La manipulación experimental del tamaño del cuerpo para la estimación de las relaciones morfológicas de escala en Drosophila

El objetivo general del siguiente experimento consiste en utilizar una manipulación cronometrada desde el punto de vista del desarrollo en la disponibilidad de alimento para generar un amplio rango de tamaños corporales, que luego pueda emplearse para estimar la relación de escala entre rasgos morfológicos. Primero, se recolectan huevos de la misma población de moscas durante tres días, creando tres cohortes de edad. Cuando la cohorte más vieja de larvas comienza a empupar, se retiran las larvas de todas las cohortes del alimento.

El resultado de esta modificación dietética es un mayor rango de variación en el tamaño de las pupas. A continuación, se toman imágenes de las alas de la pupa y del adulto de todos los individuos para permitir la estimación de la relación alométrica morfológica entre el tamaño del cuerpo y el tamaño del ala. Finalmente, se obtienen resultados que muestran cómo el tamaño del ala se escala con todo el rango posible de tamaños corporales mediante el ajuste de una regresión lineal de tipo dos a los datos.

En este estudio, utilizamos una manipulación temporal del desarrollo en el acceso a la nutrición para aumentar experimentalmente la variación del tamaño corporal entre moscas adultas. Esto permite estimar las relaciones alométricas morfológicas a lo largo del rango completo de tamaños corporales. Este método puede ayudar a responder cuestiones clave sobre la expresión y evolución de la alometría morfológica, como identificar la base inmediata de la variación en los parámetros de las relaciones alométricas entre grupos biológicos.

Trasladar una población de moscas a una cámara de apareamiento y luego recolectar huevos cada 24 horas durante tres días. Finalmente, crear tres cohortes de edad con la ayuda de un microscopio estereoscópico. Colocar lotes de 50 huevos de cada cohorte en viales que contienen 10 mililitros de alimento estándar para moscas.

Incube los viales a la temperatura deseada para el desarrollo de las larvas. Cuando el grupo más viejo alcance la etapa de errabundeo, es momento de aplicar la manipulación de la dieta retirando las larvas del alimento. En este punto, las larvas del grupo más viejo ya superan ampliamente el peso mínimo viable para la oclusión y estarán cercanas al tamaño corporal máximo natural.

Las larvas del grupo intermedio han superado el peso mínimo viable, pero producirán adultos más pequeños que las larvas del grupo más viejo. Las larvas del grupo más joven están muy cerca del peso mínimo viable y, por lo tanto, producirán adultos muy pequeños. Para retirar las larvas del alimento.

Agregue aproximadamente cinco mililitros de solución de sacarosa al 40 % a los viales y luego agite durante 15 a 20 minutos en una mesa agitadora a velocidad media. Después de la agitación, retire las larvas flotantes de la solución de sacarosa con un pincel fino y colóquelas por cohortes en viales que contengan un tapón de algodón húmedo para mantener la humedad. Incube a la temperatura deseada hasta que ocurra la pupación.

Coloque las pupas sobre un portaobjetos con el lado ventral hacia arriba. Una vez que las pupas estén en posición, capture imágenes utilizando una cámara digital conectada al microscopio. Asegúrese de configurar los ajustes para que cada pupa aparezca como una silueta oscura sobre un fondo blanco.

Después de la obtención de imágenes, transfiera cada pupa a un tubo epit individual de dos mililitros que contenga un mililitro de alimento para moscas. Estime el tamaño de la pupila como el número de píxeles de la silueta de la pupila. Otras métricas de tamaño, como la longitud o la anchura, también podrían utilizarse bajo un microscopio estereoscópico.

Anestesie ligeramente la mosca utilizando dióxido de carbono y colóquela usando un sujetador de alas, un dispositivo de succión que tira del ala entre dos piezas de vidrio y la mantiene perpendicular al cuerpo de la mosca. Para la obtención de imágenes, aunque en este estudio se utiliza un sujetador de alas para imaginar alas de moscas vivas, las alas y otros caracteres pueden diseccionarse e imaginar con herramientas normales. Capture la imagen del ala usando la cámara del microscopio conectada al ordenador y anote el sexo de la mosca. Después de obtener y guardar la imagen del ala, estime el tamaño del ala utilizando ya sea el polígono convexo mínimo que circunscribe los puntos de referencia fijos marginales como mediciones lineales, o bien el recuento de píxeles de la silueta del ala. Aquí, las pupas imaginales mostraron los extremos de la distribución de tamaño debido a la manipulación de la dieta.

Después de que la pupa ha alcanzado el peso mínimo viable para la oclusión. También se muestran las siluetas correspondientes para la medición del tamaño de la pupila. Las imágenes correspondientes de las alas de esos mismos individuos en los extremos de la distribución de tamaño se muestran aquí junto con la silueta.

Se utiliza para estimar la extracción del tamaño del ala de la relación de escala. Los parámetros que describen cómo el tamaño del ala se escala con el tamaño del cuerpo permiten la comparación de cómo la forma general co-varía con el tamaño entre grupos. Aquí, se muestran datos para individuos de cada sexo que fueron completamente alimentados o privados de alimento un día o dos días durante la etapa larval.

Aunque los componentes individuales de este procedimiento son rápidos, en conjunto puede ser laborioso. En general, se necesitan aproximadamente 350 horas-persona para procesar alrededor de 3.500 moscas desde el huevo hasta el adulto. Con práctica, las personas pueden mejorar considerablemente sus tiempos de manipulación de las moscas, y este procedimiento puede utilizarse para medir otras características morfológicas, lo que permite estimar relaciones adicionales de escalamiento morfológico.