Birohmah Unila: Materi Kuliah Gratis: Lalat Buah, Fenomena Tuhan Yang Indah

Lalat buah Drosophila melanogaster lalat yang suka sekali mengerumuni buah yang masak ini banyak digunakan penelitian genetika, karena:

· mudah didapat di alam

· Mudah dipelihara dan tidak memerlukan tempat yang luas, cukup dalam botol jam saja.

· Mempunyai siklus hidup, pendek yaitu 14 hari saja, sehinggga dalam waktu singkat sudah dapat diketahui keturuanannya. Bila diadakan percobaan perkawinan.

· Hanya mempunyai delapan kromosom, sehingga mudah dihitung.

1. Morfologi Drosophila melanogaster

Drosophila melanogaster adalah jenis serangga bersayap yang masuk kedalam ordo diptera (bangsa lalat). Spesies ini umumnya dikenal sebagai lalat buah dalam pustaka-pustaka Biologi eksperimental (walaupun banyak jenis lalat buah laianya) dan merupakan organisme model yang paling banyak digukana dalam penelitian genetika, fisiologi, dan evolusi sejarah kehidupananya . Drosophila melanogaster populer karena sangat mudah berbiak (hanya memerlukan waktu 2 minggu untuk menyelesaikan seluruh daur kehidupanya), mudah pemeliharaanya, serta memiliki banyak variasi fenotipe yang relatif mudah diamati. Adapun ciri-ciri umum dari Drosophila melanogaster diantaranya yaitu:

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 2 bagian yang terinteruptus dekat dengan tubuhnya.

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

5. Cross-vein posterior umumnya lurus, tidak melengkung.

6. Mata majemuk berbentuk bulat, agak elips dan berwarna merah

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

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

9. Sayap panjang, berwarna transparan, dan posisi bermula dari thoraks.

(http://modernjumb.blogspot.com/2011/03/drosophila-melanogaster-merupakan-jenis.html)

2. Beda Jantan dan Betina

Pada serangga umumnya, lalat Drosophila yang betina mempunyai ukuran tubuh yang lebih besar dibandingkan dengan lalat jantan.

Beda lalat Drosophila jantan dan betina bisa kita lihat pada tabel berikut:

Gambar (atas) lalat Drosophila melanogaster, yang jantan lebih kecil daripada yang betina. (bawah) diagram kaki depan kiri dari lalat jantan. C= coxa; TR= trochanter; F= femur; TI = tibia; TA = tarsus. Metatarsus lalat jantan memiliki sisir kelamin (“sex comb”), yang betina tidak.

3. Materi Genetik

Inti sel tubuh lalat Drosophila mengandung delapan kromosom, yang terdiri dari:

· 6 (=tiga pasang) autosom (disingkat A), ialah kromosom yang bentuk dan ukurannya sama pada lalat betina maupun jantan.

· 2 (sama dengan satu pasang) kromosom kelamin atau sex kromosom. Pada lalat betina, sex kropmosom ini sama besarnya dan dinamakan X kromosom. Jadi lalat betina adalah XX. Pada lalat jantan, satu sex kromosom bentuknya persis kepunyaan lalat betina, sedangkan satunya lagi lebih kecil, dinamakan Y kromosom. Jadi lalat jantan adalah XY.

Berhubungan dengan itu formula kromosom untuk Drosophila adalah: lalat betina =3AAXX, lalat jantan = 3 AAXY

Gambar inti sel lalat Drosophila dengan 8 kromosom yang dibedakan atas 3 pasang autosom dan 1 pasang seks kromosom.

Lalat betina membentuk satu macam ovum (sel telur) yang mengandung tiga autosom dan 1 X- kromosom. Lalat jantan membentuk dua macam sperma, yang satu macam membawa 3 autosom dan 1 X-kromosom, sedang yang lain membawa 3 autosom dan 1 Y-kromosom. Terjadinya anak lalat betina dan jantan terlihat pada gambar di bawah ini:

Skema yang memperlihatkan terjadinya anak betina dan jantan pada lalat Drosophila

Nondisjunction

Nondisjunction pada Drosophila melanogaster andaikata terjadi selama oogenesis (pembentukan ovum) maka terjadilah beberapa kelainan dalam keturunan. Kelainan-kelainan itu berupa:

· Lalat betina super (3AAXXX). Lalat ini tak lama hidup karena organ-organ tubuh tidak sempurna.

· Lalat 3AAXXY. Lalat ini seperti lalat betina normal dan subur.

· Lalat 3AAX0. Lalat ini jantan tetapi steril (mandul).

· Lalat Y0 tidak ada sebab letal (mati),

Berdasarkan kelainan-kelainan itu, dapat diambil kesimpulan penting, yaitu bahwa pada Drosophila:

1. Y-kromosom itu bukanlah kromosom yang membawa gen kejantanan. Bukti: lalat XXY= betina; lalat X0= jantan.

Y-kromosom lebih tepat dikatakan membawa gen kesuburan. Bukti: lalat XXY= subur; lalat X0=steril

2. X-kromosom fungsinya membawa gen kehidupan. Bukti: lalat Y0 tidak ada (letal)

Berhubung dengan itu Bridges mengemukakan bahwa untuk menentukan seks pada lalat Drosophila sebaiknya menggunakan teori keseimbangan tentang seks, yaitu dengan mencari indeks kelamin.

Indeks kelamin = banyaknya X-kromosom atau X

banyaknya set autosom A

Formula kromosom	Indeks kelamin X/A	Jenis kelamin
AAXXX	3/2=1,50	Betina super
AAXX	2/2=1,00	Betina
AAAXX	2/3=0,67	Interseks
AAXY	1/2=0,50	Jantan
AAAXY	1/3=0,33	Jantan super

Secara singkat :

Drosophila adalah jantan bila I.K.=0,50 ; betina bila I.K.=1,00 ; interseks bila I.K antara 0,50 dan 1,00 ; betina super bila I.K. > 1,00 ; jantan super bila I.K. < 0,50.

Selain kelainan-kelainan tersebut, masih dikenal pula:

· Lalat interseks. Lalat ini triploid (3n) untuk autosom sehingga formulanya 3 AAAXX. Tubuhnya terdiri dari campuran sel-sel betina dan jantan. Lalat ini steril.

· Lalat ginandomorf yaitu lalat yang separuh tubuhnya terdiri dari sel-sel betina, sedang yang separuh lainnya terdiri dari sel-sel jantan. Lalat ini steril dan tidak ada formula kromosom untuknya.

· Lalat dengan dua kromosom-X yang melekat pada salah satu ujungnya. Kecuali itu, lalat ini juga masih mempunyai sebuah kromosom-Y. Kelamin dari lalat ini betina dan subur, sehingga terdapatnya kromosom-Y itu tidak berpengaruh pada seks. Lalat ini disebut lalat dengan “attached-X chromosom”, dan mempunyai formula kromosom 3AAXXY

Terpaut Seks pada Drosophila melanogaster

Adanya peristiwa terpaut seks mula-mula ditemukan oleh T.H. Morgan. Pada suatu hari, ia menemukan lalat Drosophila jantan berwarna putih, sedangkan yang normal bermata merah. Oleh karena yang bermata putih itu menyimpang dari yang normal maka lalat itu dinamakan mutan.

Warna mata pada Drosophila melanogaster, A. Betina bermata merah (normal); B. Jantan berwarna putih (mutan).

Morgan segera mengawinkan lalat jantan bermata putih itu dengan lalat betina normal (bermata merah) dan mendapatkan lalat-lalat keturunan F1 yang semuanya normal (bermata merah), baik yang betina maupun yang jantan. Ketika lalat-lalat F1 dikawinkan didapatkan keturunan F2 yang memperlihatkan perbandingan ¾ bermata merah, ¼ bermata putih. Kecuali itu, lalat F2 betina semuanya bermata merah, tetapi separuh dari jumlah lalat jantan bermata merah sedang separuh yang lainnya bermata putih.

Perkawinan resiproknya memberi keturunan yang berlainan, yaitu semua lalat betina dalam F1 bermata merah sedangkan semua lalat jantan bermata putih. Dalam keturunan F2 baik yang betina maupun yang jantan memisah 50% bermata merah dan 50% bermata putih.

Berdasarkan hasil beberapa percobaan perkawinan yang dilakukannya itu, Morgan mengambil kesimpulan bahwa gen penyebab mata berwarna putih itu adalah resesif dan terdapat pada kromosom-X.

Alel ganda pada Drosophila

banyak variasi tentang warna mata pada lalat ini, dan warna mata itu berderajat, mulai dari merah tua dan merah terang sampai pada warna putih. Berbagai macam warna itu merupakan mutan yang ditentukan oleh suatu seri alel ganda. Alel yang dominan adalah w⁺, sedang yang resesif adalah w.

Tabel Warna Mata pada Drosophila (disusun mulai dari yang paling dominan ke yang paling resesif)

Genotip Lalat	Warna mata
w⁺w⁺	Merah tua (lalat normal)
w^colw^col	Merah nyata
w^satw^sat	satsuma
w^cow^co	Koral (karang)
w^ww^w	Anggur
w^chw^ch	Buah talok (“cherry”)
w^ew^e	eosin
w^blw^bl	Darah
w^aw^a	Aprikot
w^bfw^bf	Kulit penggosok (“buff”)
ww	Putih

(Suryo, 1996)

4. Siklus Hidup

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.
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 .

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. 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 tangka tipis. Korion mempunyai kulit bagian luar yang keras dari telur tersebut.

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.

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.

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 .

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 .

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.

Faktor yang mempengaruhi siklus hidup Drosophila antara lain:

· 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 .

· 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.

(http://modernjumb.blogspot.com/2011/03/drosophila-melanogaster-merupakan-jenis.html)

5. Cara Mengembangbiakkan

Lalat buah (Drosophila melanogaster) mudah dipelihara dalam laboratorium karena makanannya sangat sederhana, hanya memerlukan sedikit ruangan dan tubuhnya cukup kuat.

a. 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.

b. 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.

(http://www.scribd.com/doc/32326009/Laporan-Genetika-Lalat-Buah)

Selain itu, biasanya Lalat buah (Drosophila melanogaster) dikembangbiakan dalam botol medium, mediumnya dapat terdiri dari :

o Molase

o Agar Molase

o Agar Pisang

oCampuran antara Pisang dengan tape singkong dengan perbandingan 6:1
Jenis medium yang paling banyak digunakan adalah medium yang terdiri dari campuran antara pisang dengan tape singkong. Jenis medium ini juga biasanya digunakan untuk pemeliharaan.

(http://saiyachikeen.blogspot.com/2010/07/keistimewaan-lalat-buah-drosophilla.html)

(gambar medium yang digunakan untuk mengembangbiakkan Drosophila)

DAFTAR PUSTAKA

Suryo. 1996. Genetika. Jakarta: depdikbud PPTA.

Suryo. 1990. Genetika Manusia. Yogyakarta: Universitas Gadjah Mada Press

http://modernjumb.blogspot.com/2011/03/drosophila-melanogaster-merupakan-jenis.html

http://www.scribd.com/doc/32326009/Laporan-Genetika-Lalat-Buah

http://saiyachikeen.blogspot.com/2010/07/keistimewaan-lalat-buah-drosophilla.html