LAPORAN PRAKTIKUM GENETIKA EKSPLORASI KEHIDUPAN LALAT BUAH Drosophila sp.

EKSPLORASI KEHIDUPAN LALAT BUAH Drosophila sp.

I.    PENDAHULUAN

·      Tujuan:

-          Mengerti media pemeliharaan Drosophila

-          Mengerti tata cara pembiusan dan pengisolasian Drosophila betina

-          Mampu membedakan Drosophila jantan dan betina

-          Mengetahui siklus hidup Drosophila

-          Mengetahui ciri fisik hasil persilangan pertama

-          Mengetahui ciri fisik hasil persilangan kedua (f1 dan f2)

-          Mengetahui ciri fisik hasil persilangan f2 dan f3

·      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.

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

4.      Sungut (arista) umumnya berbentuk bulu, memiliki 7-12 percabangan.

5.      Crossvein posterior umumnya lurus, tidak melengkung.

6.      Mata majemuk berbentuk bulat agak ellips dan berwana merah.

7.      Terdapat mata oceli pada bagian atas kepala dengan ukuran lebih kecil dibanding mata majemuk.

8.      Thorax berbulu-bulu dengan warna dasar putih, sedangkan abdomen bersegmen lima dan bergaris hitam

9.      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.

Berdasarkan komposisi kimiawinya,dikenal medium sintetik dan non sintetik atau kompleks. Komposisi medium sintetik diketahui dengan pasti dan biasanya dibuat dari bahan-bahan kimia yang kemurniannya tinggi dan di tentukan dengan tepat. Maka medium semacam ini dapat diulangi pembuatannya kapan saja dan akan diperoleh hasil yang sama. Dipihak lain komposisi kimiawi medium non sintetik tidak diketahui dengan pasti. Sebagai bahan untuk membuat medium menjadi padat dapat dipakai agar-agar atau silica gel. Namun yang paling umum digunakan adalah agar-agar. Meskipun bahan utama agar-agar adalah galaktan, yaitu suatu kompleks karbohidrat yang diekstraksi dari alga marin genus Gelidium. Agar-agar menjadi larut atau cair apabila dipanaskan sampai suhu 100 derajad Celsius dan akan berbentuk cair bila didinginkan dalam 48 derajad Celsius (Hadioetomo, 1993).

II. METODE

·      Alat dan Bahan

Alat	Bahan
Botol kultul	Pisang
Lumpang alu	Agar-agar
Timbangan	Gula merah
Pengaduk	Air
Kompor	Natrium benzoat
Panci	Fermipan
Sumbat spons	Kloroform/eter/alkohol 70%
Mikroskop	Kertas saring
Lup
Cawan petri
Jarum serangga

·      Cara kerja

Medium APRG

Air 400 ml direbus sampai mendidih lalu dimasukkan agar-agar (1 bungkus) ke dalamnya, diaduk rata

â

Gula merah 150 gam dimasukkan ke dalam larutan agar-agar, diaduk sampai semua gula terlarut

â

Pisang ambon 600 gram dihaluskan dengan lumpang alu, kemudian dimasukkan ke dalam campuran tersebut

â

Setelah matang didinginkan sebentar, kemudian dimasukan natrium benzoat sebagai anti jamur

â

Adonan dimasukkan ke dalam botol kultur (40 ml), kemudian dipasangkan kertas saring/pupasi dengan posisi miring.

Membius Drosophila sp.

Drosophila sp. yang sudah di tangkap diletakkan pada cawan petri

â

Drosophila sp. kemudian dibius dengan eter yang diteteskan pada kapas

â

Lalat yang sudah pingsan dikeluarkan kemudian diamati dengan menggunakan mikroskop atau lup.

Pengamatan Daur Hidup Drosophila sp.

Drosophila sp. hasil tangkapan dimasukkan ke dalam botol kultur

â

Perubahan yang terjadi diamati, dan dicatat saat terjadinya telur, larva, pupa dan imago

â

Pengamatan dilakukan sekitar 4-6 jam sekali

Determinasi Drosophila sp.

Dilakukan pembiusan Drosophila sp. dengan menggunakan eter yang diteteskan pada kapas

â

Apabila sudah pingsan dimasukkan ke dalam cawan petri, lalu diamati anatomi luar Drosophila sp. jantan dan betina.

Persilangan Drosophila sp.

Parental Drosophila sp. dimasukkan ke dalam botol kultur, diamati hingga menghasilkan F1

â

Jika telah dihasilkan F1, parental dikeluarkan kemudian diamati anatomi tubuhnya

â

                      Kemudian F1 disilangkan dengan F1 lainnya, dan diamati anatomi tubuhnya.

·         Pembahasan

1.      Pembuatan Media

Sebelum membuat medium, sebaiknya dipamahi kebutuhan dasar dan bagai mana caranya untuk memformulasikan medium biakan tersebut. Meskipun persyaratan nutrien sangat beragam namun sebagai mahluk hidup, mereka memiliki kebutuhan dasar yang sama yaitu meliputi air,karbon, energi,mineral dan faktor tumbuh.

Pada saat makan, larva membuat saluran- saluran di dalam medium, dan jika terdapat banyak saluran maka pertumbuhan biakan dapat dikatakan baik. Larva yang dewasa biasanya merayap naik pada dinding botol atau pada kertas tissue dalam botoldan disini larva sakn meletakkan diri [pada tempat kering dengan cairan seperti lem yang dihasilakn oleh kelenjar ludah dan kemudian membentuk pupa.

Berdasarkan komposisi kimiawinya, dikenal medium sintetik dan non sintetik atau kompleks. Komposisi medium sintetik diketahui dengan pasti dan biasanya dibuat dari bahan-bahan kimia yang kemurniannya tinggi dan ditentukan dengan tepat. Maka medium semacam ini dapat diulangi pembuatannya kapan saja dan akan diperoleh hasil yang sama. Dipihak lain komposisi kimiawi medium non sintetik tidak diketahui dengan pasti.
Sebagai bahan untuk membuat medium menjadi padat dapat dipakai agar-agar atau silica gel.

Namun yang paling umum digunakan adalah agar-agar. Meskipun bahan utama agar-agar adalah galaktan, yaitu suatu kompleks karbohidrat yang diekstraksi dari alga marin genus Gelidium. Agar-agar menjadi larut atau cair apabila dipanaskan sampai suhu 100 derajat Celsius dan akan berbentuk cair bila didinginkan dalam 48 derajat.
Pada media yang kami buat digunakan semua bahan yang telah di sterilkan terlebih dahulu yang berguna untuk membunuh bakteri yang berada dalam media biakan yang dapat mempercepat proses pembusukan media.

Hal ini sesuai dengan literature. Dalam praktikum pensterilan media menggunakan otoklaf yang menggunakan tekanan yang disebabkan uap air sehingga suhu mencapai 121 derajat Celsius selama 15 menit. Pensterilan ini sangat diperlukan untuk memperlambat terjadinya pembusukan pada medium biakan yang terjadi karna ketidak sterilan media yang menyebabkan bakteri yang berada di dalam media dapat bertahan hidup dan merusak media biakan. Dalam pembuatan media sintetis kami juaga harus memperhatikan jumlah dan kosentrasi bahan yang ada, karna jumlah dan kosentrasi yang tidak sesuai dengan media hidup hewan percobaan dapat menghambat pertumbuhan hewan sample.
2. Pengamatan Morfologi

Hasil pengamatan mendapatkan dua buah drosophila dengan jenis kelamin yang berbeda, jantan dan betina. Perbedaan jenis kelamin ini secara morfologi terlihat dari bentuk pantat drosophila, lalat jantan memiliki ujung posterior yang runcing.ciri lainnya yang dapat membedakan lalat jantan dan betina adalah dari ukuran tubuhnya, dimana lalat jantan memiliki ukuran tubuh yang lubih kecil dari pada ukuran tubuh lalat betina. membedakan lalat jantan dan betina adalah dari ukuran tubuhnya, dimana lalat jantan memiliki ukuran tubuh yang lubih kecil dari pada ukuran tubuh lalat betina.

Hal ini sesuai dengan leteratur yaitu Pada Drosophila lalat jantan dapat dengan mudah dibedakan dari lalat betina dengan melihat kaki depannya,alat kelaminnya dan ujung abdomennya maupun bentuk abdomennya.Pada kaki depan hewan jantan pada tarsal keduanya terdapat sekelompok rambut yang agak tepat tersusun seperti sisir yang disebut sisirkelamin Sex comn. Selain itu hewan jantan berukuran lebih kecil mempunya ujung abdomen yang tumpul dan berwarna hitam.Jumlah segmen hewan jantan hanya 7 buah karna segmen terakhirnya bersatu. Drosophila memiliki ciri morfologi yang berdeba antara jantan dan betinanya.

Pada Drosophila jantan Memiliki ukuran tubuh yang lebih kecil bila dibandingkan dengan yang betina.Memiliki 3 ruas dibagian abdomennya dan memiliki sisir kelamin.Sedangkan pada yang betina ukuran relative lebih besar,memiliki 6 ruas pada bagian abdomen dan tidak memiliki sisir kelamin. Drosophilla jantan umumnya berwarna sedikit lebih gelap bila dibandingkan dengan yang betina.Sisirb kelamin pada hewan jantan berguna untuk membantu kopulasi.

Pengamatan terhadap mata majemuk terlihat bahwa mata majemuk lalat drosophila, memilikimata yang berwarna merah dan berbentuk elips. Hal ini menunjukan bahwa drosophila yang kami amati meripakan drosophila wild type. Terdapat pula mata oceli yang ukuranya jauh lebih kecil dari mata majemuk, berada pada bagian atas kepala, di atas diantara mata dua mata majemuk, berbentuk bulat terlihat sungut yang berbentuk tidak runcing dan bercabang- cabang. Kepala berbentuk elips torak berwarna krem, ditumbuhi banyak bulu, dengan warna dasar putih. Abdomen bersegmen lima, segmen terlihat dari garis- gsris hitam yang terletak pada abdomen.

3. Menangkap dan Mendeterminasi Drosophila sp. Yang Diperoleh Dari Lingkungan
Adapun drosophila yang menjadi sample penelitian kami adalah Drosophila melanogaster dengan klasifikasi:
Drosophila melanogaster
Kingdom: Animalia
Phylum: Arthopoda
Sudphylum: Hexapoda
Class: Insecta
Subclass: Pterygota
Infraclass: Neoptera
Superorder: Edopterygota
Order: Diptera
Famili: Drosophilidae
Subfamily: Drosophilinae
Genus: Drosophila
Spesies: Drosophila melanogaster

Adpun hasil dari pengamatan kami terhadap lalat drosophila wild type (Drosophila melanogaster), kami pertama melakukan Pengamatan terhadap mata majemuk terlihat bahwa mata majemuk lalat drosophila, memiliki mata yang berwarna merah dan berbentuk elips. Hal ini menunjukan bahwa drosophila yang kami amati meripakan drosophila wild type. Terdapat pula mata oceli yang ukuranya jauh lebih kecil dari mata majemuk, berada pada bagian atas kepala, di atas diantara mata dua mata majemuk, berbentuk bulat terlihat sungut yang berbentuk tidak runcing dan bercabang- cabang.

Kepala berbentuk elips torak berwarna krem, ditumbuhi banyak bulu, dengan warna dasar putih. Abdomen bersegmen lima, segmen terlihat dari garis- gsris hitam yang terletak pada abdomen. Sayap drosophila wild type memiliki panjang yang lebih panjang dari abdomen lalat, lurus dan bermula dari thoraks dengan warna transparent.
4. Tata Cara Menangani Drosophila dan Isolasi Virgin

Yang terpenting dalam menangani adalah drosophila harus dalam keadaan hidup karena bila dtelah mati akan mengahasilkan kesimpula dan data yang berbeda.Lalat buah dapat menyelesaikan siklus hidupnya kurang lebih dalm 12 hari. Jumlahnya di alam sangat melimpah dan mudah didapat, lalat buah dapat menghasilkan keturuan dalam jumlah besar. Jumlah kromosom lalat buah relative sedikit, yaitu 4 pasang dan memiliki “giant kromosome” kromosom ini tedapat dalam sel- sel kelenjar ludah yang besarnya 100 kali lipat dari kromosom biasa, sehingga mudah diamati di bawah mikroskop cahaya. Lalat buah memiliki beberapa jenis mutan (individu yang dihasilkan karena adanya mutasi) yang dapat diamati dengan perbesaran lemah pula. Perkembangan dari siklus hidupnya mudah diamati, karena terjadi diluar tubuhnya mulai dari telur, larva, pupa hingga menjadi dewasa (imago).

5. Pengamatan Siklus Hidup Drosophila

Pada pengamatan ini, di hari pertama parental mati. Hal ini disebabkan oleh suhu panas pada botol kultur. Pada hari keempat, parental yang kedua juga mati hal ini disebabkan oleh medium APRG yang kering. Dimungkinkan terjadi pengukuran yang salah pada saat pembuatan medium APRG. Dan media juga telah dicampur beberapa bahan untuk mencegah kontaminasi mutan lain, seperti tungau atau jamur, yaitu natrium benzoat yang merupakan zat kimia dapat dimungkinkan menyebabkan lalat tidak bertahan lama. Hal-hal yang mempengaruhi kegagalan dalam praktikum ini adalah pada proses pengamatan botol kultur Drosophila diletakan di bagasi motor yang bersuhu panas, sehingga dapat menyebabkan Drosophila mati. Beberapa faktor yang disebutkan di atas menyebabkan Drosophila tidak dapat menghasilkan F1, F2, dan tidak bisa mengamati fase perkembangan daur hidup Drosophila.

Untuk lebih lengkapnya silahkan download di LINK INI!