Regenarion de Las Planarias

REGENERACIÓN DE LAS PLANARIAS Regeneración del cuerpo es la capacidad de un organismo para reemplazar partes de su cuerpo p erdido. Esto no es observado en los seres humanos sino observado en la Planaria gusano.

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¿Qué es Planaria? Planaria pertenece al reino Animalia, Phylum Platyhelminthes (gusanos planos), clase Turbellaria, orden Seriata y familia Planariidae. Planaria es el nombre genérico de todos los platelmintos que pertenecen a la familia Planariidae cualesquiera sean sus nombres del género. Los géneros más populares (género plural) de planaria utilizado en experimentos de laboratorio y en investigaciones científicas científicas son aquellas que pertenecen al género Dugesia, Planaria, y Schmidtea. El género Dugesia es de uso general en experimentos de Biología para demostrar la regeneración. Los otros géneros de p lanarian son más comúnmente utilizan  por adelantado investigaciones investigaciones en biología molecular, molecular, genética y Biología del desarrollo. Platelmintos planaria vivan independientemente; ellos no parasitan cualquier otro organismo par a vivir. Se encuentran tanto en ambientes de agua salada y agua dulce y comen animales vivos y pocamente muertos. La planaria tiene una longitud de cuerpo que van desde d esde 3 a 12 mm. Tiene una cabeza con boca bo ca muscular utilizado para succionar el alimento y dos puntos de vista utilizados utilizados para detectar la presencia de la luz. La planaria evita luz porque es una fuente potencial de calor que puede deshidratar la planaria. La cola alargada tiene cilios en la dermis ventral y se utilizan para deslizarse sobre la mucosidad que ha segregado. La planaria se reproduce sexualmente o asexualmente. Sexual, las planaria producen gametos (células sexuales) para p roducir crías. Dos platelmintos fusionan sus gametos a los huevos de forma que serán más tarde. Platelmintos planaria pueden reproducir asexualmente, a través de la regeneración. Los gusanos planos pueden cortar una porción de la cola y esas colas regeneraría cabezas.

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Regeneración de la planaria La planaria tiene una increíble capacidad para regenerar sus partes del cuerpo perdidas. p erdidas. Cuando la planaria se corta transversalmente separando la cabeza de la cola, la cola regenerará la cabeza perdida y la cabeza regenera la cola perdida. Lo mismo sucede cuando esta se corta longitudinalmente, las partes del cuerpo perdidas se regeneran hasta que cada pedazo se convirtió en otro gusano con  partes del cuerpo completo. completo. La cola puede ser cortada transversalmente transversalmente en tres o cuatro y se regenerará regenerará una cabeza. Tenga Tenga en cuenta que la cabeza se regenera en primer lugar antes de que se produce el alargamiento de la cola.

Regeneración de Dugesia Tigrina: Dugesia tigrina tiene grandes poderes de regeneración. Regeneración es un proceso de restitución e implica el desarrollo de la parte perdida del cuerpo automáticamente. Si está cortado en dos, cada parte formará la  parte perdida. Una pieza cortada de un tamaño moderado desde cualquier parte del cuerpo formará un nuevo gusano. Algunas piezas extraídas de lado posterior forma animales con cabezas reducidas o sin cabeza en todo. La capacidad de regenerar en un gusano completo de una pieza depende de la regeneración de la cabeza en la superficie anterior de la corte, porque la cabeza controla el patrón morfológico. Si una madurez sexual la planaria se corta en dos entre la faringe y el aparato copulador y el degenerado de órganos reproductivos, y cada pieza se regenerará en un gusano asexual. Efectuar cortes longitudinales para  producir doble cara o Cruz. Se pensaba que las células intersticiales son responsables de la regeneración. Pero recientemente se ha demostrado que en un corte de Planaria células libres de la mesénquima llamado neo-ráfagas migran a la superficie de corte y dar lugar a una brote-como la estructura llamada blastema, que se diferencian en la  parte perdida.

De hecho, el proceso de regeneración se completa con dos procesos que ocurren juntos. Estos procesos son epimorphosis, que se relaciona con la formación de la parte perdida, y morphollaxis, que se relaciona con el ajuste y la coordinación entre el tejido viejo y regeneración de los tejidos.

REGENERACION EN PLANARIAS Dugesia sp.

INTRODUCCIÓN Las planarias son organismos planos bilaterales acelomados del filum platelmintos. Se caracterizan por la presencia de un conjunto de células mesodérmicas que son originadas del endodermo y ocupan el espacio comprendido entre la epidermis y la gastrodermis. La boca es originada a partir del blastoporo, estructura que se presenta al inicio del desarrollo embrionario temprano durante la gastrulación. Están ligeramente cefalizados con un cerebro bilobulado en la  parte anterior del cuerpo. Tienen una red nerviosa sináptica que tienden a concentrarse en cordones nerviosos laterales con varias conexiones transversas. Posee fotorreceptores que están unidos al cerebro y están agrupados en dos cavidades oculares que poseen células pigmentadas o llamadas también manchas oculares. Presenta quimiorreceptores concentrados en surcos ciliados en las aurículas. Su aparato digestivo posee una boca central en la parte ventral, una faringe libre y un tubo digestivo (enterón) con una rama anterior y dos posteriores. La faringe es una estructura muscular que generalmente se extiende por fuera del cuerpo del individuo para alcanzar el alimento y succionarlo. Son hermafroditas, así que cada organismo posee tanto ovarios como testículos, pero no ocurre la autofecundación. Hay reproducción sexual con cópula, recepción y almacenamiento de espermatozoides por cada uno de los individuos que luego serán utilizados en la fecundación cuando el ovocito logre la madurez. Sin embargo, la reproducción asexual es mucho mas frecuente y generalmente el individuo adulto se adhiere fuertemente a un sustrato e inicia el proceso estiramiento hasta que se fracciona en dos partes. Cada una de las  partes regenera la mitad faltante con lo cual dan origen a dos individuos completamente constituidos (Fig 1). Este tipo de reproducción es llamado fisión.

Figura 1. Regeneración de la cabeza de la mitad posterior del cuerpo. Izquierda: Observe la  presencia de las dos manchas oculares aun sin haber adquirido la cabeza el tamaño total. Derecha: Regeneración terminada de la región anterior. La regeneración es considerada como la reactivación del desarrollo en la vida postembrionaria  para restablecer tejidos perdidos y supone la sustitución del tejido por otro igual que conserva la estructura y funcionalidad del original; es una característica propia de numerosos invertebrados y de algunas estructuras de ciertos vertebrados adultos, principalmente anamniotas (peces y anfibios). Hay tres mecanismos principales de regeneración: morfalaxis, regeneración compensatoria y epimorfosis. Morfalaxis consiste en el restablecimiento del patrón que existía anteriormente pero toma como punto de partida los tejidos existentes o sea que parte de los tejidos “viejos” se transforman en aquellos que se han perdido y se caracteriza por poco división mitótica. Regeneración compensatoria consiste en el aumento en número de células hasta lograr equilibrar en volumen el tejido perdido, estas las células continúan conservando su diferenciación aún al encontrase en este proceso altamente proliferativo. Este tipo de regeneración se evidencia en el hígado de los mamíferos y no se presenta la formación del blastema de regeneración típico de la epimorfosis. Epimorfosis consiste en la formación de un grupo de células no diferenciadas llamado blastema que con una continua actividad proliferativa genera las

estructuras perdidas. Con el tiempo estas células llegan a ser especificadas en cada uno de los tejidos de la parte corporal perdida inicialmente. El blastema se forma por desdiferenciación de las estructuras adultas y es generalmente un tejido no pigmentado que se forma debajo del epitelio. Es conocido desde los años 1700 que las planarias presentan regeneración completa de sus estructuras perdidas y actualmente podemos clasificar dicho mecanismo como epimorfosis. Hay varios modelos propuestos para explicar los procesos por medio de los cuales se forman o crean los patrones específicos (FORMACIÓN DE PATRONES) y como se encuentra la información necesaria para crear esos patrones y formas (INFORMACION POSICIONAL). Los dos modelos a conocer son: a. Modelo de gradiente por difusión y b. Modelo de coordinación Polar.

El Modelo de gradiente por difusión asume que la información posicional es establecida por un gradiente de una sustancia química llamada morfógeno. Las células pueden conocer sus  posiciones al detectar los niveles de concentración del morfógeno y ellas pueden conocer su  polaridad al detectar la dirección del gradiente (Fig. 2). Se cree que las células responden formando diferentes estructuras según los diferentes umbrales

Figura 2. Modelo de gradiente por difusión para explicar el mecanismo de la información posicional de las células de planaria.

El Modelo de coordinación polar intenta explicar la regeneración en tres dimensiones y  propone que las células reconocen su posición con respecto al todo. Se sugiere la existencia de dos sistemas de información, uno que de la información a lo largo del eje longitudinal o sea antero-posterior y otro que indique la posición dentro del un sistema circular de orientación en cada región del cuerpo dando información sobre los ejes dorso-ventral y derecha-izquierda simultáneamente. Se propone que la información no se difunde como un morfógeno sino que se determina con la presencia de moléculas encontradas en la superficie de las células. (Fig. 3)

Figura 3. Modelo de coordinación polar propuesto por French, Bryant y Bryant (1976). A. Información posicional con respecto al eje antro-posterior. B. Información posicional circular.

OBJETIVOS a.

Reconocer la estructura anatómica básica de individuos acelomados.

Identificar las etapas regenerativas por las cuales pasa la planaria dentro del mecanismo de regeneración epimórfica. b.

MATERIALES Y REACTIVOS 2 Estereoscopios

Microscopio

Portaobjetos sin y con cavidad (horadadas) Pipeta Pasteur Hígado (alimento de planarias)

Agua destilada Caja Petri Bomba aireadora

Acuarios Termómetro

Cuchilla nueva

Pincel delgado

Papel milimetrado

Hielo o pila de gel refrigerante

PROCEDIMIENTO A.

Reacción a estímulos

Registre como el individuo responde a los factores ambientales luz, oscuridad, temperatura, tácto, moléculas químicas (alimento) de la siguiente manera: Coloque la planaria en el centro de una caja Petri con agua destilada y observe en el estereoscopio. Describa como es su desplazamiento y después de un corto periodo de tiempo sin realizar seguimiento, registre cual es la tendencia de ubicación espacial dentro de la caja. 1.

Ubique la planaria en el centro de la caja petri y registre el comportamiento que  presenta al aproximar la luz de la lámpara. 2.

Utilice un pincel de cerdas suaves para realizar estímulos tractiles en la parte anterior,  posterior y lateral del cuerpo del inidividuo. Determine como responde al tacto y según estos comportamientos proponga donde podría estar la mayor concentración de receptores táctiles. 3.

Coloque debajo de la caja Petri, donde se encuentra su planaria, una cantidad suficiente de hielo o pila de gel. Observe como se comporta el individuo a medida que disminuye la temperatura. Retire el hielo y registre el cambio de conducta que presenta 4.

el individuo. Realice una tabla en paralelo donde reporte el cambio de comportamiento, según temperatura y tiempo, tome como punto de partida la temperatura ambiente. Coloque un trozo de hígado en el lado opuesto de donde se encuentra el individuo y con la ayuda de una pipeta pasteur genere una corriente de agua que fluya desde el hígado hasta la  planaria. Observe la respuesta a este estímulo a temperatura ambiente. 5.

B.

Morfología

Realice su propio esquema donde identifique las diferentes regiones corporales: anterior,  posterior, dorsal, ventral, cabeza, boca, aurículas, manchas oculares, cavidad de las manchas oculares (Fig. 4). 1.

Figura 4. Regiones corporales de la planaria, vista dorsal. Coloque una planaria en un portaobjetos horadado, adicione agua destilada la cantidad necesaria para llenar la cavidad y cubra con otro portaobjetos liso (sin cavidad). De esta manera podrá observar tanto la superficie dorsal como la ventral. 2.

Lleve al estereoscopio y posteriormente al microscopio la placa para identificar la forma, ubicación y coloración de estructuras como la faringe, poro genital, sistema 3.

nervioso, aparato digestivo. Determine si son visibles los ovarios, testículos, bulbo copulatorio y atrio genital (Fig. 5 y 6).

Figura 5. Esquema de la anatomía interna de la planaria, vista dorsal (Gilbert, S. 2005).

Figura 6. Aspectos morfológicos externos ventrales de la planaria de río Dugesia sp. Arriba: vista dorsal; Abajo: vista ventral. Note en ambas la exposición de la farige. C.

Regeneración

Realice un corte transversal de un planaria en la zona comprendida entre la cabeza y la faringe. Utilice un individuo que se encuentre temporalmente inmovilizado para mayor facilidad. Realice  presión de manera uniforme a lo largo del corte para lograr superficies uniformes. 1.

Observe los dos sectores del cuerpo de la planaria y describa lo que sucede inmediatamente después del corte (Fig. 7). ¿Cómo ocurre el cierre de la herida? Descríbalo. ¿Cuánto tiempo le toma a la planaria este proceso? 2.

Figura 7. Aspecto externo de las áreas donde se realizó el corte transversal del individuo. Ariba: cierre de la herida en la región anterior. Abajo: cierre de herida en la región posterior.

Continúe con la observación de los dos fragmentos y describa cómo ocurre y cuánto tiempo le toma a la planaria completar el proceso de cicatrización. Registre la temperatura ambiental del día del experimento en el laboratorio. Identifique el  blastema. 3.

Coloque los fragmentos de la planaria en un recipiente con 200 ml de agua destilada y un aireador. 4.

Tome otra planaria y realice dos cortes transversales en la misma región corporal del experimento anterior. Observe el proceso de cierre de la herida de los fragmentos, esquematice y describa lo que ocurre. Coloque en un recipiente con agua destilada los fragmentos obtenidos y recuerde colocarle un aireador. 5.

Realice por dos semanas el seguimiento diario de su experimento de regeneración el cual consiste en: 5.

a.

Realizar esquemas de cada uno de los fragmentos

b.

Registrar las medidas de longitud de cada fragmento

Cambiar el agua a diario con la respectiva eliminación de las secreciones producidas por el individuo adheridas al recipiente. c.

Limpiar con agua destilada la piedra del aireador utilizando el método de fricción. d.

 NOTA: Se le recomienda no alimentar a los individuos durante su regeneración ni usar agua tratada para consumo humano durante el experimento ya que el cloro es tóxico para estos organismos. Cada grupo debe entregar al final del seguimiento de regeneración de las planarias un informe de los progresos registrados. No olvide graficar e interpretar los datos de crecimiento obtenidos. Recuerde argumentar lo observado durante el proceso.

UNIVERSIDAD NACIONAL DE TRUJILLO Facultad de Ciencias Biológicas Escuela Académico Profesional de Biología | Observación de la regeneración en Dugesia sp. | Trujillo –  Perú 2011 - II INTRODUCCIÓN La capacidad de las células de multiplicarse es la base de los fenómenos de reparación de las  pérdidas que ocurren por traumatismos u otros accidentes. Cuando la restitución es total se habla de regeneración, que se define como la génesis de un organismo completo a partir de uno amputado de una o varias de sus partes. La sola reparación de la continuidad de los tejidos, sin que se reedifiquen los tejidos u órganos perdidos, se conoce como cicatrización. De esta manera la regeneración se distingue de la cicatrización y de la reproducción asexuada; sin embargo, los límites de la definición no son muy precisos cuando se considera que, a partir de fragmentos de un organismo, pueden originarse casi tantos individuos como fragmentos, fenómeno que se observa, por ejemplo, en los trematodos (planarias) y en las hidras de agua dulce. Considerada desde este aspecto, la regeneración está estrechamente relacionada con la reproducción asexual y revela la tremenda capacidad de reproducción inherente a la célula. La propiedad de regenerar las pérdidas existe desde los  protozoarios hasta los vertebrados; sin embargo, en términos generales, la capacidad regenerativa es menor en las especies con mayores niveles de organización y, además, puede variar considerablemente1. Clásicamente, se ha considerado que la puede deberse a dos mecanismos distintos: la morfalaxis y la epimorfosis. Denominamos epimorfosis a la restauración morfológica y funcional de una estructura anatómica perdida en un organismo adulto mediante la formación de un  blastema. Por otro lado, el término morfalaxis implica un drástico remodelado de los tejidos  preexistentes, de forma que parte de los viejos tejidos se transforman en aquellos que se han perdido; se forma así un organismo completo sin que exista un proceso proliferativo, es decir, sin la formación de un blastema propiamente dicho. Por tanto, cuando nos referimos a la regeneración de Dugesia sp. nos encontramos frente a un proceso de epimorfis2. Justamente es Dugesia sp. “planaria” uno de los animales con mayor capacidad regenerativa conocida. Cuando una planaria se

corta horizontalmente en varios fragmentos, cada uno de ellos es capaz de regenerar un animal completo; de la región anterior se originaría la cabeza y de la posterior emergería la porción caudal,  por esto se plantea que la planaria tiene una capacidad regenerativa bidireccional. Por otra parte, se ha señalado que cada segmento individualizado tiene el potencial necesario para formar un gusano completo, porque en él existen células madre totipotentes. Otro rasgo interesante, es el hecho que una planaria puede reconocer un estímulo particular y responder de una forma específica si  previamente ha recibido condicionamiento; si este animal entrenado se divide en varios fragmentos, cada uno de los gusanos completos regenerado s puede responder como el gusano original, lo que indica un proceso de almacenamiento y transferencia de conocimiento3. El presente trabajo se ha realizado con la finalidad de observar y demostrar el proceso de regeneración en Dugesia sp “planaria”.

MATERIALES Y MÉTODOS Como material biológico se emplearon individuos de Dugesia s p. “planaria” colectados en el distrito de Laredo. En el laboratorio, se adormeció a los gusanos colocándolos sobre hielo para rápidamente realizar los siguientes cortes:

Los fragmentos fueron colocados individualmente en frascos pequeños que contenían agua filtrada del estanque donde fueron colectados los individuos. A los tres días se introdujo materia orgánica (restos de algas y raíces de Euchornia sp.) para su alimentación. Se realizaron observaciones diarias  por un lapso de dos semanas, fijándose con especial cuidado en la presencia de blastema. RESULTADOS Cuadro N° 01: Tiempo para la formación de blastema en diferentes fragmentos de Dugesia sp. “planaria”

TIPO DE CORTE | FECHA DE CORTE | N° DÍAS APARICIÓN DE BLASTEMA | Longitudinal | Lado derecho | | | | Lado izquierdo | | | Transversal | Anterior | | | | Medio | | | | Posterior | | | Transversal | Anterior | | | | Posterior | | | Bicéfala | | | DISCUSIÓN La existencia del blastema se encuentra ampliamente relacionada con una proliferación celular activa. Se puede definir blastema como una masa de células indiferenciadas y proliferantes que darán lugar a todos los tejidos de la estructura a regenerar. Generalmente, resulta fácil de identificar por ser un tejido no pigmentado que se forma bajo el epitelio que cubre la herida y es identificado en cortes histológicos por la presencia mayoritaria de células de morfología indiferenciada u con alta tasa de división. Durante principios del siglo XX, Morgan, mediante estudios de regeneración en planarias, acuñó el término morfalaxis tras la observación de la regeneración de la faringe a partir de células del “tejido viejo”; no obstante, la regeneración de la planaria acabó considerándose epimorfosis

debido a los estudios realizados por Kido en 1959, quien observó la formación de un blastema. Intentando aclarar esta cuestión, Newmark y Sánchez Alvarado, propusieron que, en la práctica, ambos mecanismos pueden suceder simultáneamente, de manera que la epimorfosis no es sólo un  proceso proliferativo ya que la formación del blastema no excluye una cierta remodelación de los tejidos preexistentes2.

REFERENCIAS BIBLIOGRÁFICAS: 1) Arrau, J.; Bustos, E.; Hoecker, G. & Ramos, A. 1981. Biología de la Reproducción Animal 1ra edición. Editorial Andrés Bello. Santiago de Chile. 2) Durán, I. 2009. “Modelos de Regeneración”. Disponible en: [http://www.encuentros.

uma.es/encuentros122/Regeneracion.pdf]. 29 de octubre 2011. España. 3) Hernández, P. 2006. “Regeneración Biológica: Secretos de la Naturaleza” en Revista Cubana de

Hematología, Inmunología y Hemoterapia. Vol 22(3). Instituto de Hematología e Inmunología. Cuba

REFERENCIAS LINKOGRAFICAS: RECUPERADO (http://www.thebrightesthub.com/how-to-perform-planaria-regenerationexperiment/)

http://www.biologydiscussion.com/invertebrate-zoology/phylum-platyhelminthes/dugesiatigrina-habitat-structure-and-locomotion/28835 (regeneracion de la dugesia tigrina)

ANEXOS:

Imagen 01. Regeneración en Dugesia