Experiment proposat per Francesc Mestres, investigador en genètica de la Universitat de Barcelona
Una forma experimental de veure com actua la selecció natural és utilitzant la mosca de la fruita (Drosophila melanogaster). Es pot dissenyar un protocol de laboratori per veure com la selecció va eliminant progressivament una mutació. Els mutants són relativament fàcils d’obtenir en aquesta espècie. Per exemple, es poden fer servir mutacions tals com sepia (ulls de color marró fosc), ebony (cos de color negre), scarlet (ulls de color vermell brillant), vestigial (ales rudimentàries), etc.
Preparem la població base
Primer de tot cal preparar una població de partida, encreuant en un flascó amb medi de cultiu tres femelles d’una soca pura normal amb tres mascles d’una soca pura mutant (l’encreuament recíproc també es pot utilitzar). Les femelles cal que siguin verges, per evitar que s’hagin encreuat ja amb mascles de la seva soca pura. El genotip de les femelles serà AA i el dels mascles aa (recordem que A domina sobre a).
Passats uns 5 dies i després d’observar larves en el medi de cultiu, es maten els progenitors per evitar que algun d’ells es pugui encreuar amb les femelles descendents. A la primera generació filial tots els descendents seran normals, donat que seran heterozigots (Aa). Llavors, cal agafar tres mascles i tres femelles a l’atzar per formar la següent generació (G0) en un nou flascó. A aquesta generació (G0) contarem quants individus normals (aproximadament 3/4) i quants mutants (aproximadament 1/4) apareixen. Les mosques de fenotip mutant les refusarem i farem servir tres femelles i tres mascles de fenotip normal com a reproductors per a la següent generació (G1), i, per tant, les posarem en un nou flascó de cultiu. És convenient que les femelles siguin verges.
Es pot anar repetint el procés en les mateixes condicions durant les generacions que es vulguin (G2, G3, …). Si en una generació no ens apareixen mosques mutants no implica que l’al·lel mutant s’hagi perdut, pot ser que es mantingui en heterozigosis (Aa). Si el procés es realitza en forces generacions, a la fi s’assoleix l’eliminació total dels al·lels mutants.
Per què acaben desapareixent els mutants?
La gràcia de l’experiment és comprovar que a cada generació apareixeran menys mosques mutants, i això és a causa de la selecció. Nosaltres els anem eliminant en cada generació. De fet, això passa també a la natura perquè els individus mutants són menys viables que els individus normals. Recordem que si bé algunes mutacions són viables, la majoria ho són menys que els fenotips normals.
Altres forces evolutives
Cal tenir present que la selecció natural no és l’única força evolutiva que actua sobre el nostre experiment. També entrarà en acció la deriva genètica, en tractar-se de poblacions amb molt pocs progenitors. Per la seva banda, la consanguinitat serà important donat que a les poques generacions els individus estaran emparentats. Per últim, podem fer esment de la mutació, que pot generar l’aparició de noves mutacions (a), però en aquest cas, com la seva taxa és molt petita (de l’ordre de 10-5) el seu efecte serà insignificant.
Com fer aquest experiment?
Com es pot cultivar D. melanogaster al laboratori? Aquesta espècie és molt fàcil de mantenir. Ens caldran pots de cultiu, ja siguin de plàstic o de vidre, d’un volum equivalent a un pot petit de maionesa o melmelada. El tap no pot ser hermètic, i el farem mitjançant una bola de cotó ben compacte. En els pots nets els hi afegirem el medi de cultiu. Habitualment s’utilitza una pasta de farina de blat de moro amb sucre i agar (per tal que gelifiqui) i un cop fred, se li afegeix llevat de panificació (Saccharomyces cerevisiae). Però es poden fer servir diferents variants ‘domèstiques’. Per exemple, una pasta de plàtan madur amb una mica de sucre i llevat de panificació pot servir. El que si és important és el llevat (l’aliment de les mosques adultes), que ha de ser ‘autèntic’ (Saccharomyces cerevisiae) i no pas bicarbonats que també es poden utilitzar per fer pastissos i que normalment es venen en els supermercats com a llevats.
Sigui quin sigui el medi de cultiu utilitzat, cal posar-li un tros de paper plegat com un acordió per tal de donar un suport físic sec a les larves que els hi permeti la pupació. Els requeriments de temperatura no són especialment estrictes. La temperatura òptima és de 25 °C, però a la primavera o a la tardor una temperatura entre 20 i 25 graus és suficient. A temperatures inferiors a 25 graus el cicle biològic s’alenteix, mentre que a temperatures superiors s’accelera (però hi ha el risc que les mosques esdevinguin estèrils). A la temperatura òptima el cicle biològic dura uns 10 dies.
Com podem aconseguir les drosophiles?
Les escoles poden contactar amb els Centres de Recursos Pedagògics per tal de demanar exemplars de Drosophila melanogaster.
Preparem la població base
Primer de tot cal preparar una població de partida, encreuant en un flascó amb medi de cultiu tres femelles d’una soca pura normal amb tres mascles d’una soca pura mutant (l’encreuament recíproc també es pot utilitzar). Les femelles cal que siguin verges, per evitar que s’hagin encreuat ja amb mascles de la seva soca pura. El genotip de les femelles serà AA i el dels mascles aa (recordem que A domina sobre a).
Passats uns 5 dies i després d’observar larves en el medi de cultiu, es maten els progenitors per evitar que algun d’ells es pugui encreuar amb les femelles descendents. A la primera generació filial tots els descendents seran normals, donat que seran heterozigots (Aa). Llavors, cal agafar tres mascles i tres femelles a l’atzar per formar la següent generació (G0) en un nou flascó. A aquesta generació (G0) contarem quants individus normals (aproximadament 3/4) i quants mutants (aproximadament 1/4) apareixen. Les mosques de fenotip mutant les refusarem i farem servir tres femelles i tres mascles de fenotip normal com a reproductors per a la següent generació (G1), i, per tant, les posarem en un nou flascó de cultiu. És convenient que les femelles siguin verges.
Es pot anar repetint el procés en les mateixes condicions durant les generacions que es vulguin (G2, G3, …). Si en una generació no ens apareixen mosques mutants no implica que l’al·lel mutant s’hagi perdut, pot ser que es mantingui en heterozigosis (Aa). Si el procés es realitza en forces generacions, a la fi s’assoleix l’eliminació total dels al·lels mutants.
Per què acaben desapareixent els mutants?
La gràcia de l’experiment és comprovar que a cada generació apareixeran menys mosques mutants, i això és a causa de la selecció. Nosaltres els anem eliminant en cada generació. De fet, això passa també a la natura perquè els individus mutants són menys viables que els individus normals. Recordem que si bé algunes mutacions són viables, la majoria ho són menys que els fenotips normals.
Altres forces evolutives
Cal tenir present que la selecció natural no és l’única força evolutiva que actua sobre el nostre experiment. També entrarà en acció la deriva genètica, en tractar-se de poblacions amb molt pocs progenitors. Per la seva banda, la consanguinitat serà important donat que a les poques generacions els individus estaran emparentats. Per últim, podem fer esment de la mutació, que pot generar l’aparició de noves mutacions (a), però en aquest cas, com la seva taxa és molt petita (de l’ordre de 10-5) el seu efecte serà insignificant.
Com fer aquest experiment?
Com es pot cultivar D. melanogaster al laboratori? Aquesta espècie és molt fàcil de mantenir. Ens caldran pots de cultiu, ja siguin de plàstic o de vidre, d’un volum equivalent a un pot petit de maionesa o melmelada. El tap no pot ser hermètic, i el farem mitjançant una bola de cotó ben compacte. En els pots nets els hi afegirem el medi de cultiu. Habitualment s’utilitza una pasta de farina de blat de moro amb sucre i agar (per tal que gelifiqui) i un cop fred, se li afegeix llevat de panificació (Saccharomyces cerevisiae). Però es poden fer servir diferents variants ‘domèstiques’. Per exemple, una pasta de plàtan madur amb una mica de sucre i llevat de panificació pot servir. El que si és important és el llevat (l’aliment de les mosques adultes), que ha de ser ‘autèntic’ (Saccharomyces cerevisiae) i no pas bicarbonats que també es poden utilitzar per fer pastissos i que normalment es venen en els supermercats com a llevats.
Sigui quin sigui el medi de cultiu utilitzat, cal posar-li un tros de paper plegat com un acordió per tal de donar un suport físic sec a les larves que els hi permeti la pupació. Els requeriments de temperatura no són especialment estrictes. La temperatura òptima és de 25 °C, però a la primavera o a la tardor una temperatura entre 20 i 25 graus és suficient. A temperatures inferiors a 25 graus el cicle biològic s’alenteix, mentre que a temperatures superiors s’accelera (però hi ha el risc que les mosques esdevinguin estèrils). A la temperatura òptima el cicle biològic dura uns 10 dies.
Com podem aconseguir les drosophiles?
Les escoles poden contactar amb els Centres de Recursos Pedagògics per tal de demanar exemplars de Drosophila melanogaster.
Com distingr els mascles de les femelles?
Aquesta població base la pot proporcionar el CDEC de Barcelona. Els centres de recursos poden fer d’intermediaris, però de fet ho poden enviar al mateix centre.