem fer servir les mosques per saber com actuen en el seu genotip i fenotip les condicions ambientals a les quals estan sotmeses. Teníem poca informació sobre les mosques i no sabíem com manipular-les, ja que la nostra tutora del treball tampoc hi havia treballat mai.

Més tard vam decidir estudiar les lleis de Mendel i de l’herència gràcies a la informació que vam rebre de la Universitat de Barcelona. Vam posar-nos en contacte amb la Doctora Papasseit i ens van donar cita per recollir les mosques. La Universitat va guiar-nos ajudant-nos a triar les mosques que eren millor per a la nostra investigació. Un cop allà, la Dra. va aclarir-nos uns quants dubtes sobre com havíem de treballar amb la Drosophila.

Quan vam rebre les mosques, vam disposar-nos a estudiar-les des de zero, ja que els nostres coneixements sobre la seva manipulació eren gairebé nuls.

Vam decidir començar a fer els encreuaments perquè així era com millor experimentàvem. Al mateix temps, també ens dedicàvem a buscar informació a través de diferents fonts: -

Internet

-

Llibre de Genètica cedit per l’Eloi Camprubí i altres llibres

-

Enciclopèdies

-

CDEC i UB 6

IES Pere Barnils

Treball de Recerca Violeta Heras i Maria Planes

Després d’encreuar les mosques, vam veure que teníem la possibilitat de realitzar una segona part de l’experimentació, estudiar quines eren les millors condicions ambientals per al desenvolupament d’aquestes. En aquest cas, vam tornar a demanar mosques però ens les van cedir des del CDEC. Vam fer un canvi en una de les mutacions triades ja que d’un tipus ja no se’n disposava i vam tornar a fer encreuaments.

A mesura que hem anat utilitzant les mosques, hem après com s’ha de fer el seu aliment, com s’han d’anestesiar, com són fisiològicament, els seus tipus de mutants...hem muntat el nostre propi laboratori i hem après a tenir cura d’uns insectes. També hem pogut aprendre a fer una investigació científica i ha extreure’n resultats i conclusions per així comprovar la nostra hipòtesi.

Aquí us presentem la nostra investigació.

7

IES Pere Barnils

Treball de Recerca Violeta Heras i Maria Planes

1. OBJECTIU La primera part de l’objectiu del nostre treball de recerca és observar els diferents encreuaments que es poden produir entre tres varietats diferents de Drosophila melanogaster i comprovar que les lleis de Mendel es compleixen en tots els casos. La segona part de l’experiment és comprovar quins són els factors ambientals més idonis per a la supervivència de les mosques i el seu cicle vital.

Per efectuar l’experimentació disposem de quatre varietats de Drosophila: •

Salvatge Amb color de cos grisós i ales normals

•

Ebony Amb color de cos fosc i ales normals

•

Yellow Amb color de cos groc i ales normals

•

Ales vestigials Amb color de cos grisós i ales petites

Per comprovar la 1a i 2a llei de Mendel hem escollit les varietats salvatge, ebony i ales vestigials ja que els caràcters* que les diferencien no van lligats al sexe i això ens facilita molt la feina i, per observar què es produeix quan el caràcter està lligat al sexe*, és a dir, es troba en un dels heterocromosomes*, hem escollit la varietat yellow. A més a més, els dos caràcters (color del cos i tipus d’ales) són fàcilment reconeixibles a ull nu i és molt fàcil poder distingir les mosques d’una varietat de les altres.

*Les paraules amb asterisc estan incloses dins l’annex de vocabulari científic amb una breu definició (Ordenació per ordre alfabètic).

8

IES Pere Barnils

Treball de Recerca Violeta Heras i Maria Planes

Per arribar a la nostra fi farem els encreuaments que mostrem al requadre següent on marquem l’objectiu (en forma de caràcter) de cada encreuament.

MUTACIONS A CREUAR Salvatge

Ebony/Yellow

Color de cos

X

X

Mida de les ales

X

Color de cos i mida de les ales

Ales vestigials

X X

X

Dominància: •

Cos grisós domina sobre cos fosc i sobre cos groc.

•

Ales normals domina sobre ales vestigials.

9

IES Pere Barnils

Treball de Recerca Violeta Heras i Maria Planes

2. HIPÒTESI 2.1 Hipòtesi dels encreuaments La conclusió a la que volem arribar fent els encreuaments amb les mosques és la comprovació de les proporcions que ens indiquen les taules següents, fetes mitjançant els mètodes de Mendel, i així verificar si les soques* de mosques que posseïm són de raça pura* i no són híbrides*.

•

Encreuament entre mosques salvatges (color de cos grisós) i ebony (color de cos fosc), pensant que les dues varietats són races pures pel caràcter del color del cos i que color de cos grisós domina sobre color de cos fosc.

Primer encreuament:

Progenitors

G

e+

e+

e

e+ e

e+ e

e

e+ e

e+ e

+ +

e e x ee

e+ = cos grisós e = cos fosc

R/ El 100% de la descendència (F1) té com a genotip* e+ e, és a dir que totes les mosques tindran el color de cos grisós com a fenotip*.

10

IES Pere Barnils

Treball de Recerca Violeta Heras i Maria Planes

Segon encreuament

F1

e+e x e+ e

e+

e

e+

e+ e+

e+ e

e

e+ e

ee

e+ = cos gris贸s e = cos fosc

R/ Proporcions

Genotip

1/4

e+ e+

1/2

e+ e

1/4

ee

Proporcions 3/4 1/4

Fenotip Color de cos gris贸s Color de cos fosc

11

IES Pere Barnils •

Treball de Recerca Violeta Heras i Maria Planes

Encreuament entre mosques salvatges (ales normals) i ales vestigials (ales vestigials), pensant que les dues races són pures pel caràcter de les ales i sabent que ales normals domina sobre ales vestigials.

Primer encreuament vg+ = ales normals vg = ales vestigials

Progenitors +

+

G

vg+

vg+

vg

vg+ vg

vg+ vg

vg

vg+ vg

vg+ vg

vg vg x vgvg

R/ El 100% de la descendència (F1) té com a genotip vg+ vg, és a dir que totes les mosques tindran les ales normals com a fenotip.

Segon encreuament

F1

vg+ vg x vg+ vg

vg+

vg

vg+

vg+ vg+

vg+ vg

vg

vg+ vg

vgvg

vg+ = ales normals vg = ales vestigials

R/ Proporcions

Genotip

1/4

vg+ vg+

1/2

vg+ vg

1/4

vgvg

Proporcions

Fenotip

3/4

Ales normals

1/4

Ales vestigials

12

IES Pere Barnils •

Treball de Recerca Violeta Heras i Maria Planes

Encreuament entre mosques de la varietat ebony (color de cos fosc i ales normals) i ales vestigials (color de cos grisós i ales vestigials), pensant que les dues races són pures per als caràcters de color de cos i tipus d’ales i que color de cos grisós domina sobre el fosc i que ales normals domina sobre ales vestigials.

Primer encreuament

Progenitors

e+ = cos grisós e = cos fosc

e vg+ x e+vg G

vg+ e

vg+ e vg+ = ales normals vg = ales vestigials

e+ vg

e+e vg+vg

e+e vg+vg

e+ vg

e+e vg+vg

e+e vg+vg

R/ El 100% de la descendència (F1) té com a genotip e+e vg+vg, és a dir que totes tindran color de cos grisós i ales normals com a fenotip.

Segon encreuament

F1 e+ vg+

e+ vg

e vg+

e vg

e+ vg+

e+ e+ vg+ vg+

e+e+vg+vg

e+e vg+ vg+

e+e vg+vg

e+ vg

e+e+vg+vg

e+e+vgvg

e+e vg+vg

e+e vgvg

e vg+

e+e vg+ vg+

e+e vg+vg

ee vg+ vg+

ee vg+vg

e vg

e+e vg+vg

e+e vgvg

ee vg+vg

ee vgvg

13

IES Pere Barnils

Treball de Recerca Violeta Heras i Maria Planes

R/ Proporcions

Genotip

1/16

e+ e+ vg+ vg+

2/16

e+e+vg+vg

2/16

e+e vg+ vg+

4/16

e+e vg+vg

1/16

e+e+vgvg

2/16

e+e vgvg

1/16

ee vg+ vg+

2/16

ee vg+vg

1/16

ee vgvg

Proporcions

Fenotip Color de cos

9/16

grisós i ales normals Color de cos

3/16

grisós i ales vestigials Color de cos fosc

3/16

1/16

i ales normals

Color de cos fosc i ales vestigials

Les proporcions fenotípiques de la tercera llei de Mendel es compliran sempre que els gens es trobin en cromosomes* diferents, no hi hagi recombinació* o no hi hagi cap tipus de lligament dels cromosomes, per tant, com que la variant d’ales vestigials té la mutació en el cromosoma 2 i la variant ebony es troba al 3, aquestes proporcions seran vàlides.

14

IES Pere Barnils

Treball de Recerca Violeta Heras i Maria Planes

Per fer els creuaments amb les mosques de la varietat yellow no hem utilitzat els mètodes de Mendel ja que aquest no va tenir en compte que un caràcter pogués ser lligat al sexe, com és el cas del color de cos groc que presenten aquesta varietat de Drosophila.

•

Encreuament entre mosques salvatges (color de cos grisós) i yellow (color de cos groc), creient que les dues varietats són races pures pel caràcter del color del cos i que color de cos grisós domina sobre color de cos groc, que és lligat al sexe.

a) Femella salvatge x mascle yellow

Primer encreuament

Progenitors y+ y+

G

Xy+

Xy+

Xy

Xy+Xy

Xy+Xy

Y

Xy+Y

Xy+Y

y

X X xXY

y+ = cos grisós y = cos groguenc XX = femella XY = mascle

R/ En les femelles, trobem que el genotip és 100% Xy+Xy, és a dir, són heterozigotes, i per tant, les mosques presentaran color de cos grisós. En els mascles, el genotip és Xy+Y i per tant, tots tindran el color de cos grisós.

15

IES Pere Barnils

Treball de Recerca Violeta Heras i Maria Planes

Segon encreuament

F1

Xy+Xy x Xy+Y

Xy+

Xy

Xy+

Xy+Xy+

Xy+Xy

Y

Xy+Y

XyY

y+ = cos gris贸s y = cos groc XX = femella XY = mascle

R/ Proporcions

Genotip

1/2

Xy+Xy+

1/2

Xy+ Xy

1/2

Xy+Y

1/2

1/2

XyY

1/2

Femelles

Proporcions

Fenotip Color de cos

1

gris贸s: salvatge

Mascles

Color de cos gris贸s: salvatge Color de cos groc: yellow

b) Femella yellow x mascle salvatge

Primer encreuament

Progenitors y y

y+

XX x X Y

G

y

X

y

X

Xy+

Xy+Xy

Xy+Xy

Y

XyY

XyY

y+ = cos gris贸s y = cos groguenc XX = femella XY = mascle

16

IES Pere Barnils

Treball de Recerca Violeta Heras i Maria Planes

R/ Les femelles seran 100% amb el color de cos grisรณs i els mascles seran 100% amb el color de cos groguenc ja que els seus genotips sรณn Xy+Xy i XyY respectivament.

Segon encreuament

F1

y+ y

y

X X xXY

Xy+

Xy

Xy

Xy+Xy

XyXy

Y

Xy+Y

XyY

y+ = cos grisรณs y = cos groc XX = femella XY = mascle

R/ Proporcions

Genotip

Proporcions

1/2

Xy+Xy

1/2

1/2

XyXy

1/2

1/2

Xy+Y

1/2

1/2

XyY

1/2

Femelles

Mascles

Fenotip Color de cos grisรณs: salvatge Color de cos groc: yellow Color de cos grisรณs: salvatge Color de cos groc: yellow

17

IES Pere Barnils •

Treball de Recerca Violeta Heras i Maria Planes

Encreuament entre mosques yellow (color de cos groguenc que està lligat al sexe i ales normals) i ales vestigials (color de cos gris i ales vestigials), tenint en compte que les dues races són homozigòtiques per a cada caràcter i que color gris de cos domina sobre color groguenc i ales normals dominen sobre ales vestigials.

a) Femella yellow amb ales normals x mascle normal amb ales vestigials

Primer encreuament G

Xy vg+

Xy vg+

Xy+ vg

Xy+ Xy vg+vg

Xy+ Xy vg+vg

Y vg

Xy Y vg+vg

Xy Y vg+vg

Progenitors XyXy vg+vg+ x Xy+Y vg vg

y+ = cos grisós y = cos groc

vg+ = ales normals vg = ales vestigials

XX = femella XY = mascle

R/ El 100% de la descendència, és a dir, la primera generació filial, té com a genotip Xy+ Xy vg+vg en femelles i XyY vg+vg en mascles, és a dir que les primeres presentaran color de cos grisós i ales normals i els segons tindran el color de cos groguenc i ales normals.

18

IES Pere Barnils

Treball de Recerca Violeta Heras i Maria Planes

Segon encreuament

F1 Xy+ vg+

Xy+ vg

Xy vg+

Xy vg

Xy vg+

Xy+ Xy vg+ vg+

Xy+ Xy vg+ vg

Xy Xy vg+ vg+

Xy Xy vg+ vg

Xy vg

Xy+ Xy vg+ vg

Xy+ Xy vg vg

Xy Xy vg+ vg

Xy Xy vg vg

Y vg+

Xy+ Y vg+ vg+

Xy+ Y vg+ vg

Xy Y vg+ vg+

Xy Y vg+ vg

Y vg

Xy+ Y vg+ vg

Xy+ Y vg vg

Xy Y vg+ vg

Xy Y vg vg

R/ Proporcions

Genotip

1/8

Xy+ Xy vg+ vg+

Proporcions

Color de cos 3/8

y+

y

Fenotip

gris贸s i ales

+

2/8

X X vg vg

normals

1/8

Xy Xy vg+ vg+

Color de cos 3/8

2/8

y

y

groguenc i ales

+

X X vg vg

normals

Femelles

Color de cos 1/8

Xy+ Xy vg vg

1/8

gris贸s i ales vestigials Color de cos

1/8

Xy Xy vg vg

1/8

groguenc i ales vestigials

Mascles

1/8

Color de cos

Xy+ Y vg+ vg+ 3/8

2/8

y+

+

X Y vg vg

gris贸s i ales normals Color de cos

1/8

Xy+ Y vg vg

1/8

gris贸s i ales vestigials

19

IES Pere Barnils

Treball de Recerca Violeta Heras i Maria Planes 1/8

Color de cos

Xy Y vg+ vg+ 3/8

2/8

y

groguenc i ales

+

X Y vg vg

normals Color de cos

1/8

Xy Y vg vg

1/8

groguenc i ales vestigials

b) Femella normal amb ales vestigials x mascle yellow amb ales normals

Primer encreuament G

Xy+ vg

Xy+ vg

Xy vg+

Xy+ Xy vg+vg

Xy+ Xy vg+vg

Y vg+

Xy+ Y vg+vg

Xy+ Y vg+vg

Progenitors Xy+Xy+ vgvg x XyY vg+ vg+

y+ = cos grisós y = cos groc

vg+ = ales normals vg = ales vestigials

XX = femella XY = mascle

R/ Les femelles seran 100% normals amb ales normals ja que el seu genotip és Xy+ Xy vg+vg i els mascles seran també normals amb ales no vestigials, és a dir, Xy+ Y vg+vg.

20

IES Pere Barnils

Treball de Recerca Violeta Heras i Maria Planes

Segon encreuament F1 Xy+ vg+

Xy+ vg

Xy vg+

Xy vg

Xy+ vg+

Xy+ Xy+ vg+ vg+

Xy+ Xy+ vg+ vg

Xy+ Xy vg+ vg+

Xy+ Xy vg+ vg

Xy+ vg

Xy+ Xy+ vg+ vg

Xy+ Xy+ vg vg

Xy+ Xy vg+ vg

Xy+ Xy vg vg

Y vg+

Xy+ Y vg+ vg+

Xy+ Y vg+ vg

Xy Y vg+ vg+

Xy Y vg+ vg

Y vg

Xy+ Y vg+ vg

Xy+ Y vg vg

Xy Y vg+ vg

Xy Y vg vg

R/

Proporcions

Genotip

1/8

Xy+ Xy+ vg+ vg+

2/8

Xy+ Xy+ vg+ vg

1/8 Femelles

y+

y

+

y+

y

+

Proporcions

Color de cos 6/8

gris贸s i ales

+

X X vg vg

2/8

X X vg vg

1/8

Xy+ Xy+ vg vg

normals Color de cos 2/8

y+

Fenotip

gris贸s i ales

y

1/8

X X vg vg

vestigials

1/8

Xy+ Y vg+ vg+

Color de cos 3/8

2/8

y+

+

X Y vg vg

gris贸s i ales normals Color de cos

1/8

Xy+ Y vg vg

1/8

gris贸s i ales vestigials

Mascles 1/8

Xy Y vg+ vg+

2/8

Xy Y vg+ vg

Color de cos 3/8

groguenc i ales normals Color de cos

1/8

Xy Y vg vg

1/8

groguenc i ales vestigials

21

IES Pere Barnils

Treball de Recerca Violeta Heras i Maria Planes

Les proporcions fenotípiques de la tercera llei de Mendel es compleixen només quan els gens estan en cromosomes separats i no lligats o no hi ha recombinació. Com en aquest cas els caràcters estudiats no es troben en el mateix cromosoma, pensem que els resultats seran molt semblants a aquestes proporcions, tot i que hem de remarcar que no se seguirà la tercera llei de Mendel, ja que es treballa amb un caràcter lligat al sexe de les mosques yellow.

Aquests resultats són els que esperem obtenir al final de l’experimentació però cal tenir amb compte que són donats en proporcions i per tant no són exactes, sinó indicatius.

Segons els resultats obtinguts podrem comprovar si les mosques eren de raça pura. Nosaltres, a l’hora de fer els encreuaments, hem considerat que totes eren races pures.

22

IES Pere Barnils

Treball de Recerca Violeta Heras i Maria Planes

2.2 Hipòtesi de l’estudi de condicions ambientals En quant a l’experimentació de les millors condicions ambientals per a les mosques, estudiant la temperatura, la llum, la humitat, potser els resultats seran els següents:

Variables

Condicions òptimes

Temperatura

20ºC

Llum

Llum de dia i sense llum de nit

Humitat

Baixa

23

IES Pere Barnils

Treball de Recerca Violeta Heras i Maria Planes

3. RECERCA D’INFORMACIÓ En aquest apartat hem recopilat tot d’informació que ens ha estat útil per a poder experimentar amb la Drosophila melanogaster durant tot el procés d’encreuaments.

3.1 Fitxa sistemàtica Regne

Animal

Filum

Artròpodes

Classe

Insectes

Grup

Oligoneòpters

Ordre

Dípters

Superfamília

Asquizis

Família

Drosofilids

Gènere

Drosophila

Espècie

Melanogaster

*Nota: •

Artròpodes: Animals invertebrats, pluricel·lulars, triblàstics i amb simetria bilateral. Segmentats amb apèndixs articulats de quitina i exoesquelet rígid. Tenen una reproducció sexual dioica i un hàbitat terrestre o aquàtic.

•

Insectes: Classe d’artròpodes. Tenen el cap amb un parell d’antenes, ulls compostos i aparell bucal. Al tòrax hi tenen tres parells de potes i hi poden tenir un o dos parells d’ales. Fan la metamorfosi i respiren per tràquees.

•

Dípters: Ordre d’insectes que es caracteritza per tenir només un parell d’ales funcionals (ales del davant) mentre que les del darrere són representades solament pels balancins.

•

Drosophila: Gènere d’insectes dípters que superen les 1000 espècies.

Són mosques de petites dimensions (2-4 mm) que s’alimenten de fongs, bacteris i ferments que ataquen els fruits i les substàncies ensucrades.

24

IES Pere Barnils

Treball de Recerca Violeta Heras i Maria Planes

3.2 Per què s’utilitza amb freqüència la mosca del vinagre La mosca del vinagre, també anomenada mosca de la fruita, és un insecte dípter, és a dir, de dues ales. La mosca rep aquest nom popularment ja que es pot trobar prop del vinagre i també pot alimentar-se de fruita majoritàriament madura o en descomposició, ja sigui poma, raïm, plàtan, etc. La Drosophila necessita una font suficient de carbohidrats sobre els quals es desenvolupin bé els llevats, element necessari per reproduir-se i nodrir-se, que actuen com a proteïnes. La mosca té un cicle de desenvolupament curt, d’uns 10 dies, però viu al voltant de dos mesos. Els seus costums són diürns.

•

Alimentació: Igual que quan la mosca encara es presenta en estat larvari, com quan és adulta, s’alimenta de matèria orgànica en descomposició, fruites i verdures. Acostuma a menjar aliments vegetals, no obstant, quan es troba en estat salvatge, també pot nodrir-se de llevats i altres fongs, d’excrements i cadàvers. En un cultiu de mosques del vinagre, l’aliment que s’ha de proporcionar no presenta problemes perquè no tenen cap fruita específica per menjar. Tot i això, s’acostuma a preparar una mena de farinetes que poden estar fetes amb farina, sucre, aigua i agar-agar per donar-hi consistència. Mai hi pot faltar el llevat ja que sense aquest no és possible el desenvolupament de la mosca adulta. Aquest tipus d’aliment en fermentació és necessari també per a les larves perquè cap altre menjar els hi és satisfactori.

Aquí tenim dues receptes facilitades pel Departament de Genètica de la Facultat de Biologia de la Universitat de Barcelona que es poden utilitzar com a medi de cultiu per a les Drosophiles:

25

IES Pere Barnils

Treball de Recerca Violeta Heras i Maria Planes

Medi de cultiu per a Drosophila melanogaster (I)

Nº de flascons Agar-agar Sucre Aigua Farina de blat de moro Aigua Nipagin Alcohol etílic

10 5,6 1 375

24 13,5 2,5 900

grams cullerada sopera cc

91

218,3

grams

250 0,9 10,3

500 2,2 24,7

cc grams cc

Preparació del medi de cultiu (exemple per a 10 flascons): 1. Posar els 5,5 grams d’agar-agar i la cullerada sopera de sucre en 375 cc d’aigua. Posar-ho tot al foc fins que bulli evitant la formació de grumolls.

2. Quan la primera barreja ja bulli, afegir-hi els 91 grams de farina de blat de moro dissolts en els 250 cc d’aigua. Deixar-ho coure tot removent durant 10-15 minuts.

3. Retirar la barreja i afegir-hi 0,9 grams de Nipagin dissolts en 10,3 cc d’alcohol etílic.

4. Posar les farinetes resultants en els flascons abans que qualli.

5. Un cop el medi estigui fred i hagi quallat, 24 hores després d’haver-lo posat al flascons aproximadament, s’ha d’eixugar la humitat que hi pugui haver fent servir paper de cel·lulosa.

6. Un cop eixugat, introduir-hi un paper doblegat en ziga-zaga que servirà perquè les larves s’hi puguin enfilar i es converteixin en pupes.

7. Afegir-hi una mica de llevat en pols per alimentar les mosques adultes.

26

IES Pere Barnils

Treball de Recerca Violeta Heras i Maria Planes

Medi de cultiu per a Drosophila melanogaster (II) Nº de flascons Agar-agar Sal comú Aigua Llevat fresc Aigua Farina de blat de moro Aigua Nipagin Alcohol etílic Àcid propiònic

10 2,5 0,5 200 30 100

21 5 1 400 60 200

Grams Grams Cc Grams Cc

50

100

Grams

175 0,63 5 0,63

350 1,125 10 1,25

Cc Grams Cc Cc

Preparació del medi de cultiu (exemple per a 10 flascons): 1. Barrejar l’agar-agar i la sal en els 200 cc d’aigua i dissoldre el llevat fresc en els altres 100 cc d’aigua. Posar-ho tot al foc i deixar-ho bullir 20 minuts.

2. Barrejar la farina de blat de moro en els 175 cc d’aigua, afegir-ho a la barreja anterior i deixar-ho coure durant 10 minuts més.

3. Barrejar el Nipagin, l’alcohol i l’àcid propiònic i posar-ho a la barreja un cop apagat el foc.

4. Posar les farinetes resultants en els flascons abans que qualli.

5. Un cop el medi estigui fred i hagi quallat, 24 hores després d’haver-lo posat al flascons aproximadament, s’ha d’eixugar la humitat que hi pugui haver fent servir paper de cel·lulosa.

6. Un cop eixugat, introduir-hi un paper doblegat en ziga-zaga que servirà perquè les larves s’hi puguin enfilar i es converteixin en pupes.

Referit a les dues receptes, el resultat final de les farinetes depèn de molts factors: el foc on es cou, el estris usats, l’aigua...es poden provar diferents maneres de fer les farinetes com per exemple canviar la quantitat d’aigua per variar-ne la viscositat, canviar la intensitat del foc...fins a obtenir el resultat més òptim.

27

IES Pere Barnils •

Treball de Recerca Violeta Heras i Maria Planes

Sobre la reproducció: Les mosques s’aparellen en llocs on hi ha una gran quantitat de fruita en fermentació o matèria orgànica. Les feromones* de les femelles atrauen

Espermatozoide de la mosca Font: El club de lo insólito

els mascles del seu voltant. El mascle fa vibrar les seves ales que produeixen un brunzit i seguidament llepa els genitals de la femella.

Normalment, la femella fuig del mascle i la còpula s’efectua

quan

l’aparellament,

el

aquesta mascle

cedeix. allibera

Durant un

únic

espermatozoide gegant, que mesura unes 10 vegades més que la pròpia mida de l’insecte (té l’aparença d’un fil enrotllat).

La Drosophila melanogaster

és

una mosca molt utilitzada per poder

estudiar les lleis mendelianes i analitzar-les. Les raons més importants per les quals s’utilitza aquest tipus de mosca són les següents: - Al conèixer el mapa complet del genoma* de la mosca, aquesta pot reemplaçar a l’home per propòsits d’investigació. El 61% de gens de malalties humanes conegudes poden aparèixer en el codi genètic* de les mosques del vinagre i el 50% de les seves seqüències proteíniques tenen anàlegs* en els mamífers.

- El gènere Drosophila està estès arreu del món i es troba amb facilitat. A més, comprèn una gran quantitat d’espècies locals i cosmopolites, és un gènere molt comú.

- La mosca del vinagre és un animal petit que mesura entre 2 i 3 mil·límetres de longitud.

- Té un cicle de vida curt, el que permet estudiar perfectament totes les fases del seu desenvolupament i tenir cries amb rapidesa. A uns 25ºC, temperatura mitja a la que s’acostuma a mantenir, el seu cicle és de 10 dies aproximadament. Si la temperatura és més baixa però no està per sota dels 17ºC, la mosca es desenvoluparà més lentament i si la temperatura és més elevada però no sobrepassa els 30ºC, l’insecte creixerà amb més rapidesa.

28

IES Pere Barnils

Treball de Recerca Violeta Heras i Maria Planes

- Drosophila produeix un gran nombre de descendents per parella, una mosca femella pon entre 400 i 500 ous per posta tot i que pot arribar als 1000 ous.

- És molt fàcil de mantenir al laboratori ja que sobreviuen dins de pots de vidre

i

poden

alimentar-se

amb

fruita,

matèria

orgànica

en

descomposició o una preparació composta per farina, sucres, llevat i agar-agar per donar-hi consistència.

- La mosca de la fruita té 4 parells de cromosomes, un nombre molt reduït que permet treballar-hi amb facilitat.

- Les larves de la mosca mostren unes glàndules salivals amb uns cromosomes politènics*, que són relativament grans. Això és degut a que les seves cèl·lules experimenten mitosis successives però sense divisió cel·lular. Les glàndules salivals de les larves ajuden a l’anàlisi cromosòmic i l’estudi dels polimorfismes de Drosophila, característics d’aquest gènere i molt abundants i variats.

- Al llarg del temps s’han acumulat moltes variants de la mosca i diferents mutacions gèniques i cromosòmiques que poden ser identificades sense dificultats. Actualment, existeixen més de 1000 mutacions.

29

IES Pere Barnils

Treball de Recerca Violeta Heras i Maria Planes

3.3 Descripció de Drosophila melanogaster El fenotip normal de la Drosophila Melanogaster és l’anomenada salvatge.

Aquesta mosca presenta un color groc grisenc en el cos i en l’abdomen es distingeixen un seguit de bandes clares que s’alternen amb unes de fosques. El cap és una de les parts de la mosca més complexes. A la part superior hi trobem un aparell bucal amb funció xucladora. També hi trobem un parell d’antenes curtes i Estructura del cap i part del tòrax superior de la

globoses

que

presenten

una

aresta

plomosa. Aquesta característica classifica a

Drosophila melanogaster Font: Pràctica de Genètica

les mosques com a insectes braquícers. La mosca presenta al cap tres ocels, ulls

simples, entre els dos ulls compostos formats per centenars d’ommatidis (unitats bàsiques dels ulls compostos dels insectes). Aquests ommatidis estan disposats en files i fileres. Els 2 grans ulls compostos són arrodonits i d’un color vermell fosc, amb una superfície mat. Les potes es troben disposades en les tres parts del tòrax, inserint-se dues potes al protòrax, dues al mesotòrax i dues més al metatòrax. Cada pota consta de diferents peces com la coxa, el trocànter, el fèmur, la tíbia i el tars, amb

pèls

sensorials.

Com

Detall de l’ull i els seus ommatidis del tipus salvatge Font: Genètica Mc Graw Hill

a

prolongació del tòrax trobem una estructura triangular anomenada escutel. Les ales funcionals, planes, transparents i gairebé incolores, en són dues. Són de vora arrodonida i sobrepassen l’abdomen de la mosca en una tercera part de la seva longitud. Les ales estan compostes per cinc venes longitudinals i dues

30

D

omm

IES Pere Barnils

Treball de Recerca Violeta Heras i Maria Planes

transversals, quedant entre aquestes vuit

regions

anomenades

cel·les.

També trobem un parell més d’ales,

Detall d’una ala de la mosca del vinagre

les posteriors, però

només

balancins,

és

estan a

reduïdes

dir,

són

a uns

estabilitzadors del vol. Entre cap i tòrax es troben uns pèls rígids repartits, també coneguts com a quetes, que tenen funció d’òrgans dels sentits. Les quetes es

Font: Pràctica de Genètica

classifiquen segons la seva grandària: hi han macroquetes, pèls llargs, que es troben disposats de manera característica, i microquetes, quetes tres vegades més curtes que les anteriors.

Font: Prácticas de Análisis Mendeliano

31

IES Pere Barnils

Treball de Recerca Violeta Heras i Maria Planes

3.4 Fases de desenvolupament de les mosques

Cicle de vida de la Drosophila melanogaster Font: PrĂĄcticas de GenĂŠtica General

32

IES Pere Barnils

Treball de Recerca Violeta Heras i Maria Planes

Els ous: Els ous de Drosophila mesuren al voltant de 0,5mm de longitud. El costat dorsal és una mica més pla que la

Ous de mosques

superfície ventral. Està revestit per una

salvatges

membrana externa, el curió, constituïda de cèl·lules hexagonals. Posseeix un parell de filaments que s’estenen més enllà i a partir de la superfície sencera dorsal. Aquests filaments impedeixen que l’ou s’enfonsi en el nutrient tou i semilíquid.

Els ous poden ser dipositats per la mare poc temps després de la penetració de l’esperma o també poden quedar retinguts

Font: Violeta Heras i Maria Planes

en la vagina durant els primers estats de desenvolupament embrionari. Tot el desenvolupament de l’ou es completa al cap de 24 hores.

Estats larvaris: Detall d’una larva de la

El període larvari consta de tres etapes. En el

varietat yellow

tercer període, la larva pot arribar a mesurar fins

Font: Violeta Heras i Maria

a 4,5mm de longitud. Les larves són molt actives

Planes

i voraces. És per aquest motiu pel que podem trobar un gran nombre de canals i túnels en el medi de cultiu. Si no trobem aquesta mostra d’activitat en el medi de cultiu és que les larves no s’estan desenvolupant correctament. Les larves

de

Drosophila

,

externament,

no

presenten moltes estructures tot i que si que les presenten internament. El tub digestiu és diferenciat i s’enrotlla en la porció mitjana posterior. Les glàndules salivals es buiden a les parts anteriors d’aquest tub digestiu mestres que els tubs de Malpighi desemboquen en el tractodigestiu.

33

IES Pere Barnils

Treball de Recerca Violeta Heras i Maria Planes

Estat de desenvolupament de les larves: Estat I Les larves que van des de que oclusiona l’ou fins que han passat 24 h de l’oclusió. Aquest estat es caracteritza perquè les larves presenten una gran mobilitat i la seva funció principal és buscar aliment.

Estat II Va des de les 24 hores fins a les 72 hores de vida. La seva funció principal també és buscar aliment.

Estat III Va des de les 72 hores de vida fins a les 96 hores. En aquest estat les larves perden el seu interès pel menjar i el seu objectiu immediat és trobar un lloc sec on poder pupar.

La pupa: Quan la larva està preparada per pupar, abandona el medi de cultiu i s’adhereix a alguna superfície seca com són les parets del recipient que les contenen o el paper que s’hi posa. La larva es transforma en pupa dins el penúltim tegument larval (teixit animal que cobreix les cavitats que comuniquen àmpliament amb l’exterior) que al principi és suau i tou però lentament es va endurint i va enfosquint el seu color. Quan aquests

Detall de pupes

canvis s’han completat, l’adult emergeix per

del nostre

l’extrem de la pupa.

experiment (mosques

En un principi la mosca és allargada i amb les ales sense expandir encara. Al

salvatges) Font: Violeta Heras i

cap de poc temps les ales s’expandeixen i el cos va adquirint la forma d’adult. Les mosques acabades de néixer són clares, però es van enfosquint amb el pas de les hores. D’aquesta manera és més fàcil distingir les mosques acabades de néixer de les més velles.

34

IES Pere Barnils

Treball de Recerca Violeta Heras i Maria Planes

3.5 Com diferenciar mascles i femelles: dimorfisme sexual Els mascles i femelles de Drosophila es poden distingir gràcies a les diferències morfològiques que presenten. El dimorfisme sexual és observable a partir del tercer estadi de la larva i en la pupa: - En la tercera etapa larvària hi ha una diferència en la mida de les gònades*, mostrant-se majors les masculines. La mida pot observar-se per transparència a través d’iluminació de baix a dalt en una lupa de dissecció.

- Quan la Drosophila es troba en l’estat de la pupa, amb més de tres dies d’edat, el mascle posseeix una pinta sexual,

Font: Pràctica de Genètica

formada per quetes negres, en el primer tars de les dues primeres potes.

Quan la mosca és adulta, el dimorfisme sexual és molt més pronunciat: - La femella és lleugerament més gran que el mascle i el seu abdomen és més ample i acabat en punta. L’abdomen del mascle és arrodonit.

- El mascle té una taca negra a l’extrem de l’abdomen produïda per la fusió de diverses bandes mentre que la femella presenta una sèrie de bandes sobre la part dorsal de color fosc alternant-les amb bandes clares.

- La femella presenta 7 segments abdominals i en canvi, el mascle només en té 5.

- En quant l’aparell genital, la femella té l’abdomen de color clar i una sola placa vaginal del mateix color. El mascle té un arc genital de color marró.

- Al primer segment tarsal del primer parell de potes els mascles presenten la pinta sexual, utilitzada per a subjectar-se a les femelles durant la còpula, formada aproximadament per 10 quetes gruixudes i negres.

35

IES Pere Barnils

Treball de Recerca Violeta Heras i Maria Planes

Diferenciació del mascle i la femella

Font: Pràctica de Genètica

**Si es volen reconèixer mosques a través de la coloració s’ha de vigilar ja que les mosques acabades de néixer encara no s’han acabat de pigmentar, per tant, els mascles tenen un color descolorit igual que les femelles.

Es recomana no fer servir la pigmentació com a únic mètode de reconeixement de mascles i femelles.

36

IES Pere Barnils

Treball de Recerca Violeta Heras i Maria Planes

3.6 Mutacions de Drosophila Melanogaster Hi ha molts tipus diferents de Drosophiles i moltes mutacions* a causa del baix nombre de cromosomes que posseeixen ja que d’aquesta manera són molt fàcils de manipular genèticament. Algunes són: Imatge

Nom

Símbol

Característiques

És el tipus silvestre i normal Salvatge

s

de la Drosophila. Té els ulls vermells i les ales grans.

Té les ales molt petites.

Ales vestigials

vg

Aquesta mutació es presenta en el cromosoma 2 i és de caràcter recessiu*.

Presenta les ales corbades.

La mutació també resideix en el cromosoma 2 però és de caràcter dominant*, és a dir

Curly

cy

que amb una sola còpia del gen, la mosca ja presenta el caràcter. Si les dues còpies dels progenitors són mutants la mosca no sobreviurà.

Presenta un cos fosc, casi bé negre, que es va enfosquint amb l’edat. La mutació

Ebony

e

resideix en el cromosoma 3, responsable del color normal.

Si falta aquest gen, el pigment negre s’acumula en tot el cos.

37

IES Pere Barnils

Treball de Recerca Violeta Heras i Maria Planes Presenta ulls ataronjats en els mascles i més groguencs en les femelles. Posseeixen un defecte en el gen “blanc”, White apricot

wa

que normalment produeix el pigment vermell. En aquestes mosques el gen només treballa parcialment, produint menys pigment del normal.

Tenen els ulls blancs ja que presenten un defecte en el

White

w

gen “blanc”, com en el cas anterior, però aquestes no produeixen gens de pigment.

Presenten uns ulls gairebé inexistents ja que els gens

Eyeless

ey

que donen les instruccions per formar-los en les larves són defectuosos.

Presenten els ulls d’un color més fosc, de color vi en les

Brown

bw

mosques més joves i púrpura en les de més edat. El seu cos també és d’un color més fosc.

Aquest tipus de Drosophila té el cos d’un to groguenc. En aquest cas la mutació

Yellow

y

resideix en el cromosoma sexual X. Aquestes mutants no són capaces de produir el pigment negre normal del seu cos.

38

IES Pere Barnils

Treball de Recerca Violeta Heras i Maria Planes Posseeix potes en comptes d’antenes al seu cap. El gen defectuós instrueix falsament a algunes cèl·lules a convertir-se en potes en lloc Antennapedia

antp

d’antenes. La mutació és de caràcter dominant respecte el seu efecte sobre la morfologia de l’antena però es comporta com si fos dominant letal recessiu.

Aquest tipus de mutants presenten interrupcions en la quarta vena longitudinal de l’ala, anomenada també vena cubital. De vegades també es

Cobitus interruptus

c.i.

presenta en la segona vena transversal i en la cinquena longitudinal. La mutació és de caràcter recessiu en alguns casos i dominant en d’altres.

39

IES Pere Barnils

Treball de Recerca Violeta Heras i Maria Planes

3.7 Cromosomes i herència lligada al sexe

Les mosques del vinagre, com la majoria d’animals i plantes, presenten un dimorfisme sexual, és a dir, un individu pot ser mascle o femella. En la majoria d’aquests casos, el sexe ve determinat pels cromosomes sexuals. A part d’aquests cromosomes sexuals també podem trobar autosomes, cromosomes no sexuals, amb els quals va experimentar Mendel. La Drosophila melanogaster té 4 parells

de

cromosomes

cromosomes, sexuals

X

un i

Y

d’ells i

tres

els parells

Dotació cromosòmica de la mosca del vinagre

d’autosomes, (II, III i IV). Els cromosomes Y i IV

Font: Terra.es

són telocèntrics* i petits, per aquest motiu, la

majoria de gens es troben en els cromosomes X, II, III, metacèntrics* i grans.

En Drosophila melanogaster, el mecanisme de determinació de sexe és diferent al dels mamífers. Aquest tipus de mosca també té femelles XX i mascles XY, però el nombre de cromosomes X determina el sexe. Dos X donen lloc a una femella i un X, a un mascle. En els humans, a diferència de les mosques, és l’existència o l’absència del cromosoma Y el que determina el sexe de l’individu. Si hi trobem un cromosoma Y, parlem d’un mascle, en canvi, si no hi ha cap cromosoma Y, parlem d’una femella. Aquesta diferència es manifesta en el fenotip sexual dels tipus cromosòmics anormals XXY i XO, com es mostra en el quadre.

DETERMINACIÓ CROMOSÒMICA DEL SEXE EN DROSOPHILA I EN L’ESPÈCIE HUMANA CROMOSOMES SEXUALS ESPÈCIE XX

XY

XXY

XO

Drosophila

♀

♂

♀

♂

Home

♀

♂

♂

♀

40

IES Pere Barnils

Treball de Recerca Violeta Heras i Maria Planes

Herència lligada al sexe: En general es diu que l’herència és lligada al sexe quan els caràcters no estrictament sexuals estan determinats per gens situats en el segment diferencial* dels cromosomes X o Y. •

Herència lligada al cromosoma X El caràcter es transmet a partir de les X. És a dir que un mascle que tingui la X alterada ja presenta l’alteració. Per a les femelles l’alteració ha de ser present a les dues X.

•

Herència lligada al cromosoma Y Els mascles sempre mostren els genotips de tots els gens lligats al sexe.

En el color d’ulls de la Drosophila melanogaster es dóna un exemple d’herència lligada al sexe. El vermell és el color normal però existeix el color blanc que és recessiu.

Exemple de possible encreuament Femella amb ulls vermells x Mascle amb ulls blancs (Xw+Xw+ x XwY)

P

G

Xw+

Xw+

Xw

Xw+ Xw

Xw+ Xw

Y

Xw+ Y

Xw+ Y

Genotip:

1/2 Xw+ Xw 1/2 Xw+ Y

Fenotip: 100% ulls vermells F1

G

Xw+

Xw

Xw+

Xw+Xw+

Xw+ Xw

Y

Xw+ Y

Xw Y

Genotip: 1/4 Xw+Xw+

Fenotip: 100% femelles ulls vermells

1/4 Xw+ Xw

1/2 mascles ulls vermells

1/4 Xw+ Y

1/2 mascles ulls blancs

1/4 Xw Y

41

IES Pere Barnils

Treball de Recerca Violeta Heras i Maria Planes

A part d’aquesta combinació podem trobar altres combinacions de progenitors que ens donarien resultats molt diferents en la descendència de la F1 i F2.

Hi ha un altre tipus d’herència que no és lligada al sexe però si que està influïda per aquest. És a dir, que alguns caràcters situats en autosomes o en el segment acoblador dels cromosomes X o Y s’expressen d’una manera o altra segons el sexe de l’individu. Algun caràcter pot ser dominant per a mascles i recessiu per a femelles i a l’inrevés.

Cromosomes de Drosophila melanogaster

FEMELLA

MASCLE

Font: Protocol de Pràctica de Genètica, Dra. Beatriz Goñi

42

IES Pere Barnils

Treball de Recerca Violeta Heras i Maria Planes

3.8 Història de la genètica A principis del segle XIX apareixen tot un seguit de descobriments que fan que la genètica sigui la ciència amb més desenvolupament en aquest període de temps. Tot i que hi ha referències d’aquesta des de fa milers d’anys, en aquest segle es protagonitzaran uns estudis que ens portaran a saber que els gens existeixen, a conèixer la seva composició química...

Aquest desenvolupament té les seves arrels en dues teories que es van conèixer al segle XIX. La teoria cel·lular, que va desmentir idees prèvies equivocades i va portar a buscar amb una gran força el suport material de l’herència, i la teoria de l’evolució biològica per selecció natural de Darwin.

A finals d’aquest mateix segle, Mendel, a partir dels seus estudis realitzats amb plantes de pesolera, va aportar una informació que va suposar un gran descobriment, ja que va revelar de quina manera tenia lloc l’herència.

Tot i això es feia necessari descodificar l’estructura molecular del DNA per determinar com influeixen els gens en el desenvolupament dels caràcters com el color dels ulls o del cabell, o el perquè de la propensió d’alguns individus per desenvolupar certes malalties com el càncer o l’esclerosi múltiple.

L’any 1901 es descobreixen les mutacions (canvis espontanis i hereditaris en els gens). Quatre anys després, W. Bateson farà servir el terme Genètica per designar “la ciència dedicada a l’estudi dels fenòmens de l’herència i de la variació”. Durant la segona dècada d’aquest segle, apareix una nova línia d’investigació genètica. Aquesta tècnica és aplicada per l’escola morganiana, també coneguda com “el grup de les mosques.”

El nom d’aquesta escola prové de seu fundador, Thomas Hunt Morgan, i el nom “del grup de les mosques” es deu a la utilització de la Drosophila (mosca del vinagre) pels seus experiments. El més habitual en aquella època per a la genètica era investigar amb plantes. És per això que l’escola morganiana té un interès especial. Els seus descobriments i les seves aportacions al desenvolupament de la ciència van ser realment extraordinàries.

L’escola va establir que els factors dels que Mendel parlava, els gens, formaven part dels cromosomes i estaven disposats en tota la seva llargada amb una disposició fixa. Aquesta teoria va ser anomenada teoria cromosòmica

43

IES Pere Barnils

Treball de Recerca Violeta Heras i Maria Planes

de l’herència i gràcies al seu descobriment, Morgan va rebre el Premi Nobel en fisiologia i medicina el 1933.

Tot i que la idea de localitzar gens en llocs concrets que ocupen en els cromosomes era bastant complicat, aquest grup va seguir treballant en aquesta direcció. Així doncs, Morgan també va descobrir que el color dels ulls de la mosca Drosophila està determinat per un gen que es troba en el cromosoma sexual X, per tant es tracta d’un caràcter lligat al sexe.

El 1913 Sturtevant constitueix el primer mapa genètic i el 1927, Muller publica un treball en el que escriu els efectes de la radiació en Drosophila.

D’aquesta manera va aconseguir trencar, agrupar o afectar els cromosomes de la mosca exposant individus en diferents estadis de desenvolupament a radiacions controlades. L’efecte d’aquestes radiacions en els cromosomes i en els gens es passa a través de l’herència de forma que és possible seguir la seva pista al llarg de diferents generacions. Muller rebria el Premi Nobel el 1947 pel seu treball sobre mutacions induïdes que van suposar un pas més en la investigació genètica. A més a més va facilitar la creació d’un banc de mutants de Drosophila que seria utilitzat pels laboratoris experimentals de tot el món. Aquest mateix autor va establir que la recombinació és el mecanisme d’intercanvi de seccions entre els cromosomes de les cèl·lules durant la meiosi.

L’escola de Morgan també va investigar sobre les distribucions anòmales de fragments de cromosomes que en humans donen lloc a malalties com el síndrome de Down que és una duplicació cromosòmica en la parella 21, o el síndrome de Turner que passa a les nenes que neixen amb un sol cromosoma X en comptes de tenir-ne dos, que és la dotació normal.

Entre 1918 i 1932 es va portar a terme la síntesis del mendelisme, el darwinisme i la biometria (que estudia la variació dels caràcters físics quantitativament) donant lloc a la genètica de poblacions.

44

IES Pere Barnils

Treball de Recerca Violeta Heras i Maria Planes

Mendel Gregor Johann Mendel (20 de juliol de 1822 – 6 de gener 1884) era un monjo agustí que, motivat per descobrir la transmissió dels caràcters d’una generació a una altra, va iniciar el 1856 uns experiments amb pesoleres. Els seus experiments consistien en escollir dues races pures, que tenen els dos al·lels d’un caràcter iguals, i encreuar-les entre sí.

Font: Viquipèdia

Va arribar a fer milers d’encreuaments. Mendel va tenir molta sort en escollir les pesoleres de raça pura per a fer els seus experiments ja que en aquell moment es desconeixia l’existència d’homozigots i heterozigots, ell no sabia, fins i tot, de l’existència de cromosomes. Mendel va decidir treballar amb caràcters qualitatius, és a dir, el color de la llavor del pèsol. D’aquesta manera, només al fixar-se en un caràcter, va poder calcular les proporcions de l’herència amb molta més precisió. Això li va facilitar molt la feina i va fer possible que donés valors predibles en les properes generacions de pèsols.

Estudis de Mendel

G: groc, dominant

g: verd, recessiu

Progenitors

Llavor groga x Llavor verda

Fenotip

races pures

GG x gg

Genotip

F1: creuament 2

Llavor groga x Llavor groga Gg x Gg F2:

3/4 Llavor groga 1/4 GG, 2/4 Gg

1/4 Llavor verda 1/4 gg

Aquestes dades no eren conegudes per Mendel quan va fer els experiments.

45

IES Pere Barnils

Treball de Recerca Violeta Heras i Maria Planes

A través dels seus estudis i els encreuaments, Mendel va observar que: - Només apareix un sol caràcter a la primera generació filial (F1), és a dir, els descendents presenten un 100% de probabilitats de ser així tant en genotip com en fenotip.

- Hi ha dues variants del caràcter, el que apareix a la primera generació filial i és anomenat caràcter dominant, i el caràcter recessiu, el caràcter alternatiu que no apareix a la F1 però existeix, queda ocult, i sí pot aparèixer a la F2.

Mendel, per explicar perquè el caràcter recessiu apareix a la F2, segona generació filial, sense haver estat present a la primera, suposa que: - Hi ha un factor hereditari discret que regula cada caràcter i es transmet de generació en generació mitjançant els gàmetes. (A partir del 1909, el factor passa a anomenar-se gen.)

- Cada factor té dues variants alternatives, una paterna i l’altra materna, que es transmet en els gàmetes.

- Els dos factors queden separats en la formació dels gàmetes i cadascun només transporta un dels factors.

- La unió dels dos gàmetes es produeix a l’atzar.

46

IES Pere Barnils

Treball de Recerca Violeta Heras i Maria Planes

Les lleis de Mendel •

1a llei de Mendel: Llei de la uniformitat de la primera generació filial

Quan es creuen dues races pures per a un caràcter, tots els descendents són iguals per a aquest caràcter tant genotípicament com fenotípicament, són híbrids heterozigots.

La primera llei de Mendel es pot donar amb: - Dominància Un dels al·lels és dominant i no es poden distingir fenotípicament

els

individus

homozigots

dominants

(GG)

dels

heterozigots (Gg).

GG x gg

G

G

G

g

Gg

Gg

100% Gg,

g

Gg

Gg

llavor groga

- Herència intermèdia Els dos al·lels tenen la mateixa força i les característiques

dels

progenitors

s’expressen

juntament

en

la

descendència.

*Codominància: En els individus heterozigots de la F1 es manifesta la informació de tots dos caràcters alhora.

Proteïnes: MM x SS

G

M

M

S

Gg

Gg

100% MS,

S

Gg

Gg

proteína MS

*Herència intermèdia: En els individus heterozigots de la F1 es manifesta un valor intermedi dels caràcters.

G: gran

GG x pp

p: petit

Gp: mitjà

G

G

G

p

Gp

Gp

100% Gp,

p

Gp

Gp

mitjà

47

IES Pere Barnils •

Treball de Recerca Violeta Heras i Maria Planes

2a llei de Mendel: Llei de la segregació dels caràcters

Els caràcters recessius emmascarats a la primera generació filial (heterozigots) resultants del creuament entre races pures reapareixen en la segona generació en una proporció 1/3:

2a llei de Mendel amb herència dominant F1

G

g

Genotip: 1/4 GG, 2/4 Gg,

Llavor groga x Llavor groga

G

GG

Gg

1/4 gg

Gg x Gg

g

Gg

gg

Fenotip: 3/4 Llavor groga 1/4 Llavor verda

2a llei de Mendel amb herència intermèdia

F1.

Rosa blanca x Rosa vermella BB x VV

Genotip: 100% BV

F2.

Rosa rosa x Rosa rosa BV x BV

Genotip:

1/4 BB

F1

B

B

V

BV

BV

V

BV

BV

Fenotip: 100% Roses F1

B

V

B

BB

BV

V

BV

VV

Fenotip:

1/4 blanques

1/4 VV

1/4 vermelles

1/2 BV

1/2 roses

48

IES Pere Barnils •

Treball de Recerca Violeta Heras i Maria Planes

3a llei de Mendel: Llei de la dependència dels caràcters

Els gens es transmeten a l’atzar, cadascun dels caràcters hereditaris es transmet a la descendència de manera independent.

Mendel no sabia que existeix la meiosi i l’entrecreuament, i va tenir la sort d’escollir dos caràcters que es trobaven en cromosomes diferents sense saberho. Per tant, la tercera llei de Mendel només és vàlida quan els caràcters estudiats estan en cromosomes separats, no hi ha recombinació ni lligament o no hi ha existència de gens letals, al·lelisme múltiple...

Al·lels del caràcter Superfície de la llavor: Llisa (L) Color de la llavor: Groga (G)

Groga i llisa x Verda i rugosa GGLL x ggll

F1: Groga i llisa x Groga i llisa GgLl x GgLl

Rugosa (l)

Verda (g)

G

GL

GL

gl

GgLl

GgLl

100% híbrids: GgLl,

gl

GgLl

GgLl

grocs i llisos

F1

GL

Gl

gL

gl

GL

GGLL

GGLl

GgLL

GgLl

Gl

GGLl

GGll

GgLL

Ggll

gL

GgLL

GgLl

ggLL

ggLl

gl

GgLl

Ggll

ggLl

ggll

Fenotip 9/16 Llavor groga i llisa

Genotip 1/16 GGLL

3/16 Llavor verda i llisa

2/16 GGLl

3/16 Llavor groga i rugosa

1/16 GGll

1/16 Llavor verda i rugosa

2/16 GgLL 4/16 GgLl

1/16 ggLL 2/16 ggLl 1/16 ggll

2/16 Ggll

49

IES Pere Barnils

Treball de Recerca Violeta Heras i Maria Planes

Mendelisme complex Hi ha uns casos on les lleis de Mendel no es compleixen: - Al·lelisme múltiple: Es dóna quan un caràcter ve definit per dos al·lels, és a dir, una sèrie al·lèlica.

Ex: pelatge conills d’índies Dominància cn > cs > cc > ca Al·lels

Fenotips

Genotips possibles

cn

Negre

cn cn, cn cs, cn cc, cn ca

cs

Sèpia

cs cs, cs cc, cs cc ca

cc

Crema

cc cc, cc ca

ca

Albí

ca ca

- Gens letals: Aquests gens causen la mort als individus que el porten, per tant, modifiquen les proporcions de resultats de les lleis de Mendel.

Ex: Al·lel de pèl color groc en els ratolins Letal en homozigots Gy: groc g: negre

Groc x Groc Gyg x Gyg

G

Gy

g

Gy

GgLl

GgLl

g

GgLl

GgLl

2/3 groc i 1/3 negre Percentatge esperat per Mendel: 3/4 groc i 1/4 negre

50

IES Pere Barnils

Treball de Recerca Violeta Heras i Maria Planes

4. INVESTIGACIÓ 4.1 Material Per preparar el medi de cultiu: •

Aliments; o Agar-agar o Sucre o Aigua o Farina o Llevat en pols

•

Estris; o Bàscula o Vas de precipitats o Olla grossa o Cullera o Flascons o Paper (de cel·lulosa)

Per a anestesiar les mosques: •

Èter

•

Congelador

•

Estris; o Ampolla de plàstic o Cotó o Gasa o Càpsula de petri o Pinces o Mascareta i bata (opcional)

Per a la manipulació de les mosques: •

Lupa

•

Microscopi

•

Pinces

51

IES Pere Barnils

Treball de Recerca Violeta Heras i Maria Planes

Per observar les condicions òptimes de desenvolupament de les mosques: •

Estufa

•

Congelador

•

Nevera

•

Làmpada

•

Armari fosc

•

Flascons amb el seu medi de cultiu pertinent

52

IES Pere Barnils

Treball de Recerca Violeta Heras i Maria Planes

4.2 Calendari Aquí tenim el nostre calendari on hi mostrem tots els passos o parts de l’experiment realitzades:

53

IES Pere Barnils

Treball de Recerca Violeta Heras i Maria Planes

JULIOL

54

IES Pere Barnils

Treball de Recerca Violeta Heras i Maria Planes

Agost

55

IES Pere Barnils

Treball de Recerca Violeta Heras i Maria Planes

SETEMBRE

56

IES Pere Barnils

Treball de Recerca Violeta Heras i Maria Planes

OCTUBRE NOVEMBRE

57

IES Pere Barnils

Treball de Recerca Violeta Heras i Maria Planes

DESEMBRE

58

IES Pere Barnils

Treball de Recerca Violeta Heras i Maria Planes

Observacions 7 de juliol: Hem decidit les mutacions de mosques que necessitem i els experiments que farem amb elles.

17 de juliol: Hem anat a buscar les mosques a la Facultat de Biologia de la Universitat de Barcelona. Ens hem posat en contacte amb la Dra. Papasseit i ens ha cedit les mosques perquè el centre de recursos (CDEC) tenen suspès el subministrament per obres.

18 de juliol – 24 de juliol: Hem instal·lat els tres flascons de mosques (un flascó per a cada mutació de mosques pures amb 20 mosques adultes aproximadament) al garatge on les tindrem. Hem fet una petita observació de totes elles i hem mirat les diferències entre les mosques que creuarem. Per tal de començar els creuaments amb femelles verges, esperem que les mosques ponguin ous i puguem separar-les. També hem provat amb un parell de mosques l’eterització, per poder saber com reaccionen aquestes davant l’anestèsia i quins passos hem de seguir quan comencem l’experimentació.

Hem fotografiat els flascons amb les mosques.

24 de juliol: Hem preparat el medi de cultiu on tindrem les mosques a partir d’agar-agar, farina, aigua i sucre. Hem deixat reposar les farinetes dins dels flascons i quan s’han refredat, els hem col·locat a la nevera.

25 de juliol: Hem preparat els flascons on canviarem les mosques introduint el paper de ziga-zaga i llevat en pols. Abans, hem assecat la humitat de les farinetes amb paper de cel·lulosa, així evitem que surtin fongs. Hem fet el canvi de flascons ja que les mosques ja portaven

Font: Maria Planes i Violeta Heras

una setmana amb el mateix medi de cultiu i necessitaven un nou aliment.

26 de juliol: Amb el canvi de medi, ens hem adonat que de mosques adultes en quedaven poques i hi havia moltes larves i pupes. Hem decidit esperar-nos uns dies per tal de poder obtenir més mosques adultes de cada tipus (salvatge, ebony i ales vestigials) i assegurarnos de no quedar-nos sense mosques pures.

Pots de medi de cultiu a punt per els encreuaments 59

IES Pere Barnils

Treball de Recerca Violeta Heras i Maria Planes

27 de juliol – 18 d’agost: Hem anat observant les mosques perquè no es morin i també el seu creixement. Durant tots aquests dies ens hem dedicat a la recerca d’informació.

3 / 10 i 18 d’agost: Hem tornat a canviar les mosques de flascons ja que el medi, al cap d’uns 10 dies, ja té un nivell de descomposició elevat. Les mosques sembla que es van desenvolupant però seguim veient que durant aquestes setmanes, de mosques adultes hem tingut un nombre escàs. La gran quantitat de pupes que hi havia sembla que s’ha assecat i no han sobreviscut al canvi del medi. El dia 9 d’agost hem tornat a fer farinetes ja que els dos flascons que ens quedaven de la primera producció contenien un medi de cultiu sec, fet malbé.

16 d’agost: Hem separat les mosques adultes de les pupes per tal d’obtenir femelles verges.

18 d’agost: Hem creuat les mosques salvatges amb les ebony havent separat abans les femelles verges, que són les que hem utilitzat, i mascles. Hem introduït a un flascó 4 femelles salvatges i 4 mascles ebony, i a l’altre flascó hem creuat mascles salvatges amb femelles ebony, el mateix nombre.

D’aquesta manera ens hem assegurat que cap mosca es creua amb els seu mateix tipus, és a dir, salvatge amb salvatge i ebony amb ebony. Les mosques amb ales vestigials no han augmentat en nombre i hem preferit esperar i centrar-nos en el primer creuament.

26 d’agost: El desenvolupament de les mosques ha estat satisfactori. Hem elaborat una taula de resultats i hem pogut observar que realment, la primera llei de Mendel s’ha complert, totes les mosques de la primera generació filial han estat salvatges.

Hem seguit amb l’experimentació i hem canviat de medi les mosques, respectant els creuaments que havíem fet. Ens esperem una setmana per tal de poder recollir millor les femelles verges de la F1.

3 de setembre: Hem separat les mosques adultes de les pupes per tal d’obtenir femelles verges.

5 de setembre: Hem verificat la segona llei de Mendel, comptant aproximadament les mosques resultants de l’experiment, i hem observat les proporcions obtingudes.

60

IES Pere Barnils

Treball de Recerca Violeta Heras i Maria Planes

Les mosques d’ales vestigials no se’ns han reproduït, sembla que no sobreviuran. Aquestes mosques ens han produït dificultats a l’hora de fer els encreuaments ja que són molt sensibles per les seves ales i també són molt sensibles a les condicions ambientals. Ens ha sortit algun fong al medi de cultiu i suposem que és per la humitat que no han sobreviscut.

10 de setembre: Cap dels flascons contenen mosques adultes vives.

Observem que s’han mort totes.

Durant molts dies ens dediquem a fer treball teòric i intentem que ens tornin a cedir mosques.

27 de novembre: Hem rebut les mosques del Centre de Recursos que prèviament havíem demanat. En aquest cas, hem decidit estudiar el color del cos amb les mosques salvatge i yellow, estudiar les ales amb salvatge i vestigials i també obtenir la 3a llei de Mendel a partir de l’encreuament de yellow i ales vestigials.

30 de novembre: Preparem noves farinetes per tal de poder encreuar les mosques i fer el segon experiment, és a dir, controlar quines són les millors condicions ambientals per a les mosques.

1 de desembre: Assequem la humitat dels nous flascons i medi de cultiu i els preparem per a introduir les mosques amb el paper en ziga-zaga i el llevat.

Hem decidit, abans de fer els encreuaments, fer la segona experimentació de les condicions ambientals ja que així seguim tenint races pures de les mutacions i ens podem centrar en un sol experiment. Hem repartit les mosques en els flascons adients per a cada condició segons com mostra l’explicació de l’experiment, posant-hi 5 mosques a cada flascó per tal de tenir prou mosques per totes les condicions i de cada mutació. Hem repartit els flascons per la casa segons la condició ambiental que volíem aconseguir i hem esperat 2 dies.

3 de desembre: Comptabilitzem els resultats obtinguts en l’experimentació de les condicions ambientals i fem els gràfics amb aquesta informació.

4 de desembre: Hem separat les mosques adultes de les pupes per tal d’obtenir femelles verges.

6 de desembre: Comencem els nous encreuaments entre les mosques salvatge, yellow i ales vestigials preparant els flascons. Tenim les mosques situades al costat d’un radiador a l’interior de la casa ja que així es poden mantenir a un temperatura de 20ºC bastant constant. El procediment per a 61

IES Pere Barnils

Treball de Recerca Violeta Heras i Maria Planes

l’experiment és semblant al que vam utilitzar per als primers encreuaments.

Hem agafat 3 femelles de cada variant de les mosques i les hem introduït al flascó amb 3 mascles de la variant les quals les volem creuar. Hem tornat a fer el mateix procediment que l’anterior ja que així tenim una altra mostra i obtindrem els resultats més segurs.

21 de desembre: Hem pogut acabar d’obtenir tots els resultats dels encreuaments i a partir d’aquí, obtenir les conclusions.

Detall dels encreuaments entre: -

Salvatge i yellow

-

Yellow i ales vestigials

-

Salvatge i ales vestigials

Font: Maria Planes i Violeta Heras

62

IES Pere Barnils

Treball de Recerca Violeta Heras i Maria Planes

4.3 Procediment dels encreuaments 1- Primer de tot, hem de tenir un

lloc

òptim

per

al

desenvolupament i cria de les mosques. En el nostre cas, les hem tingudes al garatge a una temperatura aproximada constants

d’uns durant

24ºC l’estiu

(juliol-agost). A partir del setembre, la temperatura ha

Muntatge del nostre laboratori

descendit a uns 20ºC. Per aquest motiu hem notat que el cicle de vida i reproducció de les mosques era més lent, és a dir, al principi es desenvolupaven en 9 dies i amb 20 graus en trigaven 11. Al fer el segon encreuament de mosques, utilitzant les de la varietat yellow, vam optar per tenir-les ubicades a prop de la calefacció, dins de casa, aproximadament a una temperatura de 20ºC.

2- Abans de començar amb els encreuaments, hem de preparar el medi de cultiu on tindrem les mosques.

Recepta que hem de seguir per a la preparació del medi de cultiu (11 flascons):

Agar-agar Sucre Aigua Farina Aigua

Nº de flascons 11 5,6 1 375 91 250

grams cullerada sopera cc grams cc

a. Posar 375 cc d’aigua al foc i afegir-hi 5’6 g d’agar-agar i una cullerada sopera de sucre. Intentar evitar la formació de grumolls. b. Dissoldre 91 g de farina en 250 cc d’aigua.

63

IES Pere Barnils

Treball de Recerca Violeta Heras i Maria Planes

c. Quan la primera barreja ja bulli, afegir la segona i remoure la mescla durant 10-15 minuts a foc mitjà. d. Dipositar les farinetes resultants en els flascons abans que qualli. e. Unes 24 hores després d’haver posat les farinetes als flascons, quan el medi està fred i ha quallat, cal eixugar la humitat que pugui haver-hi amb paper de cel·lulosa. f. Escampar una mica de llevat en pols (del de cuinar) per sobre el medi de cultiu per tal d’alimentar les mosques i fer possible la reproducció. g. Introduir un paper doblegat en ziga-zaga que servirà perquè s’hi dipositin les larves i es converteixin en pupes.

Passos

Imatges

a

64

IES Pere Barnils

Treball de Recerca Violeta Heras i Maria Planes

b

c

d

65

IES Pere Barnils

Treball de Recerca Violeta Heras i Maria Planes

g

66

IES Pere Barnils

Treball de Recerca Violeta Heras i Maria Planes

3- Per a poder portar a terme una observació acurada de les mosques, és imprescindible anestesiar-les. Per a efectuar-ho hem seguit diferents processos:

a. Tècnica d’eterització amb cotó fluix.

Tenim

les

mosques

als

flascons

tapades amb el seu tap corresponent.

Agafem cotó fluix per tal de poder construir un segon tap i l’emboliquem amb una gasa per agafar-lo més fàcilment. Saturem el nou tap amb èter.

Cal vigilar amb la quantitat d’èter ja que pot ser letal per a les mosques.

Tapem una ampolla de plàstic buida amb el nou tap eteritzat. Agafem el flascó de les Drosophiles que volem

Ampolla amb el tap eteritzat fabricat amb cotó i gasa Font: Violeta Heras i Maria Planes

anestesiar i donem un seguit de cops a la seva base per tal que les mosques caiguin al fons.

Ràpidament, destapem el flascó i l’ampolla i invertim el recipient de les mosques sobre l’eteritzat, intentant que les boques coincideixin perfectament ja que així no se’ns escaparà cap mosca.

Colpegem el flascó fins que totes les mosques hagin caigut a l’ampolla vigilant que no es desprengui el medi de cultiu. Separem els dos recipients i els tapem de nou. Un cop veiem que totes les mosques estan adormides, retirem el tap eteritzat i comencem l’observació. L’efecte de l’anestèsia sol durar uns 7 minuts aproximadament.

Sempre hem tingut una càpsula de petri amb cotó banyat amb èter per algun cas d’emergència en el que alguna mosca es despertés abans del que havíem previst. Només hem col·locat la càpsula amb el cotó sobre la mosca per tornar-la a adormir.

També existeix una tècnica d’eterització més senzilla, que hem fet servir en alguna ocasió per tal d’anar més ràpid i perquè no ens 67

IES Pere Barnils

Treball de Recerca Violeta Heras i Maria Planes

calia una eterització total de la mosca, i tracta simplement de saturar el cotó amb èter i col·locar-lo sobre la boca del pot de les mosques. Només hem d’esperar a que les mosques quedin anestesiades.

Detall de les mosques salvatges (s) al seu recipient Font: Violeta Heras i Maria Planes

b. Tècnica

de

Agafem

els

mosques

congelació. flascons que

de

volem

observar o manipular i els introduïm

al

congelador

durant uns minuts. Hem anat vigilant les mosques i traient-les quan hem vist que estaven congelades ja que el temps necessari per aconseguir-ho depèn de la potència del congelador i altres factors (les mosques, temperatura exterior...). Aquesta tècnica, igual de satisfactòria que les altres, l’hem fet servir a mitjans de l’experiment perquè se’ns havia acabat l’èter.

4- Un cop hem aconseguit tenir totes les mosques adormides, ens hem disposat a observar-les amb una lupa o un microscopi per estudiar-les més detalladament.

Per diferenciar les mosques, ja sigui per sexes, per tipus de mutacions, etc., hem posat les Drosophiles sobre un foli blanc i les hem anat classificant segons les seves característiques, a banda i banda del paper, utilitzant un pinzellet.

Detall de la mutació ales vestigials (vg) Font: Violeta Heras i Maria Planes

68

IES Pere Barnils

Treball de Recerca Violeta Heras i Maria Planes

Detall de la mutació ebony (e) Font: Violeta Heras i Maria Planes

5- Abans de portar a terme els encreuaments hem hagut d’obtenir femelles verges ja que així ens assegurem que els resultats obtinguts són fiables.

Si volem encreuar dues mutacions diferents de mosques, ens hem d’assegurar que les femelles no hagin estat ja fecundades per mosques de la seva mateixa mutació. Per a obtenir les femelles verges, les hem separat dels mascles unes 8-10 hores

després

d’haver

nascut

(prèviament

separades de les mosques adultes), és a dir, sortit del pupari.

6- Per seguir amb l’experiment, hem agafat els recipients amb el medi de cultiu preparat, és a dir, les farinetes amb el llevat en pols i el paper en ziga-zaga. Seguidament, hi introduïm des del

Mosques i larves

paper on les hem separat per sexes, unes tres

salvatges

femelles del primer tipus de mutació amb tres

Font: Violeta Heras i Maria Planes

mascles del segon, i en un altre pot, tres

femelles del segon tipus de mutació juntament amb tres mascles del primer tipus de mutació.

7- A

partir

d’aquest

moment

ja

hem

pogut

anar

observant

el

desenvolupament de les mosques. Si l’experiment ha estat satisfactori, es poden trobar larves en totes les farinetes. Hem vist que les larves 69

IES Pere Barnils

Treball de Recerca Violeta Heras i Maria Planes

passen a ser pupes, que s’instal·len en un medi sec com són el paper en ziga-zaga i les parets del recipient i, finalment, es converteixen en mosques (desplegament de les ales, coloració dels genitals...).

8- Al cap d’uns 10-12 dies aproximadament, segons la temperatura a la que estan exposades les mosques, hem observat el resultat dels encreuaments.

9- Per a tenir una seguretat a l’hora de fer l’experiment, és recomanable tenir un recipient de reserva amb cada tipus de Drosophila per tal de poder disposar de les mutacions pures. Aquests recipients s’han d’anar canviant cada setmana ja que el llevat perd les seves propietats. Això ens ha servit per quan s’havia de repetir el procediment o es volia ampliar d’alguna manera.

10- Hem repetit el procediment dues vegades. La primera amb mosques ebony (a l’estiu) i la segona amb mosques yellow (a l’hivern).

70

IES Pere Barnils

Treball de Recerca Violeta Heras i Maria Planes

4.4 Procediment de l’estudi de les condicions ambientals Per a poder observar quines són les condicions ambientals òptimes pel desenvolupament de les mosques hem agafat flascons de 5 mosques i els hem col·locat en llocs específics on es donessin les condicions desitjades. Hem calculat que dos dies era el temps adient per veure si les mosques sobrevivien o no i perquè no es poguessin reproduir.

Temperatura Per trobar la temperatura idònia hem agafat un flascó de cada mutació de mosques de les quals disposem (salvatges, yellow i ales vestigials) i les hem col·locat en cada un dels espais que mostra la taula següent. Hem intentat fixar la llum i la humitat al màxim. Per a aquestes dues condicions hem intentat fixar les condicions que segons el que hem pogut trobar eren més òptimes.

Temperatura (ºC)

Espais

0

Congelador

Imatge

71

IES Pere Barnils

Treball de Recerca Violeta Heras i Maria Planes

5

Nevera

10

Garatge

72

IES Pere Barnils

15

20

Treball de Recerca Violeta Heras i Maria Planes

Garatge amb estufa

Interior de casa (calefacci贸)

73

IES Pere Barnils

Treball de Recerca Violeta Heras i Maria Planes

25

Estufa

30

Estufa

74

IES Pere Barnils

Treball de Recerca Violeta Heras i Maria Planes

Llum Per mesurar la quantitat de llum amb la qual el desenvolupament de les mosques és més favorable hem agafat tres flascons de mosques (un per a cada mutació) per cada una de les condicions que marca la taula següent. Hem intentat fixar la temperatura i la humitat al màxim utilitzant els valors que hem pogut trobar en la recerca d’informació com a òptims.

Llum

Constant

Mig dia

Condició

Imatge

Sota una làmpada

Al costat d’una finestra

75

IES Pere Barnils

Sense llum

Treball de Recerca Violeta Heras i Maria Planes

A dins d’un armari fosc

Humitat Per a obtenir uns resultats sobre el nivell d’humitat que és més favorable per la supervivència de les mosques hem agafat els flascons i els hi hem aplicat diferents condicions d’humitat. Hem intentat fixar al màxim la temperatura i la llum fent servir aquells valors que hem trobat com a òptims en la recerca d’informació.

Humitat

Alta

Condicions

Imatge

No hem eixugat gens el medi de cultiu

Hem eixugat el medi de cultiu un dia Mitjana

després d’haver-lo fet amb paper de cel·lulosa.

76

IES Pere Barnils

Treball de Recerca Violeta Heras i Maria Planes Hem eixugat el medi de cultiu amb paper de cel·lulosa dos dies

Baixa

després d’haver-lo fet procurant que quedés el màxim de sec possible.

Per a fixar les variables que no estàvem treballant hem seguit les següents pautes: • Temperatura: al voltant d’uns 17-20ºC • Llum: Mig dia (a la nit no). En el cas de la nevera i el congelador han estat amb menys llum del que és normal.

• Humitat: Hem eixugat el medi de cultiu un dia després d’haver-lo fet amb molta cura perquè quedés força sec.

77

IES Pere Barnils

Treball de Recerca Violeta Heras i Maria Planes

5. RESULTATS 5.1 Resultats dels encreuaments Salvatge x Ebony: Varietats

Genotip

Fenotip

Salvatge

e+e+

Color de cos grisós

Ebony

ee

Color de cos fosc

Explicació del creuament: Hem volgut creuar mosques salvatges amb mosques de la varietat ebony per estudiar l’herència del color del cos. Sabem que té un patró d’herència autosòmic en el que, el color grisós del cos de la mosca de la varietat salvatge és dominant i el color fosc que presenta la mutació ebony és recessiu.

Per creuar-les, hem preparat dos flascons. En el primer hi hem introduït 3 femelles salvatges pures i 3 mascles ebony també de raça pura. Al segon flascó, hem seguit el mateix procés però a l’inversa, és a dir, hi hem introduït els mascles salvatges i les femelles, ebony.

Durant una setmana hem esperat a que les mosques es desenvolupessin i els resultats de la primera generació filial han estat:

Resultats de la F1 •

Flascó amb mascles salvatges i femelles ebony 29 mosques amb color de cos grisós. (e+e)

•

Flascó amb femelles salvatges i mascles ebony 25 mosques amb color de cos grisós. (e+e)

Per a estudiar la segona llei de Mendel, hem seguit els mateixos passos que per estudiar la primera. Hem tornat a introduir 4 femelles i 4 mascles procedents de l’encreuament anterior al flascó, en aquest cas no cal tenir en compte la diferència entre mascles i femelles ja que els progenitors utilitzats no són de raça pura, sinó de la F1, i presenten el mateix genotip i fenotip: Són

78

IES Pere Barnils

Treball de Recerca Violeta Heras i Maria Planes

híbrids, e+e i amb color clar del cos com a fenotip. Hem fet l’experiment amb tres flascons per a obtenir més resultats.

Resultats de la F2 •

Flascó 1: o Mosques amb color de cos grisós (ee) 5/31 o Mosques amb color de cos clar (e+e/ e+ e+) 26/31

•

Flascó 2: o Mosques amb color de cos grisós (ee) 7/28 o Mosques amb color de cos clar (e+e/ e+ e+) 21/28

•

Flascó 3: o Mosques amb color de cos grisós (ee) 4/21 o Mosques amb color de cos clar (e+e/ e+ e+) 17/21

79

IES Pere Barnils

Treball de Recerca Violeta Heras i Maria Planes

Comentari i conclusió del creuament En el creuament de mosques de la varietat salvatge i la varietat ebony volíem estudiar la primera i la segona llei de Mendel. Fent l’experimentació hem pogut comprovar que en el primer creuament totes les mosques de la descendència tenen el color de cos grisós, propi de la varietat salvatge. Aquest caràcter domina sobre el del cos fosc que presenten les mosques de la varietat ebony, per tant, podem dir que la llei de la uniformitat de la primera generació filial (1a llei de Mendel) es compleix. En el segon creuament també hem pogut observar clarament com es compleix la 2a llei de Mendel, la llei de la segregació dels caràcters, ja que en els resultats s’observa com aproximadament 2/3 de les mosques tenen el color de cos grisós i 1/3 tenen el color de cos fosc.

80

IES Pere Barnils

Treball de Recerca Violeta Heras i Maria Planes

Salvatge x Ales vestigials:

Varietats

Genotip

Fenotip

Salvatge

vg+ vg+

Ales normals

Ales vestigials

vgvg

Ales petites

Explicació del creuament: Amb el creuament entre les mosques salvatges i les ales vestigials hem volgut estudiar l’herència de la mida de les ales. Sabem que aquest caràcter té un patró d’herència autosòmic en el que, la mida d’ales normals de la varietat salvatge és dominant i la mida d’ales petites, pròpia de la varietat d’ales vestigials, és un caràcter recessiu.

Per creuar-les, hem preparat dos flascons. En el primer hi hem introduït 3 femelles salvatges pures i 3 mascles ales vestigials també de raça pura. Al segon flascó, hem seguit el mateix procés però a l’inversa, és a dir, hi hem introduït els mascles salvatges i les femelles ebony.

Durant una setmana hem esperat a que les mosques es desenvolupessin i els resultats de la primera generació filial han estat:

Resultats de la F1 • Flascó amb mascles salvatges i femelles ales vestigials 11 mosques amb ales normals. (vg+ vg) • Flascó amb femelles salvatges i mascles ales vestigials 21 mosques amb ales normals. (vg+ vg)

Per a estudiar la segona llei de Mendel, hem seguit els mateixos passos que per estudiar la primera. Hem tornat a introduir 3 femelles i 3 mascles procedents de l’encreuament anterior al flascó, en aquest cas no cal tenir en compte la diferència entre mascles i femelles ja que els progenitors utilitzats no són de raça pura, sinó de la F1, i presenten el mateix genotip i fenotip: Són

81

IES Pere Barnils

Treball de Recerca Violeta Heras i Maria Planes

híbrids (vg+ vg) i amb la mida de les ales normals com a fenotip. Hem fet l’experiment amb tres flascons per a tenir més resultats.

Resultats de la F2 •

Flascó 1: o Mosques amb mida d’ales normal (vg+vg/vg+vg+) 22/25 o Mosques amb mida d’ales petita (vgvg) 3/25

•

Flascó 2: o Mosques amb mida d’ales normal (vg+vg/vg+vg+) 19/23 o Mosques amb mida d’ales petita (vgvg) 4/23

•

Flascó 3: o Mosques amb mida d’ales normal (vg+vg/vg+vg+) 26/32 o Mosques amb mida d’ales petita (vgvg) 6/32

82

IES Pere Barnils

Treball de Recerca Violeta Heras i Maria Planes

Comentari i conclusió del creuament En el creuament de mosques salvatges amb la varietat d’ales vestigials volíem comprovar, igual que en el creuament anterior, si es complien la primera i la segona llei de Mendel, i així comprovar que les soques de les quals disposem són pures. Un cop fet l’experiment, podem veure en el resultat una uniformitat de la primera generació filial ja que totes les mosques tenen les ales normals (domina sobre ales vestigials). En el segon creuament comprovem que les proporcions que ens donen els resultats són molt semblants als que ens plantejàvem a la hipòtesi. Per tant, podem confirmar que les soques de mosques de les quals disposàvem eren pures.

83

IES Pere Barnils

Treball de Recerca Violeta Heras i Maria Planes

Ebony x ales vestigials Aquest encreuament no l’hem pogut efectuar ja que la primera vegada que vam demanar mosques de la varietat ales vestigials no ens van sobreviure i no vam poder fer cap encreuament en el que les necessitéssim. La segona vegada que vam demanar mosques ens van poder donar la varietat ales vestigials, però no l’ebony pel que no hem pogut experimentar la tercera llei de Mendel amb aquestes varietats com nosaltres volíem.

84

IES Pere Barnils

Treball de Recerca Violeta Heras i Maria Planes

Salvatge x Yellow (Lligat al sexe):

Varietats

Genotip

Fenotip

Mascle

Femella

Salvatge

Xy+Y

Xy+Xy+

Color de cos gris

Ebony

XyY

XyXy

Color de cos groguenc

Explicació del creuament: Per estudiar l’herència del color de cos, en la segona part de l’experiment, hem escollit la varietat salvatge i la mutació yellow. La mutació del color de cos en la varietat de mosques yellow es troba al cromosoma X. Sabent que les mosques que tenim a disposició són pures i que el color gris domina sobre el groguenc, hem començat l’encreuament: Hem preparat quatre flascons, on dos seran la rèplica dels altres dos recipients per tal de poder obtenir uns resultats més segurs.

Flascons 1

2

3

4

Salvatge: 3 femelles

Salvatge: 3 mascles

Yellow: 3 mascles

Yellow: 3 femelles

Hem tingut les mosques a una temperatura constant de 20ºC. Ens hem assegurat que les mosques fossin verges traient les adultes dels flascons dos dies abans dels encreuaments i separant les noves mosques femelles abans de passar 8 hores després de néixer.

Hem esperat 13 dies a partir de l’encreuament perquè les mosques es poguessin desenvolupar.

85

IES Pere Barnils

Treball de Recerca Violeta Heras i Maria Planes

Els resultats de la primera generació filial són els següents:

Resultats de la F1 •

Flascó 1 amb femelles salvatges i mascles yellow o Mascles salvatges (color de cos groc) 10 o Femelles salvatges (color de cos grisós). 6

•

Flascó 2 amb femelles salvatges i mascles yellow o Mascles salvatges (color de cos groc) 11 o Femelles salvatges (color de cos grisós). 9

•

Flascó 3 amb mascles salvatges i femelles yellow o Mascles yellow

(color de cos groc) 8

o Femelles salvatges (color de cos gris). 9 • Flascó 4 amb mascles salvatges i femelles yellow o Mascles yellow (color de cos groc) 12 o Femelles salvatges (color de cos gris). 11

*S’ha de tenir en compte que per tal d’obtenir aquests resultats hem hagut d’extreure dels flascons els adults un cop les femelles ja havien post els ous, d’aquest manera hem evitat que els resultats sortissin alterats.

En el segon creuament hem preparat 4 flascons on dos seran les rèpliques dels altres dos. En els primers hi posem tres mascles i tres femelles procedents dels primers flascons del primer creuament (1 i 2) i en els altres dos hi posem tres mascles i tres femelles procedents dels flascons 3 i 4 del primer encreuament.

86

IES Pere Barnils

Treball de Recerca Violeta Heras i Maria Planes

Resultats de la F2 (Progenitors procedents dels recipients 1 i 2 del primer creuament) •

Flascó 1: o Mosques amb color de cos grisós

Mascles (Xy+Y ) 5/20

Femelles (Xy+Xy+/Xy+ Xy) 8/20

o Mosques amb color de cos groguenc

•

Mascles (XyY) 7/20

Femelles (XyXy) 0/20

Flascó 2: o Mosques amb color de cos grisós

Mascles (Xy+Y ) 6/16

Femelles (Xy+Xy+/Xy+ Xy) 4/16

o Mosques amb color de cos groguenc

Mascles (XyY) 6/16

Femelles (XyXy) 0/16

Resultats de la F2 (Progenitors procedents dels recipients 3 i 4 del primer creuament) •

Flascó 3: o Mosques amb color de cos grisós

Mascles (Xy+Y ) 7/26

Femelles (Xy+Xy+/Xy+ Xy) 6/26

o Mosques amb color de cos groguenc

•

Mascles (XyY) 5/26

Femelles (XyXy) 8/26

Flascó 4: o Mosques amb color de cos grisós

Mascles (Xy+Y ) 4/18

Femelles (Xy+Xy+/Xy+ Xy) 4/18

o Mosques amb color de cos groguenc

Mascles (XyY) 3/18

Femelles (XyXy) 7/18 87

IES Pere Barnils

Treball de Recerca Violeta Heras i Maria Planes

Comentari i conclusió del creuament Amb el creuament de mosques de les varietats salvatge i yellow volíem veure un cas d’herència lligada al sexe i així comprovar els errors de Mendel en els seus estudis pel què fa a aquest tema. Els resultats ens han sortit tal i com esperàvem, demostrant d’aquesta manera que si un caràcter es troba en el cromosoma X, els estudis de Mendel no ens serveixen.

88

IES Pere Barnils

Treball de Recerca Violeta Heras i Maria Planes

Ales vestigials x Yellow (Lligat al sexe): Genotip

Varietats

Fenotip

Mascle

Femella

Ales vestigials

Xy+Y vgvg

Xy+Xy+ vgvg

Ebony

XyY vg+vg+

XyXyvg+vg+

Color de cos grisós i ales vestigials Color de cos groguenc i ales normals

Explicació del creuament: Per estudiar la tercera llei de Mendel en la segona part de l’experiment hem escollit la varietat d’ales vestigials i la varietat yellow. La mutació del color de cos en la varietat de mosques yellow es troba al cromosoma X. Sabem que les mosques que tenim a disposició són pures i que el color gris domina sobre el groguenc. Pel que fa a la mida de les ales sabem que la mutació és autosòmica, que les mosques que tenim són pures i que mida d’ales normals domina sobre ales vestigials. Hem

començat l’encreuament: Hem preparat

quatre flascons, on dos seran la rèplica dels altres dos recipients per tal de poder obtenir uns resultats més segurs.

Flascons 1

2

3

4

Ales vestigials: 3 femelles

Ales vestigials: 3 mascles

Yellow: 3 mascles

Yellow: 3 femelles

Hem tingut les mosques a una temperatura constant de 20ºC. Ens hem assegurat que les mosques fossin verges traient les adultes dels flascons dos dies abans dels encreuaments i separant les noves mosques femelles abans de passar 8 hores després de néixer.

Hem esperat 13 dies a partir de l’encreuament perquè les mosques es poguessin desenvolupar.

89

IES Pere Barnils

Treball de Recerca Violeta Heras i Maria Planes

Els resultats de la primera generació filial són els següents:

Resultats de la F1 •

Flascó 1 amb femelles ales vestigials i mascles yellow o Femelles amb color de cos grisós i ales normals 10/16 o Mascles amb color de cos groc i ales normals 6/16

•

Flascó 2 amb femelles ales vestigials i mascles yellow o Femelles amb color de cos grisós i ales normals 7/18 o Mascles amb color de cos groc i ales normals 11/18

•

Flascó 3 amb mascles ales vestigials i femelles yellow o Femelles amb color de cos grisós i ales normals 9/20 o Mascles amb color de cos grisós i ales normals 12/20

• Flascó 4 amb mascles ales vestigials i femelles yellow o Femelles amb color de cos grisós i ales normals 9/20 o Mascles amb color de cos grisós i ales normals 4/20 *S’ha de tenir en compte que per tal d’obtenir aquests resultats, hem hagut d’extreure dels flascons els adults un cop les femelles ja havien post els ous, d’aquest manera hem evitat que els resultats sortissin alterats.

90

IES Pere Barnils

Treball de Recerca Violeta Heras i Maria Planes

En el segon creuament ja ens hem endinsat de ple en la tercera llei de Mendel.

Hem preparat 4 flascons on dos seran les rèpliques dels altres dos. En els primers h i posem tres mascles i tres femelles procedents dels primers flascons del primer creuament (1 i 2) i en els 3 i 4 hi posem tres mascles i tres femelles procedents dels flascons 3 i 4 del primer encreuament.

Resultats de la F2 (Progenitors procedents dels recipients 1 i 2 del primer encreuament) •

Flascó 1: o Mosques amb color de cos grisós i ales normals

Mascles (Xy+ Y vg+ vg+/Xy+ Y vg+ vg) 3/11

Femelles (Xy+ Xy vg+ vg+/Xy+ Xy vg+ vg) 2/11

o Mosques amb color de cos groguenc i ales normals

Mascles (Xy Y vg+vg+/Xy Y vg+vg) 0/11

Femelles (Xy Xy vg+ vg+/Xy Xy vg+ vg) 3/11

o Mosques amb color de cos grisós i ales vestigials

Mascles (Xy+ Y vg vg) 1/11

Femelles (Xy+ Xy vg vg) 0/11

o Mosques amb color de cos groguenc i ales vestigials

•

Mascles (Xy Y vg vg) 0/11

Femelles (Xy Xy vg vg) 2/11

Flascó 2: o Mosques amb color de cos grisós i ales normals

Mascles (Xy+ Y vg+ vg+/Xy+ Y vg+ vg) 4/12

Femelles (Xy+ Xy vg+ vg+/Xy+ Xy vg+ vg) 2/12

o Mosques amb color de cos groguenc i ales normals

Mascles (Xy Y vg+vg+/Xy Y vg+vg) 0/12

Femelles (Xy Xy vg+ vg+/Xy Xy vg+ vg) 2/12

o Mosques amb color de cos grisós i ales vestigials

Mascles (Xy+ Y vg vg) 1/12

Femelles (Xy+ Xy vg vg) 1/12

o Mosques amb color de cos groguenc i ales vestigials

Mascles (Xy Y vg vg) 0/12

Femelles (Xy Xy vg vg) 2/12 91

IES Pere Barnils

Treball de Recerca Violeta Heras i Maria Planes

Resultats de la F2 (Progenitors procedents dels recipients 3 i 4 del primer encreuament) •

Flascó 3: o Mosques amb color de cos grisós i ales normals

Mascles (Xy+ Y vg+ vg+/Xy+ Y vg+ vg) 3/16

Femelles (Xy+ Xy vg+ vg+/Xy+ Xy+ vg+ vg / Xy+ Xy vg+ vg+/Xy+ Xy vg+ vg) 7/16

o Mosques amb color de cos groguenc i ales normals

Mascles (Xy Y vg+vg+/Xy Y vg+vg) 0/16

Femelles (Xy Xy vg+ vg+/Xy Xy vg+ vg) 3/16

o Mosques amb color de cos grisós i ales vestigials

Mascles (Xy+ Y vg vg) 1/16

Femelles (Xy+ Xy vg vg) 0/16

o Mosques amb color de cos groguenc i ales vestigials

•

Mascles (Xy Y vg vg) 0/16

Femelles (Xy Xy vg vg) 2/16

Flascó 4: o Mosques amb color de cos grisós i ales normals

Mascles (Xy+ Y vg+ vg+/Xy+ Y vg+ vg) 4/12

Femelles (Xy+ Xy vg+ vg+/Xy+ Xy vg+ vg) 3/12

o Mosques amb color de cos groguenc i ales normals

Mascles (Xy Y vg+vg+/Xy Y vg+vg) 0/12

Femelles (Xy Xy vg+ vg+/Xy Xy vg+ vg) 2/12

o Mosques amb color de cos grisós i ales vestigials

Mascles (Xy+ Y vg vg) 0/12

Femelles (Xy+ Xy vg vg) 1/12

o Mosques amb color de cos groguenc i ales vestigials

Mascles (Xy Y vg vg) 0/12

Femelles (Xy Xy vg vg) 2/12

92

IES Pere Barnils

Treball de Recerca Violeta Heras i Maria Planes

Comentari i conclusió del creuament El nostre propòsit amb aquest creuament era demostrar que es complia la tercera llei de Mendel quan es tractava d’analitzar dos caràcters diferents. Ens vam trobar, però, que les mosques yellow de les quals disposàvem tenien el caràcter del color del cos en el cromosoma X i per tant era lligat al sexe. Així doncs, la nostra investigació ens ha portat a estudiar si es compleix l’herència de dos caràcters quan un és lligat al sexe. Els resultats que hem obtingut han estat els esperats: En el primer creuament podem veure que totes les femelles comparteixen el mateix fenotip, que és diferent del dels mascles, que també el tenen igual entre ells. En el segon creuament el número de mosques que ens surten és molt petit pel què no podem tenir una ferma convicció de que els nostres resultats siguin els esperats, tot i que la majoria de proporcions coincideixen amb les proposades a la hipòtesi.

93

IES Pere Barnils

Treball de Recerca Violeta Heras i Maria Planes

5.2 Resultats de l’estudi de les condicions ambientals Temperatura •

Salvatges

Nº de mosques que han Temperatura (ºC)

sobreviscut de 5 que n’hi havia inicialment

•

0

0

5

0

10

0

15

3

20

5

25

5

30

4

Yellow

Nº de mosques que han Temperatura (ºC)

sobreviscut de 5 que n’hi havia inicialment

0

0

5

0

10

0

15

3

20

5

25

5

30

6

94

IES Pere Barnils •

Treball de Recerca Violeta Heras i Maria Planes

Ales vestigials

Nº de mosques que han Temperatura (ºC)

sobreviscut de 5 que n’hi havia inicialment

0

0

5

0

10

0

15

0

20

7

25

8

30

5

95

Nº de m osques que han so b rev is cu t

0

1

2

3

4

5

6

0ºC

5ºC

10ºC

Temperatura

15ºC

20ºC

25ºC

30ºC

Supervivència de les mosques respecte la temperatura

Ales vestigials

Yellow

Salvatges

IES Pere Barnils Treball de Recerca Violeta Heras i Maria Planes

96

IES Pere Barnils

Treball de Recerca Violeta Heras i Maria Planes

Comentari i conclusió de la gràfica: En la gràfica de la supervivència de mosques respecte la temperatura podem observar que les temperatures òptimes per a la vida de les Drosophiles són temperatures més aviat altes, pel què podem afirmar que les mosques no viuen en ambients freds. A partir d’uns 15ºC de temperatura ja comencen a viure però no és fins als 20-25ºC on trobem la temperatura més adequada per a la seva supervivència. Aquest experiment en ha recolzat la idea que ja teníem en fer els encreuaments. Com més freda és la temperatura més lent és el cicle vital de les mosques i més debilitades estan. Un altre dels fenòmens que podem observar en el gràfic és que la varietat de mosques ales vestigials són més dèbils que les altres i que, per tant, els hi costa més de viure tant en temperatures baixes com en temperatures molt altes (no ha sobreviscut cap mosca en el flascó que estava a 15ºC i sempre n’hem trobat menys de vives que en la resta de varietats). Amb aquest fet també podem afirmar que les mosques ales vestigials tenen més dificultats per a la supervivència ja que les ales no les deixen volar i no poden gaudir dels seus avantatges. En quant a la temperatura més alta de la idònia, a partir de 30ºC, observem que passa el mateix que amb temperatures baixes, les mosques es mostren debilitades.

Conclusió: La temperatura òptima per el bon desenvolupament de les Drosophiles melanogaster es troba entre els 20 i els 25ºC.

97

IES Pere Barnils

Treball de Recerca Violeta Heras i Maria Planes

Llum •

Salvatges

Nº de mosques que han Llum

sobreviscut de les 5 que hi havia inicialment

•

Constant

4

Mig dia

5

Sense llum

0

Yellow

Nº de mosques que han Llum

sobreviscut de les 5 que hi havia inicialment

•

Constant

4

Mig dia

4

Sense llum

1

Ales vestigials

Nº de mosques que han Llum

sobreviscut de les 5 que hi havia inicialment

Constant

2

Mig dia

1

Sense llum

0

98

NÂş de m osq ues qu e han s o b re v is c u t

0

1

2

3

4

5

6

Sempre

Llum

Mig dia

Mai

Supervivència de les mosques respecte la llum

Ales vestigials

Yellow

Salvatges

IES Pere Barnils Treball de Recerca Violeta Heras i Maria Planes

99

IES Pere Barnils

Treball de Recerca Violeta Heras i Maria Planes

Comentari i conclusió de la gràfica: En la gràfica d’incidència de la llum en la supervivència de les mosques observem clarament que un medi sense llum és inviable per la vida de les Drosophiles. Tot i això trobem que entre un medi on sempre hi ha llum i un medi entremig pel que fa a la llum (habitual en la naturalesa), no hi ha masses diferències. És per això que podríem dir que la llum és totalment necessària per a la vida d’aquests insectes però no és fonamental que n’hi hagi sempre. Els resultats de l’experiment ens mostren que la informació recollida prèviament, on se’ns deia que les mosques són de costums diürnes, és certa.

En el gràfic també podem comprovar que la varietat ales vestigials és bastant més dèbil que les altres varietats.

Conclusió: La condició òptima per la vida de les mosques és que la llum sigui present en el seu medi vital.

100

IES Pere Barnils

Treball de Recerca Violeta Heras i Maria Planes

Humitat •

Salvatge

Nº de mosques que ha Humitat

sobreviscut de les 5 que hi havia inicialment

•

Alta

0

Mitja

4

Baixa

5

Yellow

Nº de mosques que ha Humitat

sobreviscut de les 5 que hi havia inicialment

•

Alta

0

Mitja

3

Baixa

5

Ales vestigials

Nº de mosques que ha Humitat

sobreviscut de les 5 que hi havia inicialment

Alta

0

Mitja

1

Baixa

3

101

NÂş de m o sques que han s o b re v i s c u t

0

1

2

3

4

5

6

Alta

Humitat

Mitjana

Baixa

Supervivència de les mosques respecte la humitat

Ales vestigials

Yellow

Salvatges

IES Pere Barnils Treball de Recerca Violeta Heras i Maria Planes

102

IES Pere Barnils

Treball de Recerca Violeta Heras i Maria Planes

Comentari i conclusió de la gràfica: En la gràfica de supervivència de les mosques respecte la humitat podem observar clarament que les condicions òptimes per la vida de les Drosophiles són a una humitat més aviat baixa. Sense cap dubte unes condicions amb una humitat molt alta són letals per les mosques ja que hem pogut observar que les farinetes es floreixen, i evidentment les mosques no disposen d’un medi de cultiu i aliment òptim. Això és el que ens va passar el primer cop que vam fer els encreuaments i aquest experiment ens ho ha acabat de constatar. També hem pogut observar, però, que quan la humitat és mitjana, apareixen fongs al medi de cultiu de manera moderada i sí que es fa possible la vida de les mosques.

Finalment en aquesta gràfica també podem observar la debilitat de la varietat de mosques ales vestigials.

Conclusió: Les condicions òptimes per la supervivència de les mosques pel que fa a la humitat és tenir-la baixa.

103

IES Pere Barnils

Treball de Recerca Violeta Heras i Maria Planes

6. CONCLUSIONS GENERALS Amb aquest treball de recerca creiem que hem après i hem valorat moltes coses: Segons la nostra opinió personal, hem hagut de proposar uns objectius a assolir i pensem que els hem aconseguit. Hem arribat a treballar les lleis de Mendel i les lleis de l’herència a través d’uns insectes que mai havíem manipulat, i hem experimentat, que és el que es vol pretendre amb aquest treball. Hem après a treballar conjuntament i a seguir una disciplina de feina. A més a més, hem hagut de treballar d’una manera més complexa de com la fem habitualment i ens hem endinsat dins el món de la investigació.

Creiem que a l’haver-se presentat el problema de les mosques, que no coneixíem ningú que les hagués manipulat totalment, ha estat una petit impediment. Tot i així, ens hem sabut ensortir bé, ja que hem cercat la manera de resoldre els nostres dubtes.

En quant els objectius, hem comprovat les lleis de Mendel i també què passa quan els caràcters estudiats estan lligats al sexe. Durant tota l’experimentació, hem après a com fer els encreuaments i a tenir cura de les mosques. De vegades, l’inconvenient que se’ns ha presentat ha estat que no s’acabaven d’adaptar a l’aliment i al medi de cultiu preparat, sobretot les mosques d’ales vestigials. Això ens ha portat a haver de tornar a demanar mosques i trobar-nos que havíem de canviar un tipus de mutacions ja que no disposaven de les desitjades. Amb aquest canvi, un altre inconvenient que hem tingut ha estat que no teníem clar com era el patró d’herència de les mosques yellow per al color de cos, tot i que amb els resultats dels experiments hem pogut comprovar que està lligat al sexe. Referint-nos a la segona part del nostre treball de recerca, és a dir, trobar quines eren les millors condicions ambientals per a les nostres mosques, no hem tingut cap problema. Hem estudiat aquestes condicions a partir del coneixement previ que havíem trobat a través de la nostra recerca.

Si en una altra ocasió ens toqués tornar a treballar amb mosques, ens organitzaríem millor i prepararíem un laboratori més òptim, on poguéssim mantenir les mosques amb la seva temperatura ideal i millors condicions (que hem comprovat gràcies a la nostra segona part de l’experiment). En aquest cas

104

IES Pere Barnils

Treball de Recerca Violeta Heras i Maria Planes

ja sabríem com treballar i manipular-les i per tant, podríem realitzar els encreuaments de manera molt més ràpida.

Com a conclusions generals del treball, volem dir que ens ho hem passat molt bé preparant-lo, ja que ha estat una forma diferent d’experimentar i extreure conclusions. Hem passat temporades on crèiem que havíem escollit un treball que sortia de les nostres expectatives, però a través d’anar avançant hem vist que hem après moltíssim i hem tractat un tema que ens agrada molt a totes dues, la genètica i l’herència.

105

IES Pere Barnils

Treball de Recerca Violeta Heras i Maria Planes

7. BIBLIOGRAFIA PÀGINES WEBS •

http://www.web.udl.es/usuaris/e4650869/docencia/GenBiotech/contingut s/practiques/Practica_1_Observacio_Dsh2.pdf

•

http://www.wikipedia.org/wiki/Drosophila_melanogaster

•

http://www.botanical-online.com/animales/mosca_vinagre.htm

•

http://enciclopedia.us.es/index.php/Drosophila_melanogaster

•

http://centros.uv.es/web/departamentos/D194/data/tablones/tablon_estu diantes/PDF90.pdf

•

http://www.yale.edu/ynhti/curriculum/units/1996/5/96.05.01.x.html

•

genetica.fcien.edu.uy/materiales/PRACTICOS/Drosofila/protocolo.doc

•

http://www.grec.net/cgibin/medicx.pgm

•

www.terra.es/.../imagenes/fly_chromosomes2.gif

•

http://www.xtec.cat/cdec/recursos/pdf/cambracria/drosophila.pdf

LLIBRES •

Gran enciclopèdia catalana. Enciclopèdia Catalana, S.A., 1974.

•

GRIFFITHS, Anthony J.F.; MILLER, Jefrey H.; SUZUKY, David T.; LEWONTIN, Richard C.; GELABERT, William M. Genètica. Mc Graw Hill.

•

TAMARÍN, Robert H. Principios de Genética. Reverté S.A.

•

SERAROLS, Jordi. Treball de recerca. Castellnou edicions.

106

IES Pere Barnils

Treball de Recerca Violeta Heras i Maria Planes

8. ANNEX: ACLARIMENT DE VOCABULARI, LLENGUATGE CIENTÍFIC o Al·lel: Variant o variants d’un mateix gen responsable de manifestacions diferents del caràcter, aparegut per mutacions. o Anàleg: D'estructura similar a la d'un altre però amb algun component diferent. o

Caràcter: Expressió d’un gen o d’un conjunt de gens en un individu en forma de tret individual del seu fenotip (Definició utilitzada en genètica).

o Caràcter dominant: Caràcter mendelià que apareix sempre al fenotip, tant si el gen o al·lel que el determina es troba en homozigosi com en heterozigosi. o Caràcter lligat al sexe: Caràcter hereditari que està determinat per un gen en un cromosoma sexual. o Caràcter recessiu: Caràcter mendelià que solament apareix al fenotip quan l'al·lel que el determina és present en homozigosi. o Codi genètic: Sistema de correspondència entre les seqüències de bases dels nucleòtids de DNA o RNA missatger i la seqüència d’aminoàcids del polipèptid que codifica. o Cromosoma: Unitat discreta del genoma, portadora del material genètic en forma d'una successió lineal de gens. o Cromosoma metacèntric: Quan el cromosoma té el centròmer al mig, de manera que els braços són aproximadament iguals. o Cromosoma politènic: Cromosoma gegant interfàsic que es troba especialment a les cèl·lules de les glàndules salivals de les larves d'alguns insectes, per exemple de la mosca del vinagre. o Cromosoma telocèntric: Quan el cromosoma presenta el centròmer en un dels extrems i queda, per tant, reduït a un sol braç. o Fenotip: Conjunt de caràcters visibles que un organisme presenta com a resultat de la interacció entre el seu genotip i el medi en el qual es desenvolupa. o Feromona: Substància secretada a l’exterior per un organisme i que introdueix en els seus congèneres una reacció característica. El terme

107

IES Pere Barnils

Treball de Recerca Violeta Heras i Maria Planes

va ser creat per a designar missatges químics que afecten generalment el desenvolupament, la reproducció i el comportament. o Gen: Fragment de DNA que porta informació d’una proteïna, unitat mínima que determina un caràcter. o Genoma: Contingut total de DNA propi del conjunt de cromosomes d’una espècie. o Genotip: Constitució genètica pròpia d’un individu. Fa referència als al·lels presents en un locus cromosòmic (posició ocupada per un gen en un cromosoma) d’un individu. o Gònada: Òrgan, generalment parell, on es formen els gàmetes. o Heterocromosoma: Cromosoma que determina el sexe (X i Y, en la majoria d'organismes). També és anomenat cromosoma sexual o gonosoma. o Híbrid: Un individu és híbrid o heterozigot si els dos al·lels pel caràcter són diferents, és a dir, Aa. o Mutació: Alteració permanent i heretable en el material genètic d'una cèl·lula, que pot determinar o no un canvi fenotípic. La mutació pot afectar un nucleòtid d’un gen, un cromosoma o el nombre de cromosomes d’un individu. o Raça pura: Un individu és de raça pura o homozigot si els dos al·lels pel caràcter són iguals, és a dir, AA o aa. o Recombinació: Mecanisme mitjançant el qual els gens situats a diferents cromosomes homòlegs passen a formar part del mateix cromosoma, com a resultat, normalment, de l'entrecreuament en la profase meiòtica. Permet la possibilitat de proveir els genotips de la descendència d'una combinació de gens diferents de la de cadascun dels progenitors. o Segment diferencial: Segment dels heterocromosomes que no té homòleg i conté gens exclusius del cromosoma X o Y, és a dir, conté caràcters lligats al sexe. o Soca: Conjunt d'individus que tenen un genotip que presenta un o més caràcters fixos que els diferencien dels altres individus de la varietat o població a la qual pertanyen. En animals, equival a raça o estirp.

108

IES Pere Barnils

Treball de Recerca Violeta Heras i Maria Planes

109