Artículo de método

Caracterización morfológica de la regeneración anterior en Diopatra claparedii

DOI:

10.3791/69421

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13 de marzo de 2026

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1Faculty of Science and Marine Environment, Universiti Malaysia Terengganu, 2STEM Foundation Centre, Universiti Malaysia Terengganu

En este artículo

Resumen

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Este protocolo proporciona un marco enfocado para caracterizar el proceso de regeneración anterior en Diopatra claparedii, sirviendo como un paso crítico hacia futuros estudios regenerativos.

Resumen

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Los poliquetos poseen la capacidad de regenerar los segmentos anterior y posterior tras una lesión o autoamputación, ofreciendo un sistema manejable para estudiar la reparación de heridas y el patrón tisular. Para apoyar estudios comparativos y mecanicistas en la regeneración de anélidos, este estudio presenta un protocolo para inducir y caracterizar la regeneración anterior en Diopatra claparedii (D. claparedii). El protocolo detalla los pasos para el manejo de la muestra, inmovilización y amputación precisa, seguidos de puntos de observación programados para documentar la progresión morfológica a lo largo de la regeneración. D. claparedii fue retirada suavemente de sus tubos con un palo de extremo romo e inmovilizada en cloruro de magnesio al 4% para inducir la relajación. La amputación anterior se realizó en elcuarto quetigre bajo un estereomicroscopio, y el proceso de regeneración se monitorizó en los días 1, 6, 15, 30 y 60 tras la amputación. El procedimiento permite una inducción consistente de la regeneración anterior y captura características morfológicas clave durante el cierre temprano de la herida, la formación de blastemas y el restablecimiento de segmentos. Al proporcionar un flujo de trabajo reproducible y una referencia morfológica para D. claparedii, este protocolo proporciona una base práctica que apoya futuras investigaciones que buscan relacionar observaciones morfológicas con procesos celulares o moleculares subyacentes en la regeneración de anélidos.

Introducción

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Los poliquetos comprenden casi el 65% de todas las especies de anélidos descritas, lo que los convierte en uno de los grupos más diversos de invertebradosmarinos 1. Una lista de verificación actualizada reciente de especies de poliquetos (Annelida) registró un total de 57 especies pertenecientes a 47 géneros de 30 familias de aguas costeras de Malasia, siendo la mayoría de las especies (53 especies) reportadas en la penínsulade Malasia 2. Entre ellas, Diopatra claparedii (D. claparedii) Grube, 1878, conocida localmente como ruat sarung, es una de las especies de poliquetos explotadas comercialmente en Malasia. Se encuentra principalmente a lo largo de los bancos de lodo en la costa oeste de la península de Malasia, incluyendo sitios como Jeram Beach,Selangor 2,3.

D. claparedii pertenece a la familia Onuphidae y es un poliqueto sedentario que vive en tubos, conocido por su capacidad para regenerar tanto segmentos anteriores como posteriores del cuerpo. Esto incluye componentes del sistema nervioso central yperiférico 4. Su plan corporal segmentado bien definido y su pronunciada capacidad regenerativa hacen de D. claparedii un modelo invertebrado prometedor y manejable para investigar la regeneración tisular en sistemas biológicos relativamente complejos. La selección de D. claparedii como organismo modelo para los estudios de regeneración se debe a su relevancia ecológica, su importancia regional y las actuales lagunas en el conocimiento científico sobre su capacidad regenerativa. Esta especie se pesca comercialmente y se utiliza ampliamente como cebo de pesca en Malasia, lo que indica que es bien conocida por las comunidades locales y no se considerarara 2,3. Por tanto, investigar la regeneración en D. claparedii tiene un valor práctico y económico, ya que los hallazgos pueden ayudar a difundir el conocimiento científico entre los actores locales, al tiempo que potencialmente informan estrategias para apoyar la sostenibilidad poblacional mediante una mejor comprensión de los mecanismos regenerativos.

Además, D. claparedii presenta una distribución geográfica específica en el sudeste asiático, con una representación particularmente alta en los ecosistemas costeros deMalasia 2,3. Sin embargo, la mayoría de los estudios de regeneración sobre poliquetos y otros anélidos se han centrado en especies de América u otras regiones noasiáticas 5,6. Por ejemplo, la bien estudiada Diopatra neapolitana (D. neapolitana), frecuentemente utilizada como especie biomarcadora regenerativa, tiene una amplia distribución que abarca el Mar Rojo, el Océano Índico, el Mar Mediterráneo y el Atlántico7. En consecuencia, la investigación sobre regeneración de anélidos nativos del sudeste asiático, incluyendo D. claparedii, sigue siendo limitada.

Estudios previos sobre poliquetos han mostrado etapas de regeneración distintas y reproducibles, incluyendo cierre de heridas, formación de blastemas y diferenciación segmentariade tejido 7,8. Aunque se han reportado previamente estudios a nivel molecular sobre D. claparedii, las investigaciones centradas específicamente en la regeneración son escasas. Además, los trabajos existentes han enfatizado en gran medida la caracterización molecular en lugar de los protocolos experimentales de regeneración. Además, D. claparedii muestra procesos tanto de desdiferenciación como de rediferenciación, reflejando mecanismos más comparables a los de organismos superiores9. Esta complejidad en la respuesta regenerativa pone de manifiesto el creciente reconocimiento de los poliquetos como modelos intermedios valiosos, sirviendo de puente eficazmente entre invertebrados simples y vertebrados complejos en los estudios de regeneración.

El presente estudio aborda esta carencia estableciendo y optimizando un protocolo de regeneración para D. claparedii, proporcionando un marco sólido para futuras investigaciones funcionales, de desarrollo y moleculares de regeneración en esta especie poliqueta de importancia regional. Específicamente, este protocolo ofrece un enfoque fiable para examinar las etapas secuenciales y los mecanismos subyacentes de regeneración en los poliquetos. Esto permite la observación y caracterización sistemática de procesos regenerativos clave, incluyendo la cicatrización de heridas, la formación de blastemas y la segmentación.

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Protocolo

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Declaración de ética

Este estudio ha sido aprobado por el Comité de Ética en la Investigación de la Universidad de Malasia en Terengganu bajo el número de aprobación UMT/JKEPH/2026/173

1. Recogida y habituación de D. claparedii

  1. Localizar D. claparedii en la zona de llanura de la zona intermareal estuarina (nivel de marea media con arena fina media), que sirve como su hábitat natural.
  2. Excava la parte superior de los tubos poliquetos excavando suavemente en el sedimento con una pala para evitar dañar los tubos.
  3. Confirma la presencia del gusano dentro de cada tubo pellizcando suavemente el tubo y comprobando si hay movimiento o resistencia.
  4. Selecciona solo ejemplares con una longitud corporal mínima relajada de 5 cm.
    NOTA: Elige los poliquetos por longitud corporal para reducir daños al manipulación y evitar fragmentación durante el pesaje.
  5. Recoge sedimentos con una pala de los mismos lugares para mantener la coherencia ambiental en el laboratorio.
  6. Transporta las muestras recogidas al laboratorio en recipientes portátiles refrigerados a temperatura ambiente. Cubre los tubos con una toalla humedecida con agua de mar para mantener la humedad y reducir el estrés durante el tránsito.
  7. En el laboratorio, separa manualmente los residuos del sedimento y luego seca al aire el material bajo la luz solar directa hasta que esté completamente seco y libre de humedad residual.
  8. Elimina o limpia cualquier otro organismo (por ejemplo, pequeños cangrejos, conchas marinas o sustancias extrañas) para asegurarte de que el sedimento esté libre de contaminantes.
  9. Enjuaga los tubos de poliquetos con agua de mar artificial (ASW) para eliminar los residuos y cualquier organismo vivo adherido a la superficie.
    NOTA: Para preparar ASW, mezcla 1/4 de taza de sal marina instantánea en 1,9 L de agua purificada desclorada.
  10. Preparar acuarios utilizando acuario de plástico, con sedimentos del emplazamiento original y rellenar con ASW artificial ajustado a una salinidad de 23-25 ppt (Figura 1). Mantén la temperatura del agua de forma constante en 28 °C durante todo el periodo de adaptación.
    NOTA: El volumen de ASW utilizado fue de 58 L, determinado en función de las dimensiones del acuario: 61,5 cm (L) x 32 cm (V) x 33,5 cm (H).
  11. Transfiere D. claparedii en recipientes plásticos cilíndricos (7 cm de diámetro, 15 cm de altura) llenos hasta la mitad con sedimento, con una densidad de un poliqueto por recipiente.
  12. Sumerge completamente los contenedores en un acuario con ASW aireado. Permite que los poliquetos excaven y se reestablezcan.
  13. Alimenta a los poliquetos con alimento tipo hundimiento para peces a una frecuencia de 2-3 veces por semana, para asegurar una nutrición continua durante todo el periodo de habituación. Elimina el exceso de comida regularmente para evitar la acumulación, el crecimiento de hongos y la contaminación.
  14. La habituación se evaluó mediante observaciones conductuales, con exploración activa (movimiento corporal) y comportamiento de búsqueda de comida (respuesta a estímulos) que indicaban un retorno a la condición fisiológica normal.
    NOTA: Permite un periodo de adaptación de dos semanas antes de comenzar cualquier procedimiento experimental, permitiendo que los gusanos se recuperen de cualquier estrés o amputación accidental sufrida durante la recogida.

2. Regeneración

  1. Selecciona chaetiger 4 como el lugar estándar de amputación para asegurar resultados de regeneración consistentesy exitosos 7,9.
    NOTA: La selección del lugar de amputación en lacuarta parte se basa en hallazgos preliminares. Usa el segmento 10 solo si es necesario, ya que se regenera más lentamente.
  2. Prepara una solución anestésica con cloruro de magnesio hexahidrato al 4% (peso/volumen) (MgCl₂·6H₂O) en ASW (4 g MgCl₂·6H₂O en 1 L ASW).
  3. Empuja suavemente el poliqueto fuera de su tubo usando un palo de extremo romo insertado en la abertura anterior.
    NOTA: Evita dañar el cuerpo durante la retirada.
  4. Luego sumerge el poliqueto en la solución anestésica hasta que esté completamente relajado e inmovilizado (aproximadamente 15 minutos).
  5. Amputar en chaetiger 4 usando un bisturí esterilizado bajo un estereomicroscopio, asegurando precisión y daño tisular mínimo (Figura 1).
    NOTA: Siempre lleva el equipo de protección personal adecuado y ten cuidado para evitar cortes al manipular con bisturí.
  6. Devuelve la parte posterior del gusano a su tubo original usando pinzas, insertando primero el extremo anterior para facilitar la reexcavación natural.
  7. Tras este procedimiento, vigila los gusanos diariamente en busca de cambios en el comportamiento y condiciones físicas, incluyendo signos de infección, caries tisular o mortalidad.
    NOTA: Se consideraron que los individuos que mostraron comportamiento anormal, necrosis visible o deterioro progresivo en la recuperación y se excluyeron de análisis posteriores.
  8. Retener la comida en esta etapa hasta que avance la regeneración, ya que la zona bucal está ausente debido a la amputación anterior. Reanuda el comportamiento normal de alimentación una vez que la boca se haya desarrollado, aproximadamente 60 días después de la amputación (p.a).
    NOTA: Mantener las mismas condiciones ambientales (rango de salinidad del agua 23-25 ppt y temperatura del agua consistentemente en 28 °C) durante todo el proceso de regeneración.
  9. Capturar imágenes de poliquetos regenerados con éxito usando un estereomicroscopio en ciertos días (1, 6, 15, 30 y 60) por año.
  10. Monitorización completa de la regeneración después de las 60 p.a.

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Resultados

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El proceso de regeneración en D. claparedii se monitorizó continuamente hasta la regeneración completa de la cabeza. El patrón general de regeneración fue comparable al reportado para D. neapolitana (Figura 2). El cierre de la herida en el lugar de la amputación se completó en menos de un día tras la amputación (p.a.). Al día 6 p.a., se observó un blastema claramente definido en los individuos supervivientes...

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Discusión

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Los anélidos, compuestos por gusanos segmentados que habitan ambientes marinos, de agua dulce y terrestres, poseen notables capacidades regenerativas en múltiples niveles de organización biológica. Estos van desde la reparación celular y la renovación de células germinales hasta el recrecimiento estructural y, en algunos casos, la regeneración completa del cuerpo a partir de pequeños fragmentosdel cuerpo 8,10. El protocolo actual...

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Divulgaciones

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Los autores no declaran intereses en competencia.

Agradecimientos

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El trabajo de investigación fue apoyado por la Subvención de Investigación para el Talento y la Mejora de Publicaciones TAPE (55269) otorgada a SZA.

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Materiales

Lista de materiales utilizados en este artículo
NombreEmpresaNúmero de catálogoComentarios
Agua de Mar ArtificialOcéano Instantáneo
Hidrómetro Digital de Salinidad de ManoScionix
MgCl2· 6H2OSigmaM2670
Scapel
EstereomicroscopioLeica Microsystem
TeraBits Alimento Completo para PecesTetra
Pinza

Referencias

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  1. Anderson, D. T. Embryology and Phylogeny in Annelids and Arthropods. International Series of Monographs in Pure and Applied Biology Zoology. 50, Elsevier. (2013).
  2. Razmi Shah, R. S. B., Ibrahim, Y. S., Villalobos-Guerrero, T. F., Sato, M. Updated Checklist of Polychaete Species (Annelida) Recorded from Malaysia, with Remarks on the Research History. Biodivers. Data J. 11, e110021(2023).
  3. Idris, I., Arshad, A. Checklist of Polychaetous Annelids in Malaysia with Redescription of Two Commercially Exploited Species. Asian J. Anim. Vet. Adv. 8, 409-436 (2013).
  4. Rouse, G., Pleijel, F. Polychaetes. , Oxford University Press. (2001).
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