laporan genetika: siklus hidup Drosophila melanogaster

BAB I

PENDAHULUAN

I.1 Tujuan

  1. Mengetahui tahapan-tahapan dalam siklus hidup Drosophila melanogaster.
  2. Mengetahui lama dari tiap tahapan dalam siklus hidup Drosophila melanogaster.
  3. Mengetahui cara menangani dan memelihara Drosophila melanogaster.

I.2 Teori Dasar

Drosophila melanogaster merupakan jenis lalat buah yang dapat ditemukan di buah-buahan busuk. Drosophila telah digunakan secara bertahun-tahun dalam kajian genetika dan perilaku hewan.

Berikut merupakan klasifikasi dari Drosophila melanogaster (Borror, 1992):

Kingdom

Animalia

Phyllum

Arthropoda

Kelas

Insecta

Ordo

Diptera

Famili

Drosophilidae

Genus

Drosophila

Spesies

Drosophila melanogaster

Selain itu, Drosophila juga diklasifikasikan ke dalam sub ordo Cyclophorpha (pengelompokan lalat yang pupanya terdapat kulit instar 3, mempunyai jaw hooks) dan termasuk ke dalam seri Acaliptrata yaitu imago menetas dengan keluar dari bagian anterior pupa (Wheeler, 1981).

Lalat buah dan Artrophoda lainnya mempunyai kontruksi modular, suatu seri segmen yang teratur. segmen ini menyusun tiga bagian tubuh utama, ayitu; kepala, thoraks, dan abdomen. seperti hewan simetris bilateral lainnya, Drosophila ini mempunyai poros anterior dan posterior (kepala-ekor) dan poros dorsoventral (punggung-perut). Pada Drosophila, determinan sitoplasmik yang sudah ada di dalam telur memberi informasi posisional untuk penempatan kedua poros ini bahkan sebelum fertilisasi. setelah fertilisasi, informasi dengan benar dan akhirnya akan memicu struktur yang khas dari setiap segmen.

Adapun ciri umum lain dari Drosophila melanogaster diantaranya:

  1. Warna tubuh kuning kecoklatan dengan cincin berwarna hitam di tubuh bagian belakang.
  2. Berukuran kecil, antara 3-5 mm.

  1. Urat tepi sayap (costal vein) mempunyai dua bagian yang terinteruptus dekat dengan tubuhnya.

  1. Sungut (arista) umumnya berbentuk bulu, memiliki 7-12 percabangan.
  2. Crossvein posterior umumnya lurus, tidak melengkung.
  3. Mata majemuk berbentuk bulat agak ellips dan berwana merah.
  4. Terdapat mata oceli pada bagian atas kepala dengan ukuran lebih kecil dibanding mata majemuk.
  5. Thorax berbulu-bulu dengan warna dasar putih, sedangkan abdomen bersegmen lima dan bergaris hitam
  6. Sayap panjang, berwarna transparan, dan posisi bermula dari thorax.

Sedangkan ciri-ciri yang membedakan Drosophila jantan dan betina antara lain;

Jantan

Betina

1. Ukuran tubuh lebih kecil dari betina

1. Ukuran tubuh lebih besar dari jantan

2. Sayap lebih pendek dari sayap betina

2. Sayap lebih panjang dari sayap jantan

3. Terdapat sisir kelamin (sex comb)

3. Tidak terdapat sisir kelamin (sex comb)

4. Ujung abdomen tumpul dan lebih hitam

4. Ujung abdomen runcing

Metamorfosis pada Drosophila termasuk metamorfosis sempurna, yaitu dari telur – larva instar I – larva instar II – larva instar III – pupa – imago. Fase perkembangan dari telur Drosophila melanogaster dapat dilihat lebih jelas pada gambar di bawah ini.

Perkembangan dimulai segera setelah terjadi fertilisasi, yang terdiri dari dua periode. Pertama, periode embrionik di dalam telur pada saat fertilisasi sampai pada saat larva muda menetas dari telur dan ini terjadi dalam waktu kurang lebih 24 jam. Dan pada saat seperti ini, larva tidak berhenti-berhenti untuk makan (Silvia, 2003)

Periode kedua adalah periode setelah menetas dari telur dan disebut perkembangan postembrionik yang dibagi menjadi tiga tahap, yaitu larva, pupa, dan imago (fase seksual dengan perkembangan pada sayap). Formasi lainnya pada perkembangan secara seksual terjadi pada saat dewasa (Silvia, 2003).

Telur Drosophila berbentuk benda kecil bulat panjang dan biasanya diletakkan di permukaan makanan. Betina dewasa mulai bertelur pada hari kedua setelah menjadi lalat dewasa dan meningkat hingga seminggu sampai betina meletakkan 50-75 telur perhari dan mungkin maksimum 400-500 buah dalam 10 hari. (Silvia, 2003). Telur Drosophila dilapisi oleh dua lapisan, yaitu satu selaput vitellin tipis yang mengelilingi sitoplasma dan suatu selaput tipis tapi kuat (Khorion) di bagian luar dan di anteriornya terdapat dua tangkai.tipis. Korion mempunyai kulit bagian luar yang keras dari telur tersebut (Borror, 1992).

Larva Drosophila berwarna putih, bersegmen, berbentuk seperti cacing, dan menggali dengan mulut berwarna hitam di dekat kepala. Untuk pernafasan pada trakea, terdapat sepasang spirakel yang keduanya berada pada ujung anterior dan posterior (Silvia, 2003).

Saat kutikula tidak lunak lagi, larva muda secara periodik berganti kulit untuk mencapai ukuran dewasa. Kutikula lama dibuang dan integumen baru diperluas dengan kecepatan makan yang tinggi. Selama periode pergantian kulit, larva disebut instar. Instar pertama adalah larva sesudah menetas sampai pergantian kulit pertama. Dan indikasi instar adalah ukuran larva dan jumlah gigi pada mulut hitamnya. Sesudah pergantian kulit yang kedua, larva (instar ketiga) makan hingga siap untuk membentuk pupa. Pada tahap terakhir, larva instar ketiga merayap ke atas permukaan medium makanan ke tempat yang kering dan berhenti bergerak. Dan jika dapat diringkas, pada Drosophila, destruksi sel-sel larva terjadi pada prose pergantian kulit (molting) yang berlangsung empat kali dengan tiga stadia instar : dari larva instar 1 ke instar II, dari larva instar II ke instar III, dari instar III ke pupa, dan dari pupa ke imago (Ashburner, 1985).

Selama makan, larva membuat saluran-saluran di dalam medium, dan jika terdapat banyak saluran maka pertumbuhan biakan dapat dikatakan berlangsung baik. Larva yang dewasa biasanya merayap naik pada dinding botol atau pada kertas tissue dalam botol. Dan disini larva akan melekatkan diri pada tempat kering dengan cairan seperti lem yang dihasilkan oleh kelenjar ludah dan kemudian membentuk pupa.

Saat larva Drosophila membentuk cangkang pupa, tubuhnya memendek, kutikula menjadi keras dan berpigmen, tanpa kepala dan sayap disebut larva instar 4. Formasi pupa ditandai dengan pembentukan kepala, bantalan sayap, dan kaki. Puparium (bentuk terluar pupa) menggunakan kutikula pada instar ketiga. Pada stadium pupa ini, larva dalam keadaan tidak aktif, dan dalam keadaan ini, larva berganti menjadi lalat dewasa (Ashburner, 1985)

Struktur dewasa tampak jelas selama periode pupa pada bagian kecil jaringan dorman yang sama seperti pada tahap embrio. Pembatasan jaringan preadult (sebelum dewasa) disebut anlagen. Fungsi utama dari pupa adalah untuk perkembangan luar dari anlagen ke bentuk dewasa (Silvia, 2003).

Dewasa pada Drosophila melanogaster dalam satu siklus hidupnya berusia sekitar 9 hari. Setelah keluar dari pupa, lalat buah warnanya masih pucat dan sayapnya belum terbentang. Sementara itu, lalat betina akan kawin setelah berumur 8 jam dan akan menyimpan sperma dalam jumlah yang sangat banyak dari lalat buah jantan.

Pada ujung anterior terdapat mikrophyle, tempat spermatozoa masuk ke dalam telur. Walaupun banyak sperma yang masuk ke dalam mikrophyle tapi hanya satu yang dapat berfertilisasi dengan pronuleus betina dan yang lainnya segera berabsorpsi dalam perkembangan jaringan embrio. (Borror, 1992)

Faktor-faktor yang mempengaruhi pertumbuhan pada siklus hidup Drosophila melanogaster diantaranya sebagai berikut:

· Suhu Lingkungan

Drosophila melanogaster mengalami siklus selama 8-11 hari dalam kondisi ideal. Kondisi ideal yang dimaksud adalah suhu sekitar 25-28°C. Pada suhu ini lalat akan mengalami satu putaran siklus secara optimal. Sedangkan pada suhu rendah atau sekitar 180C, waktu yang diperlukan untuk menyelesaikan siklus hidupnya relatif lebih lama dan lambat yaitu sekitar 18-20 hari. Pada suhu 30°C, lalat dewasa yang tumbuh akan steril.

· Ketersediaan Media Makanan

Jumlah telur Drosophila melanogaster yang dikeluarkan akan menurun apabila kekurangan makanan. Lalat buah dewasa yang kekurangan makanan akan menghasilkan larva berukuran kecil. Larva ini mampu membentuk pupa berukuran kecil, namun sering kali gagal berkembang menjadi individu dewasa. Beberapa dapat menjadi dewasa yang hanya dapat menghasilkan sedikit telur. Viabilitas dari telur-telur ini juga dipengaruhi oleh jenis dan jumlah makanan yang dimakan oleh larva betina (Shorrocks, 1972).

· Tingkat Kepadatan Botol Pemeliharaan

Botol medium sebaiknya diisi dengan medium buah yang cukup dan tidak terlalu padat. Selain itu, lalat buah yang dikembangbiakan di dalam botol pun sebaiknya tidak terlalu banyak, cukup beberapa pasang saja. Pada Drosophila melanogaster dengan kondisi ideal dimana tersedia cukup ruang (tidak terlalu padat) individu dewasa dapat hidup sampai kurang lebih 40 hari. Namun apabila kondisi botol medium terlalu padat akan menyebabkan menurunnya produksi telur dan meningkatnya jumlah kematian pada individu dewasa.

· Intensitas Cahaya

Drosophila melanogaster lebih menyukai cahaya remang-remang dan akan mengalami pertumbuhan yang lambat selama berada di tempat yang gelap.


BAB II

METODE KERJA

II.1 Alat dan Bahan

A L A T

B A H A N

· Botol berisi medium dengan sumbat busa

· Kantong plastik

· Drosophila melanogaster

· Buah-buahan yang membusuk

II.2 Metode Kerja

1. Menangkap Lalat Buah

Lalat buah dipancing untuk datang dengan memasukkan pisang atau buah-buahan lain yang sudah mulai membusuk ke dalam kantung plastik kosong. Setelah beberapa pasang lalat buah masuk ke dalam plastik, lalat buah dipindahkan ke botol media. Makin banyak lalat yang tertangkap makin baik, karena meningkatkan kemungkinan terdapatnya lalat betina dan memperkecil kemungkinan adanya kontaminasi oleh jamur. Kemudian botol disimpan di tempat teduh.

2. Memelihara Lalat Buah

Lalat buah dipelihara didalam botol berisi media. Media yang digunakan dibuat dari pisang yang sudah dihancurkan dan ragi. Botol media berisi lalat buah ini sebaiknya disimpan ditempat yang teduh.

Bila kultur terkontaminasi oleh jamur, bersihkan media dengan membuang bagian yang terkontaminasi dan sedikit daerah disekitarnya menggunakan sendok. Kultur dapat juga dipindahkan ke media baru, dengan mensterilkan botol dan sumbat busa sebelum dipakai. Bila media menjadi sangat basah,masukkan kertas saring kedalam botol media tersebut.

3. Pengamatan Siklus Hidup Lalat Buah

Tempat, tanggal, jam penangkapan dan jumlah lalat buah yang tertangkap dicatat dalam lembar pengamatan. Botol media berisi lalat buah kemudian diamati paling sedikit dua kali sehari. Pada saat pertama muncul tahapan pertumbuhan tertentu, tanggal dan jam pengamatan dicatat. Bila pupa pertama telah muncul, lalat buah parental harus dikeluarkan dari botol media. Pengamatan dilanjutkan sampai lalat buah dewasa pertama muncul.


BAB III

HASIL PENGAMATAN

Siklus Hidup Lalat Buah

Tanggal lalat buah parental dimasukkan ke dalam botol : 9 September 2008

Tanggal lalat buah parental dikeluarkan dari botol : 19 September 2008

Temperatur rata-rata : ± 25°C

T a b e l P e n g a m a t a n

Pertama muncul

Ukuran (mm) dan hasil pengamatan lainnya

Umur

(hari/jam)

Foto

Telur

berwarna putih dengan ukuran kurang lebih 0.5 mm, terlihat seperti titik

± 19 jam

Larva Instar I

berwarna putih, bersegmen, berbentuk seperti cacing, motil

2 hari

Larva Instar II

ukuran lebih besar dibanding larva instar I, terlihat adanya warna kehitaman pada bagian anterior larva (mulut larva) ,menggali dengan mulut tersebut

3 hari

Larva Instar III

Mulut hitam terlihat jelas berbentuk sungut, bergerak lebih aktif, ukuran menjadi lebih besar

4 hari

Prepupa

Tidak ada pergerakan, muncul selaput yang mengelilingi larva, tubuhnya memendek

6 hari

Pupa

Kutikula menjadi keras dan berpigmen, tidak bergerak (diam)

7 hari

Imago

Ukuran relatif kecil dan kurus, berwarna pucat, dan sayap belum terbentang

10 hari


BAB IV

PEMBAHASAN

Orang pertama yang menggunakan Lalat buah (Drosophila melanogaster) sebagai objek penelitian genetika adalah Thomas Hunt Morgan yang berhasil menemukan “pautan seks” dan “gen rekombinan”. Ada beberapa keuntungan sehingga lalat buah banyak dijadikan objek untuk kajian-kajian genetik, di antaranya :

  1. Lalat buah (Drosophila melanogaster) mudah dipelihara dalam laboratorium karena makanannya sangat sederhana, hanya memerlukan sedikit ruangan dan tubuhnya cukup kuat.
  2. Pada temperatur kamar (suhu ruangan), Lalat buah (Drosophila melanogaster) dapat menyelesaikan siklus hidupnya kurang lebih dalam 12 hari.
  3. Jumlahnya di alam sangat berlimpah dan mudah didapati.
  4. Lalat buah (Drosophila melanogaster) dapat menghasilkan keturunan dalam jumlah yang besar.
  5. Jumlah kromosom relatif sedikit, yaitu 4 pasang dan memiliki “Giant Chromosme”. kromosom ini terdapat dalam sel-sel kelenjar ludah yang besarnya 100 kali lipat dari kromosom biasa, sehingga mudah diamati di bawah mikroskop cahaya.
  6. Lalat buah (Drosophila melanogaster) memiliki berbagai macam perbedaan sifat keturunan yang dapat dikenali dengan pembesaran lemah. Lalat buah (Drosophila melanogaster) ini memiliki beberapa jenis mutan (individu yang dihasilkan karena adanya mutasi) yang dapat diamati dengan perbesaran yang lemah pula.
  7. Perkembangan dari siklus hidupnya mudah di amati, karena terjadi di luar tubuhnya mulai dari telur, larva, pupa hingga menjadi dewasa (imago).

Pada pengamatan ini, praktikan mengganti media di dalam botol media. Lalat yang telah dimasukkan ke dalam botol media, mati hanya dalam waktu beberapa jam saja. Hal ini dapat disebabkan karena ketidaklayakan media yang pertama kali diberikan. Karena telah dicampur beberapa bahan untuk mencegah kontaminasi mutan lain seperti bakteri, tungau, atau jamur. Alkohol yang berasal dari bahan anti jamur menyebabkan lalat tidak dapat bertahan lama.

Media dalam botol akhirnya diganti dengan pisang ambon bulu busuk yang dilumatkan. Kemudian, lalat dimasukkan ke dalam botol media pada pukul 09.00. Jumlah lalat yang dimasukkan ke dalam botol media sekitar 13 ekor. Pada tanggal 10 september 2008 pukul 04.00 mulai ditemukan beberapa bercak-bercak putih. Menurut literatur, bercak-bercak putih berukuran kurang dari 0.5 mm tersebut tidak lain adalah telur dari Drosophila melanogaster. Pengamatan dilanjutkan lagi hingga mulai muncul larva instar 1 setelah 2 hari. Larva instar 1 berukuran kurang lebih 0.5 mm, berwarna putih, dan terlihat adanya pergerakan (motil). Perubahan berikutnya terlihat saat larva instar 1 mulai membesar ukurannya pada hari ke 3, inilah yang disebut larva instar 2. Selain itu, pergerakannya terlihat lebih aktif dibanding larva instar 1. Saat mengamati munculnya larva instar 2, terlihat adanya kontaminasi jamur. Hari berikutnya, ukuran larva makin bertambah besar dan fase larva instar 3 mulai muncul. Pergerakan larva ini aktif di atas media maupun di dinding botol. Saat pengamatan larva instar 3, media di dalam botol mengalami kenaikan permukaan akibat gas yang menekan di bagian dasar. Gas tersebut diperkirakan dari adanya hasil fermentasi oleh jamur yang tumbuh di sekitar permukaan media. Namun setelah larva berubah menjadi larva instar 3, jamur yang ada di permukaan media menghilang. Larva-larva tersebut yang memakan jamur yang tumbuh di atas permukaan media. Namun, setelah hilangnya jamur bagian dasar media mulai berair. Selanjutnya, larva instar 3 mulai melakukan pergerakan ke bagian atas botol, mengurangi pergerakannya dan diam menempel pada bagian dinding atas botol. Larva instar 3 ini mulai akan berubah menjadi prepupa yang berwarna putih. Prepupa kemudian berubah menjadi fase pupa. Dan imago pun akhirnya muncul setelah 10 hari lamanya.

Waktu yang diperlukan Drosophila melanogaster untuk pergiliran yang dilakukan praktikan 2 adalah 8 hari. Lamanya perubahan telur menjadi imago dipengaruhi oleh kondisi lingkungan seperti suhu lingkungan (rendah, ideal atau tinggi) dan perlakuan yang diberikan masing-masing praktikan seperti pemberian intensitas cahaya (botol diletakkan di tempat gelap atau terang).

Dalam mengembangbiakkan Drosophila melanogaster dalam botol medium teramati adanya kontaminasi dengan tumbuhnya jamur diatas medium buah pisang ambon bulu busuk yang dilumatkan. Hal ini disebabkan karena media semakin membusuk. Selain itu, beberapa saat botol sempat ditaruh di tempat yang cukup lembab (di dalam lemari). Namun, setelah beberapa waktu dilakukan pengamatan kembali, jamur yang tumbuh di atas medium buah tersebut menghilang karena Drosophila memakan jamur yang tumbuh dalam medium buah dalam botol. Hal ini memperlihatkan bahwa Drosophila melanogaster, sejenis serangga biasa yang umumnya tidak berbahaya yang merupakan pemakan jamur yang tumbuh pada buah.

Pada pengamatan, praktikan perlu mengetahui dan mempelajari siklus hidup Drosophila melanogaster sebelumnya. Dengan mempelajari siklus hidupnya, akan lebih mudah untuk diamati fase-fase pergiliran keturunannya dan mudah diamati proses penurunan sifatnya. Genom Drosophila memiliki kemiripan 77% dengan genom pada manusia, hal ini yang menyebabkan Drosophila melanogaster sebagai model yang ideal untuk dipelajari. Selain itu, juga dapat diaplikasikan untuk meningkatkan jangka hidup manusia dan mempelajari mortalitas manusia.

BAB V

SIMPULAN

1. Tahapan-tahapan fase pertumbuhan Drosophila melanogaster adalah; telur – larva instar I – larva instar II – larva instar III – prepupa – pupa – imago

2. Lama fase telur sekitar 19 jam, larva instar1 sekitar 1 hari, larva instar 2 sekitar 1 hari, larva instar 3 sekitar 1 hari, prepupa 2 hari, dan pupa 3 hari. Lama siklus hidup lalat Drosophila melanogaster sejak telur menjadi imago adalah selama 10 hari. Lama perubahan dari telur menjadi imago bervariasi tergantung kondisi lingkungan termasuk suhu lingkungan, pencahayaan, kepadatan dan ketersediaan makanan.

3. Dalam memelihara Drosophila melanogaster, botoL media diusahakan berada pada kondisi lingkungan yang ideal yaitu sekitar 25°C. Selain itu, perlu diperhatikan ketersediaan media makanannya. Jumlah Drosophila melanogaster yang dimasukkan ke dalam botol cukup beberapa pasang saja sehingga memberikan ruang pada Drosophila melanogaster untuk hidup. Botol media juga sebaiknya diletakkan di tempat dengan cahaya remang-remang yang tidak terlalu besar intensitas cahayanya.


BAB VI

DAFTAR PUSTAKA

· Shorrocks, B. 1972. Drosophila. London: Ginn & Company Limited.

· Lindsley, Dan. 1992. The Genome of Drosophila melanogaster. California: Academic Press Inc,.

· Hartwell,L.H, Hood, L.,Goldberg,.,Reynolds, Silver, Veres. 2004. Genetics From Genes To Genoms second edition. New Delhi: McGraw-Hill Publishing Company LTD.

· Borror.J.D,Triplehorn. 1992. Pengenalan Pengajaran Serangga. Yogyakarta: Universitas Gadjah Mada Press.

· Ashburner, Michael. 1989. Drosophila, A Laboratory Handbook. USA : Coldspring Harbor Laboratory Press.

· Silvia, Triana. 2003. Pengaruh Pemberian Berbagai Konsenterasi Formaldehida Terhadap Perkembangan Larva Drosophila. Bandung : Jurusan Biologi Universitas Padjdjaran.

· Strickberger, Monroe, W. 1962. Experiments in Genetics with Drosophila. London: John Wiley and Sons, inc..

· Wheeler, MR. 1981. The Drosophilidae: a taxonomic overview. In: The genetics and biology of Drosophila (Ashburner M, Carson HL and Thompson JN Jr, eds). New York: Academic Press.

· Dirk rieger et al. 2007. The Fruit Fly Drosophila melanogaster Favors Dim Light and Times its Activity Peaks to Early Dawn and Late Dusk, http://intl jbr.sagepub.com/cgi/content/abstract/22/5/387, diakses pada 12 September 2008

· Ashburner, Michael. 2002. Drosophila Genomics and Speciation. http://www.gen.cam.ac.uk/Research/ashburner. diakses tanggal 12 September 2008

· Whitington, Prof. Paul. 2005. Our Model: The Fruitfly Drosophila melanogaster. http://www.anatomy.unimelb.edu.au/researchlabs/whitington. diakses tanggal 13 September 2008

1 Komentar

Filed under Uncategorized

One response to “laporan genetika: siklus hidup Drosophila melanogaster

  1. dhea

    thanx terbantuu skaliii

Tinggalkan Balasan

Isikan data di bawah atau klik salah satu ikon untuk log in:

Logo WordPress.com

You are commenting using your WordPress.com account. Logout / Ubah )

Gambar Twitter

You are commenting using your Twitter account. Logout / Ubah )

Foto Facebook

You are commenting using your Facebook account. Logout / Ubah )

Foto Google+

You are commenting using your Google+ account. Logout / Ubah )

Connecting to %s