Cuando la gente piensa en la regeneración animal los primeros ejemplos que acostumbran a venirnos a la cabeza son las colas de las lagartijas o las extremidades de las salamandras....pero es esto todo? Pues no, la verdad es que muchos otros animales pueden también regenerar. Además, las salamandras pueden regenerar muchos más órganos y estructuras aparte de las extremidades.

Todas las especies animales están agrupada en diferentes filos (unos 35). En biología, un filo es una unidad de clasificación donde se agrupan todas las especies que comparten una serie de características morfológicas y relaciones evolutivas que las hacen más parecidas entre ellas que no con especies de otros filos. Entre los filos más conocidos hay el de los moluscos (caracoles, bivalvos, pulpos,...), artrópodos (insectos, arañas, crustáceos) o los cordados (donde se encuentran los vertebrados como nosotros). Y en muchos de estos filos encontramos especies que pueden regenerar. Ahora bien, no todas las especies pueden regenerar con la misma facilidad o los mismos órganos o estructuras. El hecho que la capacidad regenerativa esté más o menos presente a lo largo de los diferentes filos animales hace pensar que estaba ya presente en el supuesto último ancestro común de todas las especies animales actuales. Desde un punto de vista evolutivo, pues, esto supone que mientras esta capacidad regenerativa se ha mantenido en algunas especies, se habría perdido en gran medida en muchas otras como, por ejemplo, en los mamíferos. Así, en este escenario donde la regeneración fuese una característica ancestral hemos de pensar que muchas especies han perdido esta capacidad. El escenario alternativo sería aquel en que la capacidad de regenerar hubiese aparecido de manera independiente en diferentes grupos animales sin que fuese ésta una característica presente en el último ancestro común.

Dentro de este debate hemos de tener en cuenta que el hecho que sabemos que animales muy diferentes regeneran estructuras parecidas (homólogas o no) utilizando los mismos mecanismos genéticos y celulares, lo cual apoya la hipótesis de un origen común. Ahora bien, por otro lado, sabemos igualmente que hay algún caso (muy pocos, en verdad) donde se ha descrito que la regeneración parece depender de algún gen específico de aquella especie, cosa que podría llevar a pensar que la regeneración ha aparecido de manera independiente gracias a estos genes "mágicos" de la regeneración. A pesar de todo, la opinión mayoritaria en el campo favorece la idea del origen de la regeneración en la base de los animales.

Además, sabemos también que en muchos casos los genes y programas moleculares que se usan para regenerar una estructura son los mismos que se usan para "construirla" durante el desarrollo embrionario. Esto hace que muchas veces el potencial regenerativo dependa de la capacidad o no de reactivar estos programas genéticos que funcionaron durante los estadios embrionarios una vez tiene lugar una herida o pérdida traumática en el adulto. En todo caso, cuantas más especies nuevas describamos que pueden regenerar y cuanto más entendamos este proceso a nivel celular y molecular en ellas, más fácil será responder a algunas de las preguntas planteadas sobre el origen evolutivo de la regeneración.

Volviendo a ejemplos de animales que regeneran bien cabe destacar las llamadas especies modelo para estudiar la regeneración. Una especie modelo es una especie animal que se usa en el laboratorio para estudiar un proceso biológico concreto. Las especies modelo deben reunir una serie de características comunes importantes: deben poderse mantener fácilmente en condiciones de laboratorio y hemos de disponer de los instrumentos y tecnologías apropiadas para estudiar a nivel molecular, genético y celular el proceso en el que estamos interesados. Así, por ejemplo, hay centenares de especies de planarias de agua dulce y muchas de ellas regeneran. Ahora bien, la gran mayoría de laboratorios que trabajan en la regeneración de las planarias lo hacen con 2 especies modelo.

Otro aspecto a destacar es que no todas las especies modelo donde estudiar la regeneración lo hacen de la misma manera. Entre los animales con una mayor capacidad regenerativa encontramos a las planarias de agua dulce y a las hidras. En estos modelos, una pequeña parte de su cuerpo puede regenerar un animal completo en pocos días, cosa que las convierte en las campeonas de la regeneración. Otros modelos invertebrados como algunos insectos y crustáceos pueden regenerar las extremidades, aunque este proceso se asocia a la manera que tienen de crecer mediante mudas sucesivas. Si, por ejemplo, un grillo pierde una pata, ésta regenera durante la siguiente muda. Otras especies conocidas que regeneran son algunos caracoles, los pepinos de mar o las estrellas de mar. Dentro de los vertebrados, los ejemplos más conocidos tal y como se ha comentado, son algunos amfibios y reptiles que pueden regenerar las extremidades o la cola. Pero las salamandras y tritones pueden regenerar muchas más cosas: mandíbulas, lentes de los ojos, el cerebro o la médula espinal. El pez cebra es otro buen modelo para estudiar la regeneración porque, entre otros órganos, es capaz de regenerar el corazón. Es decir que les podemos cortar una parte significativa de su corazón (un 25-30%) y son capaces de sobrevivir y regenerar este órgano vital.

Finalmente, otro aspecto a tener en cuenta es el hecho que muchas veces estas capacidades regenerativas se asocian a los diferentes estadios del ciclo vital de los animales. Esto significa que, por ejemplo, animales jóvenes regeneran mejor que animales viejos. Es decir, las capacidades regenerativas tienden a disminuir a medida que se envejece. Ejemplos conocidos de esto los encontramos en las ranas: mientras que las larvas (renacuajos) tienen una gran capacidad regenerativa, ésta se pierde una vez superada la fase de la metamorfosis que conduce al organismo adulto. Entre los mamíferos, por ejemplo, los ratones pueden regenerar las extremidades de los dígitos en estadios embrionarios, pero no en estadios postnatales. Lo mismo pasa incluso con órganos complejos como el corazón. Así, ratones de hasta 7 días de vida parecen poder regenerar el corazón si les cortamos un fragmento. Ahora bien, esta capacidad regenerativa se pierde una semana después del nacimiento. En todo caso, estos ejemplos muestran que incluso aquellos animales que normalmente no regeneran pueden pasar por un momento clave de su ciclo vital donde sí pueden regenerar algunos órganos y estructuras. Esto implica que tienen (o han tenido) un cierto potencial regenerativo y que, por tanto, podemos tratar de reactivarlo en estadios, en principio, no regenerativos.

En resumen, muchos animales pueden regenerar alguna parte de ellos, no todos los animales pueden regenerar los mismos órganos o estructuras y la capacidad regenerativa se reduce en muchos casos a medida que los animales envejecen. Dentro de este campo de investigación resulta primordial estudiar la regeneración en el máximo número posible de especies para poder llevar a cabo estudios comparativos y determinar así tanto las similitudes como las diferencias entre las diferentes estrategias usadas para regenerar y que iremos describiendo en futuras entradas en este blog.

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Francesc Cebrià
Francesc Cebrià

Profesor titular del Departamento de Genética de la Facultad de Biología de la Universidad de Barcelona. Toda mi carrera científica, y a lo largo de un periplo vital Barcelona-Japón-EE.UU.-Barcelona, la he dedicado a estudiar la regeneración en las planarias: unos animales extraordinarios que pueden regenerar un individuo completo a partir de una pequeña parte de su cuerpo.

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¿Cómo lo hacen algunos animales para regenerar extremidades, aletas, el corazón, el cerebro o todo un individuo a partir de una pequeña parte de su cuerpo?

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