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                MOSCA DE LA FRUTA Drosophila melanogaster


Práctica
                          CARACTERÍSTICAS Y CICLO DE VIDA
                             DE LA MOSCA DE LA FRUTA
                              Drosophila melanogaster.
                                                                                                Dr. Luis Mejía
    INTRODUCCIÓN

            La transmisión de información biológica de progenitores a progenie, ha sido un factor esencial
    en el desarrollo de los organismos, esta transmisión ha requerido de la evolución de mecanismos
    genéticos, que garanticen la fidelidad de este proceso. Debido a su fundamental importancia estos
    mecanismos, fueron establecidos desde muy temprano en la historia de la vida, de manera que en la
    actualidad son compartidos por muchos grupos taxonómicos. Para comprender los principios
    genéticos, es posible entonces estudiar organismos muy diferentes y llegar a conclusiones generales.
    La selección de un organismo específico, para realizar estudios genéticos, depende de las ventajas
    que éste presente para la realización de estos estudios.

             La mosca de la fruta Drosophila melanogaster, ofrece grandes ventajas para la realización de
    diversos estudios en genética. Ha sido utilizada ampliamente como material experimental desde que
    fue utilizada por W.E. Castle, en 1906, y sentó las bases para las cruzas llevadas a cabo por T. H.
    Morgan y sus colaboradores en 1909. Además de la gran cantidad de información que se ha generado
    con respecto a este organismo, existen en la actualidad una gran cantidad de cepas de laboratorio
    disponibles para la investigación. Otras ventajas que ofrece este organismo son un tiempo
    generacional relativamente corto, un tamaño suficientemente pequeño para facilitar su manejo pero
    suficientemente grande para la observación de un gran número de caracteres mutantes, un alto índice
    de prolificidad lo cuál resulta en la fácil producción de grandes números de progenie para la
    aplicación de un alto nivel de rigor estadístico en el análisis de los experimentos.

    CLASIFICACION

            Phylum:         Artrópoda
            Clase:          Hexápoda
            Orden:          Díptera
            Familia:        Drosophilidae
            Género:         Drosophila
            Especie:        melanogaster

    CICLO DE VIDA

            El ciclo de vida de Drosophila melanogaster incluye cuatro fases: huevo, larva pupa y adulto.
    La duración del ciclo varia con la temperatura de cultivo. A 25º C. el ciclo dura alrededor de 10 días,
    pero a 20o C. puede durar alrededor de 15 días. Los cultivos de Drosophila no deben exponerse a
    altas temperaturas 30º C. Lo cuál resulta en la esterilización o muerte de las moscas, ni a bajas
    temperaturas (10º C. ) lo cual resulta en ciclos de vida prolongados (talvez de 57 días), y reducir
    viabilidad. La temperatura optima de cultivo es de 25º C.


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            MOSCA DE LA FRUTA Drosophila melanogaster




HUEVO (0.5 mm.)

        Las hembras adultas son capaces de poner huevos dos días después de emerger del estado de
pupa, la puesta aumenta por día durante una semana hasta 50 o 75 huevecillos por día. Los ponen
sobre la superficie del elimento. El huevo es ovoide, con dos pequeñas proyecciones que emergen de
un extremo, éstas son aplanadas y la sirven al huevecillo para que no se hundan en el medio de
cultivo. Los huevos se pueden ver a simple vista sobre la superficie del alimento.El desarrollo
embrionario del huevo tarda aproximadamente 1 día a 25º C. La larva emerge del huevo.

LARVA ( 4-5 mm.)

        Es blanca, segmentada y vermiforme. Tiene partes bucales de coloración negra (ganchos
mandibulares) en una región cefálica estrecha, que penetran en el alimento comiendo vorazmente.
No tiene ojos por lo que este animal es completamente ciego. Las larvas tampoco tienen apéndices y
deben empujarse comiendo para dezplazarse por su ambiente. Respiran por tráqueas y poseen un par
de espiráculos visibles (poros aéreos) en los extremos anteriores y posteriores del cuerpo.

La fase larvaria en el ciclo de Drosophila es una de rápido comer y crecer. Consiste de tres
subdivisiones llamadas estadios. El primero y segundo estadio terminan en mudas cada muda implica
una eliminación completa de la piel y partes orales de la larva y es el mecanismo por medio del cual
esta crece. El tercer estadio termina en la pupación. Inmediatamente antes de la pupación la larva
deja de comer, se arrastra hacia una superficie relativamente seca, y se revierte sus espiráculos
anteriores. La fase larvaría dura alrededor de 4 días a 25º C. es ese momento el tercer estadío y mide
aproximadamente 4.5 mm de largo.

PUPA ( 3mm.)

         La pupa es considerada la fase reorganizativa del ciclo de las mosca, durante el cual la
mayoría de las estructuras larvarias son destruidas y las estructuras adultas se desarrollan a partir de
tejidos embrionarios llamados anlagen ( o también discos imaginables). Estos tejidos embrionarios
han permanecido latentes en el animal desde su diferenciación en el huevo. El animal empupa dentro
de la última piel larvaria, la cuál es en un inicio suave y blanca pero gradualmente se endurece y
adquiere un color más oscuro. Los cambios anteriores resultan en el desarrollo de un individuo con la
forma corporal y las estructuras del adulto (imago). La fase de pupa tarda alrededor de 4 días a 25º
centígrados, el adulto emerge del pupario.

ADULTO (2 mm. )

        El adulto es considerado la fase reproductiva del ciclo. La mosca emerge o eclosiona del
pupario forzando su salida por el extremo anterior del pupario. En un inicio, la mosca adulta es de
forma elongada con las alas no expandidas. Es una hora, las alas se expanden y el cuerpo
gradualmente adquiere una forma de adulto más definitiva. En un inicio los adultos son de un color
relativamente claro, dentro de las primeras pocas horas se obscurecen y adquieren el color
característico.



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            MOSCA DE LA FRUTA Drosophila melanogaster




Los adultos de D. melanogaster pueden aparearse 6 horas después de haber emergido del pupario. El
esperma es almacenado en las espermatecas y en los receptáculos ventrales de la hembra y es liberado
gradualmente al oviducto a medida que se producen los huevos pasados por el oviducto a la vagina.
La hembra empieza a depositar huevos aproximadamente a los 2 días de haber emergido, puede
depositar hasta 50 a 75 huevos por días durante los primeros días. Después la producción de huevos
disminuye. El promedio de vida de las moscas adultas es de 37 días a 25º C.

PRÁCTICA

EXAMEN DE LAS MOSCAS

        En el laboratorio encontrará montajes realizados de moscas normales (tipo silvestre) y moscas
mutantes. Utilizando las diferentes magnificaciones, note que el cuerpo de la mosca se divide en
cabeza tórax y abdomen. Utilizando las figuras adjuntas, identifique las siguientes características de
la morfología de la mosca.

CABEZA:
  La cabeza se compone de seis segmentos fusionados. En ella encontrará:

1. Antena, cada una consistente de tres segmentos.
2. Aristas, cada una ramificada con origen cerca del segmento distal de cada antena.
3. Proboscis, lengua.
4. Ojos compuestos, formados de un gran número de facetas independientes (Omatidios)
5. Ocelos, ojos simples, en número de tres y localizados entre los ojos compuestos en la superficie
   dorsal de la cabeza.
6. Setas, vibrisas, orbitales, ocelares, verticales, posterverticales.

TÓRAX:
    El tórax está compuesto de tres segmentos fusionados:

1. Protórax, consistente par de húmeros y el primer par de patas (cada pata formada de: coxa,
   trocanter, fémur, tibia y cinco articulaciones tarsicas, en el caso de los machos el peinecillo
   sexual, en la articulación tarsica próximal.

2. Mesotórax, consistente de mesonoto y escutelo de localización dorsal: mesopleura, petropleura y
   esternopleura de localización lateral las alas (note las posiciones generales de las venas
   longitudinales y transversales), y el segundo par de patas.

3. Metatórax, consitente de metanoto, hipleura, los alteres o balancines (alas traseras modificadas,
   que funcionan como balances), y el tercer par de patas.

4. Espiráculos toráxicos, en número de dos

5. Setas: dorsocentrales, notopleurales, presuturales, supraalares, postalares y escutelares.



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            MOSCA DE LA FRUTA Drosophila melanogaster




ABDOMEN:
   El abdomen consiste de siete u ocho segmentos visibles en la hembra y cinco o seis en el macho.
En él encontrará:

1.   Tergitos, escleritos dorsales (placas integumentales). uno por segmento.
2.   Esternitos, escleritos abdominales, uno por segmento.
3.   Espiráculos abdominales
4.   Región genital

IDENTIFICACIÓN DEL SEXO DE LA MOSCA ADULTA.

         Las mocas machos y hembras pueden diferenciarse por un número de diferentes criterios,
algunos de los cuales ya han sido mencionados. La identificación del sexo de la mosca adulta puede
realizarse de la manera siguiente:

Peinecillo sexual. El peinecillo sexual se encuentra solamente en las moscas macho y consiste de
una fila de aproximadamente diez setas rectas, negras en la articulación társica proximal (La más
arriba) de cada una del primer par de patas. Esta estructura también puede identificarse en la fase de
pupa.

Abdomen. La hembra posee siete segmentos visibles, con elongación posterior, y bandas separadas
obscuras sobre la superficie dorsal hasta el mismo extremo. El macho tiene cinco segmentos visibles
y tiene un extremo posterior redondeado, las bandas obscuras de los últimos segmentos se encuentran
fusionadas.

Región genital. La hembra posee placas anales y placas oviposictoras de coloración clara. El macho
posee placas anales y arco genital y pene con pigmentación obscura.

Después de examinar las moscas de tipo silvestre (normales) y ahber encontrado las estructuras
mencionadas anteriormente, haga lo mismo con las cepas mutantes que le serán proporcionadas. Es
preferible examinar a los individuos mutantes y silvestres simultáneamente con fines comparativos.


REFERENCIAS

         LEVINE, L. Y N. M Schwartz. 1973. Laboratory exercises in genetics. C. V. Mosby, Saint
                           Louis.

         STRINCKBERGER, M. W. 1962. Experiments n genetics with Drosophila. John Wiley,
                        New York.




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            MOSCA DE LA FRUTA Drosophila melanogaster




Tabla 1. CRONOLOGÍA DEL DESARROLLO DE Drosophila melanogaster a 25º C.


                 Por día         Por hora
                (Aprox.)         (Aprox.)                                    FASE
                          0                 0                                         Huevo depositado
                        0-1              0-22                                                   Embrión
                          1                22                       Eclosión del huevo (primer estadios)
                          2                47                            Primera muda (segundo estadio)
                          3                70                             Segunda muda (tercer estadio)
                          5               118                                     Formación del pupario
                          5               122                          Muda “prepupal” (cuarto estadio)
                        5.5               130                      Pupa: eversión de cabeza, alas y patas
                          7               167                               Pigmentación de ojos pupales
                          9               214               Adulto emerge del pupario con alas dobladas.
                          9               215                     Las alas se expanden al tamaño adulto.




                                                       a.




                                                                         b.1            b.2             b.3

                  d.




                                                       c.



Fig. 1-1 Estados del ciclo de vida de Drosophila, a. huevo, b.1, larva en primer estadio, b.2, larva en segundo estadio,
b.3 larva en tercer estadio, c. pupa, d. adulto.




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            MOSCA DE LA FRUTA Drosophila melanogaster




_______________________________                 _______________________________
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_______________________________                 _______________________________




Fig.1-2 Diferencias entre macho y hembra




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            MOSCA DE LA FRUTA Drosophila melanogaster




Fig. 1-3. Estructura externa de Drosophila melanogaster.




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            MOSCA DE LA FRUTA Drosophila melanogaster




Fig. 1-4. Ciclo de vida con tiempos en días de Drosophila melanogaster. a 25º C.




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  • 1. Práctica 1 CARACTERISTICAS Y CICLO DE VIDA DE LA I -1 MOSCA DE LA FRUTA Drosophila melanogaster Práctica CARACTERÍSTICAS Y CICLO DE VIDA DE LA MOSCA DE LA FRUTA Drosophila melanogaster. Dr. Luis Mejía INTRODUCCIÓN La transmisión de información biológica de progenitores a progenie, ha sido un factor esencial en el desarrollo de los organismos, esta transmisión ha requerido de la evolución de mecanismos genéticos, que garanticen la fidelidad de este proceso. Debido a su fundamental importancia estos mecanismos, fueron establecidos desde muy temprano en la historia de la vida, de manera que en la actualidad son compartidos por muchos grupos taxonómicos. Para comprender los principios genéticos, es posible entonces estudiar organismos muy diferentes y llegar a conclusiones generales. La selección de un organismo específico, para realizar estudios genéticos, depende de las ventajas que éste presente para la realización de estos estudios. La mosca de la fruta Drosophila melanogaster, ofrece grandes ventajas para la realización de diversos estudios en genética. Ha sido utilizada ampliamente como material experimental desde que fue utilizada por W.E. Castle, en 1906, y sentó las bases para las cruzas llevadas a cabo por T. H. Morgan y sus colaboradores en 1909. Además de la gran cantidad de información que se ha generado con respecto a este organismo, existen en la actualidad una gran cantidad de cepas de laboratorio disponibles para la investigación. Otras ventajas que ofrece este organismo son un tiempo generacional relativamente corto, un tamaño suficientemente pequeño para facilitar su manejo pero suficientemente grande para la observación de un gran número de caracteres mutantes, un alto índice de prolificidad lo cuál resulta en la fácil producción de grandes números de progenie para la aplicación de un alto nivel de rigor estadístico en el análisis de los experimentos. CLASIFICACION Phylum: Artrópoda Clase: Hexápoda Orden: Díptera Familia: Drosophilidae Género: Drosophila Especie: melanogaster CICLO DE VIDA El ciclo de vida de Drosophila melanogaster incluye cuatro fases: huevo, larva pupa y adulto. La duración del ciclo varia con la temperatura de cultivo. A 25º C. el ciclo dura alrededor de 10 días, pero a 20o C. puede durar alrededor de 15 días. Los cultivos de Drosophila no deben exponerse a altas temperaturas 30º C. Lo cuál resulta en la esterilización o muerte de las moscas, ni a bajas temperaturas (10º C. ) lo cual resulta en ciclos de vida prolongados (talvez de 57 días), y reducir viabilidad. La temperatura optima de cultivo es de 25º C. L A B O R A T O R I O D E G E N É T I C A G E N E R A L • F A U S A C
  • 2. Práctica 1 CARACTERISTICAS Y CICLO DE VIDA DE LA I -2 MOSCA DE LA FRUTA Drosophila melanogaster HUEVO (0.5 mm.) Las hembras adultas son capaces de poner huevos dos días después de emerger del estado de pupa, la puesta aumenta por día durante una semana hasta 50 o 75 huevecillos por día. Los ponen sobre la superficie del elimento. El huevo es ovoide, con dos pequeñas proyecciones que emergen de un extremo, éstas son aplanadas y la sirven al huevecillo para que no se hundan en el medio de cultivo. Los huevos se pueden ver a simple vista sobre la superficie del alimento.El desarrollo embrionario del huevo tarda aproximadamente 1 día a 25º C. La larva emerge del huevo. LARVA ( 4-5 mm.) Es blanca, segmentada y vermiforme. Tiene partes bucales de coloración negra (ganchos mandibulares) en una región cefálica estrecha, que penetran en el alimento comiendo vorazmente. No tiene ojos por lo que este animal es completamente ciego. Las larvas tampoco tienen apéndices y deben empujarse comiendo para dezplazarse por su ambiente. Respiran por tráqueas y poseen un par de espiráculos visibles (poros aéreos) en los extremos anteriores y posteriores del cuerpo. La fase larvaria en el ciclo de Drosophila es una de rápido comer y crecer. Consiste de tres subdivisiones llamadas estadios. El primero y segundo estadio terminan en mudas cada muda implica una eliminación completa de la piel y partes orales de la larva y es el mecanismo por medio del cual esta crece. El tercer estadio termina en la pupación. Inmediatamente antes de la pupación la larva deja de comer, se arrastra hacia una superficie relativamente seca, y se revierte sus espiráculos anteriores. La fase larvaría dura alrededor de 4 días a 25º C. es ese momento el tercer estadío y mide aproximadamente 4.5 mm de largo. PUPA ( 3mm.) La pupa es considerada la fase reorganizativa del ciclo de las mosca, durante el cual la mayoría de las estructuras larvarias son destruidas y las estructuras adultas se desarrollan a partir de tejidos embrionarios llamados anlagen ( o también discos imaginables). Estos tejidos embrionarios han permanecido latentes en el animal desde su diferenciación en el huevo. El animal empupa dentro de la última piel larvaria, la cuál es en un inicio suave y blanca pero gradualmente se endurece y adquiere un color más oscuro. Los cambios anteriores resultan en el desarrollo de un individuo con la forma corporal y las estructuras del adulto (imago). La fase de pupa tarda alrededor de 4 días a 25º centígrados, el adulto emerge del pupario. ADULTO (2 mm. ) El adulto es considerado la fase reproductiva del ciclo. La mosca emerge o eclosiona del pupario forzando su salida por el extremo anterior del pupario. En un inicio, la mosca adulta es de forma elongada con las alas no expandidas. Es una hora, las alas se expanden y el cuerpo gradualmente adquiere una forma de adulto más definitiva. En un inicio los adultos son de un color relativamente claro, dentro de las primeras pocas horas se obscurecen y adquieren el color característico. L A B O R A T O R I O D E G E N É T I C A G E N E R A L • F A U S A C
  • 3. Práctica 1 CARACTERISTICAS Y CICLO DE VIDA DE LA I -3 MOSCA DE LA FRUTA Drosophila melanogaster Los adultos de D. melanogaster pueden aparearse 6 horas después de haber emergido del pupario. El esperma es almacenado en las espermatecas y en los receptáculos ventrales de la hembra y es liberado gradualmente al oviducto a medida que se producen los huevos pasados por el oviducto a la vagina. La hembra empieza a depositar huevos aproximadamente a los 2 días de haber emergido, puede depositar hasta 50 a 75 huevos por días durante los primeros días. Después la producción de huevos disminuye. El promedio de vida de las moscas adultas es de 37 días a 25º C. PRÁCTICA EXAMEN DE LAS MOSCAS En el laboratorio encontrará montajes realizados de moscas normales (tipo silvestre) y moscas mutantes. Utilizando las diferentes magnificaciones, note que el cuerpo de la mosca se divide en cabeza tórax y abdomen. Utilizando las figuras adjuntas, identifique las siguientes características de la morfología de la mosca. CABEZA: La cabeza se compone de seis segmentos fusionados. En ella encontrará: 1. Antena, cada una consistente de tres segmentos. 2. Aristas, cada una ramificada con origen cerca del segmento distal de cada antena. 3. Proboscis, lengua. 4. Ojos compuestos, formados de un gran número de facetas independientes (Omatidios) 5. Ocelos, ojos simples, en número de tres y localizados entre los ojos compuestos en la superficie dorsal de la cabeza. 6. Setas, vibrisas, orbitales, ocelares, verticales, posterverticales. TÓRAX: El tórax está compuesto de tres segmentos fusionados: 1. Protórax, consistente par de húmeros y el primer par de patas (cada pata formada de: coxa, trocanter, fémur, tibia y cinco articulaciones tarsicas, en el caso de los machos el peinecillo sexual, en la articulación tarsica próximal. 2. Mesotórax, consistente de mesonoto y escutelo de localización dorsal: mesopleura, petropleura y esternopleura de localización lateral las alas (note las posiciones generales de las venas longitudinales y transversales), y el segundo par de patas. 3. Metatórax, consitente de metanoto, hipleura, los alteres o balancines (alas traseras modificadas, que funcionan como balances), y el tercer par de patas. 4. Espiráculos toráxicos, en número de dos 5. Setas: dorsocentrales, notopleurales, presuturales, supraalares, postalares y escutelares. L A B O R A T O R I O D E G E N É T I C A G E N E R A L • F A U S A C
  • 4. Práctica 1 CARACTERISTICAS Y CICLO DE VIDA DE LA I -4 MOSCA DE LA FRUTA Drosophila melanogaster ABDOMEN: El abdomen consiste de siete u ocho segmentos visibles en la hembra y cinco o seis en el macho. En él encontrará: 1. Tergitos, escleritos dorsales (placas integumentales). uno por segmento. 2. Esternitos, escleritos abdominales, uno por segmento. 3. Espiráculos abdominales 4. Región genital IDENTIFICACIÓN DEL SEXO DE LA MOSCA ADULTA. Las mocas machos y hembras pueden diferenciarse por un número de diferentes criterios, algunos de los cuales ya han sido mencionados. La identificación del sexo de la mosca adulta puede realizarse de la manera siguiente: Peinecillo sexual. El peinecillo sexual se encuentra solamente en las moscas macho y consiste de una fila de aproximadamente diez setas rectas, negras en la articulación társica proximal (La más arriba) de cada una del primer par de patas. Esta estructura también puede identificarse en la fase de pupa. Abdomen. La hembra posee siete segmentos visibles, con elongación posterior, y bandas separadas obscuras sobre la superficie dorsal hasta el mismo extremo. El macho tiene cinco segmentos visibles y tiene un extremo posterior redondeado, las bandas obscuras de los últimos segmentos se encuentran fusionadas. Región genital. La hembra posee placas anales y placas oviposictoras de coloración clara. El macho posee placas anales y arco genital y pene con pigmentación obscura. Después de examinar las moscas de tipo silvestre (normales) y ahber encontrado las estructuras mencionadas anteriormente, haga lo mismo con las cepas mutantes que le serán proporcionadas. Es preferible examinar a los individuos mutantes y silvestres simultáneamente con fines comparativos. REFERENCIAS LEVINE, L. Y N. M Schwartz. 1973. Laboratory exercises in genetics. C. V. Mosby, Saint Louis. STRINCKBERGER, M. W. 1962. Experiments n genetics with Drosophila. John Wiley, New York. L A B O R A T O R I O D E G E N É T I C A G E N E R A L • F A U S A C
  • 5. Práctica 1 CARACTERISTICAS Y CICLO DE VIDA DE LA I -5 MOSCA DE LA FRUTA Drosophila melanogaster Tabla 1. CRONOLOGÍA DEL DESARROLLO DE Drosophila melanogaster a 25º C. Por día Por hora (Aprox.) (Aprox.) FASE 0 0 Huevo depositado 0-1 0-22 Embrión 1 22 Eclosión del huevo (primer estadios) 2 47 Primera muda (segundo estadio) 3 70 Segunda muda (tercer estadio) 5 118 Formación del pupario 5 122 Muda “prepupal” (cuarto estadio) 5.5 130 Pupa: eversión de cabeza, alas y patas 7 167 Pigmentación de ojos pupales 9 214 Adulto emerge del pupario con alas dobladas. 9 215 Las alas se expanden al tamaño adulto. a. b.1 b.2 b.3 d. c. Fig. 1-1 Estados del ciclo de vida de Drosophila, a. huevo, b.1, larva en primer estadio, b.2, larva en segundo estadio, b.3 larva en tercer estadio, c. pupa, d. adulto. L A B O R A T O R I O D E G E N É T I C A G E N E R A L • F A U S A C
  • 6. Práctica 1 CARACTERISTICAS Y CICLO DE VIDA DE LA I -6 MOSCA DE LA FRUTA Drosophila melanogaster _______________________________ _______________________________ _______________________________ _______________________________ _______________________________ _______________________________ _______________________________ _______________________________ _______________________________ _______________________________ _______________________________ _______________________________ _______________________________ _______________________________ _______________________________ _______________________________ Fig.1-2 Diferencias entre macho y hembra L A B O R A T O R I O D E G E N É T I C A G E N E R A L • F A U S A C
  • 7. Práctica 1 CARACTERISTICAS Y CICLO DE VIDA DE LA I -7 MOSCA DE LA FRUTA Drosophila melanogaster Fig. 1-3. Estructura externa de Drosophila melanogaster. L A B O R A T O R I O D E G E N É T I C A G E N E R A L • F A U S A C
  • 8. Práctica 1 CARACTERISTICAS Y CICLO DE VIDA DE LA I -8 MOSCA DE LA FRUTA Drosophila melanogaster Fig. 1-4. Ciclo de vida con tiempos en días de Drosophila melanogaster. a 25º C. L A B O R A T O R I O D E G E N É T I C A G E N E R A L • F A U S A C