Experimentos con Planaria

Publicado el 27 octubre, 2020

¿Qué son las planarias?

Las planarias, comúnmente llamadas gusanos planos , se utilizan con frecuencia en todo tipo de investigación de laboratorio. Son sujetos de investigación populares por varias razones, incluidas las capacidades reproductivas, la regeneración de tejidos y la memoria celular condicionada.


Platelmintos platelmintos
Platelmintos platelmintos

Reproducción sexual y no tan sexual

Una de las principales razones por las que los investigadores utilizan planarias en los experimentos es por sus variadas capacidades reproductivas. La mayoría de las planarias son capaces tanto de reproducción sexual , que involucra a otro organismo, como de reproducción asexual , que ocurre dentro de un solo organismo. Echemos un vistazo rápido a ambas opciones.

Lo tienen todo

Las planarias son hermafroditas , lo que significa que tienen ambos órganos sexuales (un ovario y un testículo). Esto significa que es posible que una planaria quede embarazada e impregne a otra planaria simultáneamente. ¡Todo puede suceder a la vez!


Anatomía sexual interna de una planaria.
Dúo Sexo

Cambio de imagen extremo

Si pensaba que esa opción era extraña, escuche esto: durante la reproducción asexual , el gusano plano literalmente se separa en un proceso llamado fisión transversal . Durante este proceso, se forma un punto de constricción aproximadamente a medio camino entre los extremos de la planaria. Poco a poco, el sitio de constricción se pellizca y las dos mitades se separan. Pero no tienes que sentirte mal por las mitades: estarán como nuevas después de que vuelvan a crecer o regeneren los tejidos perdidos.


Un sitio de constricción (representado por una línea discontinua) aprieta el gusano plano en dos segmentos separados.
Fisión transversal

Experimentos reproductivos

Con frecuencia, los estudios reproductivos planarios investigan cómo las fuerzas externas, o los estímulos externos , cambian o afectan la tasa de reproducción y el tipo (asexual / sexual). No tenemos espacio para cubrir todo aquí, pero aquí hay algunos estímulos externos experimentales comunes y sus efectos:

Estímulos externosSexualAsexual
pHSin efecto (letal en extremos)Deprimido en pH bajo (letal en extremos)
TemperaturaAumenta a medida que aumenta la temperaturaDeprimido a bajas temperaturas / altas temperaturas no tuvo ningún efecto
Oscura luzIncrementado en ausencia de luzIncrementado en ausencia de luz

Renegados de regeneración

Casi todas las especies de plantas y animales experimentan la renovación celular , que ocurre cuando las células muertas y muertas se reemplazan con nuevas células sanas. Esto también se conoce como recambio fisiológico y, aunque suena mal, implica principalmente el reemplazo de células y la cicatrización de heridas. Sin embargo, las planarias llevan esto a un nivel completamente nuevo: no solo son capaces de reemplazar las células muertas y moribundas, sino que también pueden regenerar por completo los tejidos perdidos o dañados. Esto sería como si un humano volviera a crecer una pierna o dedos amputados. Increíble, ¿verdad?

Las planarias son capaces de regenerarse o volver a crecer casi todo el cuerpo; incluso si solo queda 1/200 del espécimen original, una planaria puede volver a crecer por completo todas las secciones faltantes. Esta magia ocurre a través de las células pluripotentes , también conocidas como células madre . Las células pluripotentes tienen la capacidad de convertirse en cualquier tipo de célula o tejido, lo que significa que pueden regenerar lo que sea necesario. En la mayoría de las especies, las células pluripotentes solo están presentes durante la fase embrionaria de la vida, y las células eventualmente se limitan a la renovación fisiológica de rutina , por lo que aún reparan el daño y la pérdida, pero no reemplazan grandes cantidades de tejidos perdidos.

Experimentos de regeneración

Una razón por la que esta regeneración es tan interesante para los investigadores es porque las planarias y los humanos comparten varios tipos de tejidos y células. Entonces, si ellos pueden hacerlo, en teoría, ¡nosotros también podemos! Aprovechar las habilidades regenerativas de las planarias tiene grandes implicaciones en la salud humana. A continuación se muestran algunos experimentos dignos de mención:

  • Mapeo de genes: el mapeo de genes planarios ha demostrado que un poco más de 200 genes están involucrados en la regeneración de tejidos. Muchos de los 200 genes son ortólogos de genes humanos, lo que significa que ambos se derivan de un gen ancestral común.
  • Identificación de sitios de transcripción del ADN: una vez que los investigadores identificaron y mapearon los genes involucrados en la regeneración de tejidos, el siguiente paso fue identificar, aislar y manipular los mecanismos que controlan la transcripción del ADN. Los científicos descubrieron cómo detener e iniciar la transcripción del ADN, que detuvo o inició la regeneración de tejidos.

Memoria celular acondicionada

Mientras trabajaban con planarias, los investigadores encontraron que ciertas especies aprendían más fácilmente que otras y podían entrenarse. La mayoría de los estudios se centraron en el uso de refuerzo positivo y negativo para entrenar a las planarias a maniobrar a través de un recorrido simple en forma de Y. El refuerzo positivo , como una recompensa, alentó a las planarias a moverse hacia un área y el refuerzo negativo , o castigo, disuadió el movimiento hacia una sección del laberinto.


Las planarias responden bien a la comida como refuerzo positivo
Planario del laberinto en Y

De las especies de planarias que se pueden entrenar, algunos de los refuerzos exitosos incluyen:

ReforzamientoRefuerzo positivoReforzamiento negativo
Luz aumentada*
Mayor oscuridad*
Corriente eléctrica*
Comida*
Comida con luz*
Alimentos con corriente eléctrica*
Comida con oscuridad*

Cortando recuerdos

Imagínese si cada célula de su cuerpo pudiera retener recuerdos. Esto significaría que cada receptor de sangre donada podría obtener los recuerdos del donante, lo cual es extraño pero también genial. Este es el caso de muchas especies de planarias entrenables. Los investigadores han descubierto que todas las células retienen los recuerdos entrenados o condicionados creados por las planarias. Después de que los investigadores identificaron una especie entrenable de planarias, comenzaron a tratar de averiguar dónde se guardaban esos recuerdos. Esto implicó cuchillos afilados, rebanar y muchas pruebas. Primero, probaron las regiones anterior y posterior para determinar la capacidad de retención de la memoria y descubrieron que, una vez que volvían a crecer en una planaria completa, ambos segmentos navegaban por el laberinto en Y con la misma velocidad que la planaria original.

El siguiente paso de los investigadores fue probar segmentos cortados de diferentes tamaños y ubicaciones (de dónde fueron extraídos). Los resultados fueron asombrosos: sin importar qué sección de tejido y sin importar el tamaño de la porción, una vez que las secciones planarias se regeneraron, todas las rebanadas mostraron velocidades de recorrido de laberinto similares a las de la muestra acondicionada original.

Resumen de la lección

Las planarias se utilizan en muchos tipos de investigación, en parte porque tienen algunas características fascinantes relacionadas con la reproducción, la regeneración y la memoria celular. Las planarias son capaces de reproducirse tanto asexualmente como sexualmente . La investigación reproductiva se ha centrado en identificar los estímulos externos que alteran el modo y la velocidad de reproducción. Las planarias también son capaces de una regeneración extrema de los tejidos ; pueden volver a crecer completamente todas las secciones perdidas incluso si solo queda una parte muy pequeña del organismo original. La investigación atribuye estas increíbles habilidades regenerativas a la retención de pluripotentescélulas madre, que pueden volver a crecer hasta convertirse en cualquier cosa. Algunas planarias se pueden entrenar mediante el refuerzo, y los investigadores han descubierto que cada célula dentro del organismo retiene los recuerdos condicionados creados por el espécimen original.

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