Drosophila melanogaster, más que una mosca

Seguramente no haya casa en la que no hayamos encontrado alguna mosca. Esos insectos que a veces nos resultan extremadamente molestos, ya sea porque se posan en nuestra comida o revolotean en nuestra cara. Pero, en este artículo no hablaremos de la mosca doméstica, sino de otra aún más pequeña. Hablaremos sobre esa mosca pequeña que aparece en la fruta que dejamos al aire libre , o en la basura orgánica cuando la dejamos más tiempo del debido sin retirar. Me refiero a la omnipresente y famosa mosca de la fruta o mosca del vinagre, denominada científicamente como Drosophila melanogaster. En este artículo descubrirás el ciclo de vida de la mosca de la fruta y su uso como organismo modelo en la investigación, entre otras muchas cosas.

Mosca de la fruta Drosophila melanogaster

Clasificación taxonómica

¡Antes de nada tenemos que introducir a nuestro invitado! La mosca de la fruta, Drosophila melanogaster, es un insecto que pertenece al orden de los dípteros, es decir, de los “que tienen un par de alas”, concretamente a la familia Drosophillidae. Y sí, hay que dejarlo claro, los insectos también son animales. Mientras que nosotros (los Homo sapiens) pertenecemos a la clase Mammalia, las moscas pertenecen a la clase Insecta, ambas incluidas en el reino Animalia. Sabiendo eso, continuemos.

Apariencia física

Drosophila melanogaster es muy pequeña, ya que mide alrededor de 2,5 mm, por lo que es necesaria una lupa para visualizar completamente su apariencia. En la siguiente imagen (imagen 1) os dejo una foto muy bonita donde se puede apreciar detalladamente su figura. Sus característicos ojos color rubí pueden incluso apreciarse a simple vista. Respecto al resto del cuerpo, estas moscas comparten tonos marrones y amarillos, y además presentan dimorfismo sexual (ver imagen 2). ¿Qué quiere decir eso? Pues que las hembras y los machos, al igual que nosotros, presentan características físicas distintivas. Las hembras son ligeramente más grandes, y los machos tienen una mancha negra al final del abdomen ¿La de la imágen 1 es macho o hembra? .

Estas características distintivas son muy útiles en el laboratorio. Si habéis estudiado genética en la universidad, probablemente las hayáis utilizado, tal y como hice yo.  Pero, ¿por qué hago este comentario ahora? Bien, esta mosca se utiliza como organismo modelo en la investigación científica, especialmente en la genética, pero eso lo detallaremos un poco más adelante en el apartado Organismo modelo.

Imagen 2. Esquema que retrata el dimorfismo sexual de la mosca de la fruta Drosophila melanogaster.

¿Por qué aparece Drosophila melanogaster en mi cocina?

Ciclo de vida de Drosophila melanogaster

La mosca de la fruta, tal y como su nombre indica, es un insecto que tiene estrecha relación con la fruta en descomposición. El ciclo de vida de Drosophila melanogaster comienza cuando la hembra, una vez fecundada por el macho, realiza una puesta de alrededor de 400 huevos en diversos materiales en estado de descomposición. Esto podría ser un plátano pocho que nos hayamos dejado en la cocina, o los restos de comida que hemos echado a la basura y no hemos retirado en días.

Los huevos eclosionan a las pocas horas de realizar la puesta. Una vez eclosionados los huevos, las larvas pueden alimentarse de los microorganismos que descomponen esa materia orgánica y los azúcares liberados, para pasar rápidamente a un estado de pupa y poder, finalmente, desarrollarse como mosca adulta. Además hay que tener en cuenta la temperatura ambiental, ya que a 25 ºC su ciclo de vida completo puede durar unos 30 días, aunque lo normal es que dure entre 15 y 21 días.

¿Por qué no colonizar la cocina?

La mosca de la fruta puede llegar a nuestra casa, bien por la fruta que hemos comprado en la tienda, o bien atraída desde el exterior. El olor de las frutas maduras, en estado de descomposición o al inicio de su fermentación, es para ellas como un faro en un mar tormentoso. Una vez llegan a nuestras cocinas es muy difícil librarse de ella, por lo que se recomienda lavar escrupulosamente la fruta nada más comprarla.

Este tipo de moscas, al igual que la mosca doméstica, son animales que probablemente hayan convivido con el ser humano desde tiempos lejanos. Los humanos descubrimos la agricultura hace aproximadamente 15 000 años y utilizamos la fermentación para producir alimentos. Además, la cocina como tal es un lugar de temperatura agradable y con suficiente alimento y humedad para que estos insectos se reproduzcan, por lo tanto ¿Por qué no colonizar la cocina?

«TRUCO» Los dos factores más importantes a tener en cuenta en el control de la mosca de la fruta son la higiene en la cocina y la humedad. Recuerda retirar periódicamente la basura orgánica y las frutas y verduras en estado de descomposición. Además, conviene limpiar las zonas más húmedas de la cocina, como el fregadero y el lavaplatos.

Organismo modelo en la investigación médica y científica

La mosca de la fruta Drosophila melanogaster ha sido utilizada como organismo modelo en la investigación durante más de 100 años. Fue en la Universidad de Columbia (Nueva York) donde Thomas Hunt Morgan (1866-1945) creó la primera sala de las moscas a principios del siglo XX. Debido a su abundancia y su corto ciclo de vida, fue rápidamente seleccionado como organismo modelo para la investigación, especialmente para realizar estudios en el ámbito de la genética.

Tal y como hemos mencionado anteriormente, Drosophila melanogaster tiene más de un siglo de historia en la investigación. En el articulo publicado por Stephenson y colaboradores (2013) se resumen las investigaciones principales realizadas con esta mosca. Os dejo la citación del trabajo en la imagen, o sino pinchad en este enlace https://europepmc.org/article/med/23516695.

(Stephenson R, Metcalfe NH. Drosophila melanogaster: a fly through its history and current use. The Journal of the Royal College of Physicians of Edinburgh. 2013 ;43(1):70-75. DOI: 10.4997/jrcpe.2013.116.)

Gracias a Drosophila melanogaster, Morgan y sus estudiantes pudieron definir los principios básicos de la herencia genética. La mosca de la fruta Drosophila melanogaster ha servido para construir mapas genéticos, y ademas los experimentos con radiación ionizante demostraron que pueden crear mutaciones en el genoma. También ha contribuido significativamente al avance de la neurociencia, como por ejemplo, en la investigación de la enfermedad del Alzheimer. Gracias a esta mosca, se obtendrá un avance significativo en la investigación de este tipo de enfermedades.

Drosophila melanogaster y el genoma humano

En marzo del año 2000, un estudio realizado por el National Human Genome Research Institute descubrió que el ser humano y Drosophila melanogaster comparten alrededor del 60 % de los genes. No solo eso, sino que alrededor del 76 % de los genes relacionados con enfermedades humanas tienen una contrapartida que se identifica en el genoma de esta mosca (link al articulo). Y además, alrededor del 50 % de las proteínas de las moscas de la fruta tienen homólogos en los mamíferos como nosotros.

Pero, ¿Por qué es tan interesante esta mosca para la investigación médica y científica?

Drosophila melanogaster, a pesar de ser un animal diminuto, posee un sistema nervioso suficientemente complejo como para realizar el estudio de enfermedades neurodegenerativas incluyendo las enfermedades de Huntington, Alzheimer y Parkinson. Ademas, a pesar de que el cerebro de las moscas y del ser humano son anatómicamente muy diferentes, ambos comparten una gran cantidad de funciones.

Otras ventajas que proporciona es el uso de una amplia gama de herramientas de edición genómica. Es decir, se pueden introducir genes humanos en la mosca e investigar los síntomas y la progresión de las enfermedades en ella. Esta mosca es muy útil ya que posee un numero reducido de cromosomas, concretamente tres pares de cromosomas autosómicos y un par de cromosomas sexuales. Además, el ciclo de vida de Drosophila melanogaster es tan corto que permite observar varias generaciones de moscas en muy poco tiempo.

Ademas, al ser un animal invertebrado, los comités de ética no suelen poner muchas pegas a la hora de investigar con ellas. Tras analizarlas se pueden anestesiar (y eutanasiar) fácilmente con productos como FlyNap. Literalmente (e irónicamente) significa «siesta de la mosca. Además, su reducido tamaño y coste de mantenimiento los hacen ejemplares clave para el uso de animales de laboratorio.

También se utiliza para el estudio de mecanismos que resultan en el envejecimiento y el estrés oxidativo, la inmunidad, la diabetes, el cáncer y también el abuso de drogas.

Uso de la mosca de la fruta por los estudiantes

Volviendo al comentario que he hecho al principio, os voy a explicar un poco por qué se utiliza esta mosca en la universidad. A nosotros, los alumnos, nos han permitido realizar proyectos durante el curso académico, ya que son fáciles de criar, baratas de mantener, numerosas y con un ciclo de vida corto. Con una buena lupa y mucha paciencia y cuidado nos pasábamos la tarde observando mutaciones físicas muy características.

Hay diversas mutaciones clásicas de Drosophila melanogaster que los estudiantes de genética hemos utilizado para aprender cómo funcionan los modelos de herencia. Por ejemplo, las mutaciones denominadas “vestigial” y “Brown” producen alas vestigiales y ojos marrones en los adultos.

El ciclo de vida de Drosophila melanogaster permite a los estudiantes utilizarlo como organismo modelo en la investigación genética, para así poder visualizar una variedad de mutaciones clásicas como "Bar", "Yellow" "Brown" y "Vestigial".
Se pueden observar varias mutaciones en esta mosca macho. La primera es el color de los ojos. Además se puede ver claramente que carece de alas, al menos funcionales.
Imagen de Chey1399 / CC BY-SA (https://creativecommons.org/licenses/by-sa/4.0)

¿Qué os ha parecido a vosotros la mosca de la fruta? ¿Habéis aprendido algo nuevo? A pesar de que es un insecto muy pequeño y que puede resultar algo molesto a veces en nuestra cocina, la historia que tiene detrás resulta increíble. Solo paraos a pensar que, este ser tan pequeño, nos esta ayudando a descifrar el mecanismo de algunas de las peores enfermedades neurodegenerativas que padece el ser humano.

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Iker Ariznabarreta

¡Hola! Me llamo Iker, y soy un joven biólogo con especial interés por la microbiología. Estoy entusiasmado por seguir aprendiendo y compartir mis conocimientos con todo aquel que desee conocer el amplio mundo de las ciencias biológicas.