Drosophila Melanogaster
Experimentos de genética. Eles trazem à mente Frankenstein, cientistas loucos e … moscas de fruta? Embora não seja tão emocionante quanto Godzilla ou outros monstros de filmes de ficção científica, Drosophila melanogaster , a mosca da fruta comum, é um organismo modelo ideal com o qual estudar ciência.
Que características tornam este pequeno inseto um modelo tão bom? Primeiro, eles são bastante fáceis de cuidar; dê-lhes algumas frutas podres ou fungos, e eles comerão alegremente. Além disso, eles se reproduzem, crescem e se desenvolvem muito rapidamente, passando do ovo ao adulto em pouco mais de uma semana. Além disso, e provavelmente o mais importante, eles têm um genoma muito simples. Ou seja, sua soma total de material genético não é especialmente complicada, e esse material genético está intimamente relacionado ao dos humanos. Os cientistas sabem bastante sobre o genoma da Drosophila – ele foi sequenciado, manipulado para criar mutações e até mesmo usado para determinar como os genes influenciam o comportamento de um organismo.
Existe um procedimento bastante padrão para trabalhar com moscas-das-frutas. Primeiro, é importante que você seja capaz de sexar os insetos ou determinar quais são machos e quais são fêmeas. Ambos os sexos estão representados. Reserve um momento para observar o que os torna diferentes.
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Obviamente, há um problema potencial ao trabalhar com insetos voadores – eles tendem a escapar! Portanto, existem algumas etapas simples que você deve concluir para mover a Drosophila de um frasco de cultura para outro. Primeiro, bata suavemente no fundo do frasco para trazer as moscas para o fundo. Em seguida, remova rapidamente o tampão do frasco para injetáveis e coloque um frasco vazio por cima do frasco «cheio», segurando firmemente a costura entre os dois frascos, para não perder as moscas. Inverta ambos os frascos e bata novamente, suavemente. Quando as moscas forem jogadas no frasco vazio, cubra-o rapidamente. Agora você está pronto para usar essas moscas em seus experimentos comportamentais.
Investigando o comportamento da mosca-das-frutas
Antes de explorarmos o comportamento da drosófila , vamos revisar apenas alguns termos associados ao estudo do comportamento animal. Primeiro, o próprio comportamento é definido como qualquer ação que resulta de um estímulo. Um estímulo , por sua vez, é definido como uma mudança no ambiente de um organismo. Essa mudança pode ser interna, como uma toxina liberada por uma bactéria na corrente sanguínea, ou externa, como um aumento na temperatura ou a presença ou ausência de luz.
A raiz grega, ‘taxia’, que significa ‘movimento’, é freqüentemente usada para descrever respostas a estímulos externos. Você pode se lembrar disso, lembrando que um táxi leva as pessoas de um lugar para outro. A outra parte da palavra às vezes menciona o estímulo que causa o movimento. Por exemplo, ‘quimiotaxia’ significa um ‘movimento causado por um produto químico’, enquanto ‘fototaxia’ é ‘movimento devido à luz’ e uma resposta geotática é causada pela gravidade.
Toda boa investigação científica começa com uma pergunta causada por uma observação. Você pode ter observado moscas-das-frutas pairando sobre bananas e pensado: ‘As moscas-das-frutas são realmente atraídas pelas frutas ou é apenas pela localização das frutas?’ Para testar esta questão, criaremos uma câmara de escolha com duas garrafas de água vazias secas e coladas com fita adesiva. É um design simples, mas que fará o trabalho. Se o estímulo causar uma resposta táxica positiva, as moscas se moverão para aquela extremidade da câmara.
Como as moscas da fruta são organismos vivos, elas precisarão de algum tempo para se adaptar ao ambiente. Depois de usar um funil para bater 20-30 moscas na câmara e usar bolas de algodão com água destilada para fechar as duas extremidades da câmara, precisamos permitir que as moscas se aclimatem, deixando a câmara descansar, sem perturbações. Após cerca de cinco minutos, contaremos quantas moscas existem em cada metade da câmara de escolha, registrando os valores em uma tabela. Esta é a nossa condição de controle, uma vez que ambas as extremidades têm água pura.
Observe o uso de água destilada – a própria umidade pode causar uma resposta, por isso é importante levar isso em consideração no projeto experimental. Isso, você deve se lembrar, é uma variável padronizada , uma variável que é controlada ou mantida a mesma em todas as condições. Em outras palavras, precisamos controlar todas as coisas que podem afetar o resultado do experimento, exceto uma, para que possamos realmente isolar a natureza da resposta, que é a variável dependente, ou falta de resposta, ao que nós estão mudando entre as condições, a variável independente. Usaremos esses termos em um exemplo em um minuto.
Agora, você está pronto para testar um estímulo. Mas que estímulo? Essa é a questão. Pode ser qualquer coisa, contanto que você controle suas variáveis padronizadas e certifique-se de testar apenas uma coisa de cada vez. Algumas coisas a considerar:
- Sexo: a maioria dos estudos em animais usa grupos de todos os organismos masculinos ou femininos, uma vez que os hormônios mostraram ter um efeito em muitos resultados.
- Mutação: a presença de, por exemplo, olhos brancos afeta a resposta?
- Substância: A fruta madura realmente atrai mais moscas do que a fruta verde?
- Luz: as moscas são atraídas por mais luz? Menos luz?
As possibilidades são praticamente ilimitadas.
Análise de resultados experimentais
Vejamos os resultados de um exemplo de experimento, no qual é dada à Drosophila a escolha de fruta (especificamente, banana) ou água. Após 10 minutos, 40 moscas são contadas na extremidade A e 10 na extremidade B. Em uma condição de controle (aquela com água destilada apenas em cada extremidade da câmara), 28 moscas estão na extremidade A e 22 moscas estão na extremidade B. Neste experimento muito simples, estamos dizendo que a variável independente (número de moscas) depende da presença ou ausência de frutos, que é a variável dependente. Todo o resto – luz, temperatura e assim por diante – são variáveis padronizadas e precisam ser iguais nas duas extremidades da câmara.
Com base em nossos resultados, certamente parece que a Drosophila prefere a banana – mas como podemos ter certeza? Vamos fazer uma análise do qui-quadrado para ver. Lembre-se de que a fórmula para este teste estatístico é a soma do observado menos o esperado, ao quadrado, dividido pelo esperado. Tomaremos os valores esperados da condição de controle.
| Escolha | Observado (O) | Esperado (E) | (OE) | (OE) ^ 2 | (OE) ^ 2 / E |
|---|---|---|---|---|---|
| Uma banana | 40 | 28 | 12 | 144 | 5,14 |
| Água B | 10 | 22 | -12 | 144 | 6,55 |
| Valor do qui quadrado: | 11,69 |
Em seguida, comparamos o valor do qui-quadrado, 11,69, com a tabela estatística padrão:
| Graus de liberdade | Rejeite a hipótese nula se o valor de X ^ 2 for maior que: |
|---|---|
| 1 | 3.841 |
| 2 | 5,991 |
| 3 | 7,815 |
Com 1 grau de liberdade, o valor do Qui-quadrado é muito maior do que 3,814 e, portanto, a hipótese nula (de que não há diferença entre o observado e o esperado) é rejeitada. Existe uma diferença estatisticamente significativa entre o número de moscas atraídas pela banana madura e pela água.
Resumo da lição
Vamos recapitular esta lição. Drosophila melanogaster , a mosca da fruta comum, é um organismo modelo ideal para uso em experimentos científicos. Tem um genoma simples, reproduz-se rapidamente e é facilmente tratado. As moscas da fruta podem ser usadas no estudo do comportamento animal , que é qualquer ação resultante de um estímulo. Um estímulo é uma mudança no ambiente de um organismo. Essa mudança pode ser interna ou externa. Alguns movimentos em resposta a estímulos externos são descritos usando a raiz grega ‘taxia’ com a outra parte da palavra que descreve o estímulo, como ‘quimiotaxia’ ou ‘fototaxia’.
Neste laboratório, investigamos a resposta das moscas da fruta ao estímulo de água ou de uma banana. Usamos uma câmara de escolha para simplesmente medir a resposta contando o número de moscas em cada extremidade após um breve período de tempo. Ao controlar as variáveis padronizadas, testamos o efeito apenas do estímulo. Usando a análise do qui-quadrado, determinamos que havia uma diferença estatística no número de moscas atraídas pela banana em comparação com a água sozinha.
Resultados de Aprendizagem
Depois de concluir esta lição, você será capaz de:
- Explique por que as moscas da fruta são boas para experimentos científicos
- Determine o sexo de uma mosca de fruta
- Discuta a terminologia usada para discutir o comportamento animal
- Lembre-se da equação para determinar o valor do qui-quadrado