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Desarrollo embrionario del pez cebra

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Danio rerio, el pez cebra es un animal muy utilizado en ciencia por muchas razones, pero una de las principales es que sus huevos son transparentes y evolucionan muy r├ípido. Esto permite a los cient├şficos seguir el desarrollo embrionario del pez cebra en sus primeras fases con una simple lupa o estereomicroscopio y aprender de este maravilloso animal. Cuando un cient├şfico estudia los huevos de pez cebra┬ápuede aprender muchas cosas sobre nosotros mismos, ya que tenemos una gran similitud gen├ętica con estos animales.

En┬á Aprende con Danio,┬á estamos convencidos de que observar c├│mo se desarrolla el pez cebra no solo va a fascinar a los cient├şficos profesionales, sino que cualquier persona puede aprender y deleitarse con este fen├│meno. Por eso ponemos a disposici├│n del p├║blico huevos de pez cebra y┬á proyectos docentes desarrollados para primaria, secundaria y estudios superiores que estimular├ín el inter├ęs por la ciencia en los m├ís j├│venes.┬á

En este post vamos a repasar cómo es el desarrollo embrionario de Danio rerio de manera detallada.

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El efecto de la temperatura

Los peces son animales de sangre fr├şa. Esto significa que no mantienen una temperatura interior constante, sino que su metabolismo se adapta a la temperatura externa. Cuando hace m├ís calor, todo en ellos ocurre de forma m├ís r├ípida, por ejemplo su crecimiento. Esto tambi├ęn afecta al desarrollo de los huevos. Cuando la temperatura es m├ís alta, los huevos se desarrollan m├ís deprisa y cuando es m├ís baja, tardan m├ís en formarse. El rango de temperatura en el que los huevos pueden desarrollarse adecuadamente es entre 22 y 30 grados. Por encima o por debajo de estas temperaturas, los embriones empiezan a tener problemas o mueren.

Por eso, en investigaci├│n cient├şfica se usa una temperatura est├índar de trabajo, que est├í entre 27 y 28,5┬║C. Vamos a describir c├│mo se desarrolla el pez cebra a una temperatura de 28,5┬║C. Esta es la temperatura descrita en el art├şculo de Kimmel y colaboradores, que es en el que nos hemos basado principalmente para escribir este post. Si quieres profundizar en este tema, puedes consultar dicho art├şculo y otros relacionados en la bibliograf├şa.

Si la temperatura donde vas a mantener tus embriones es m├ís baja, todo ocurrir├í de manera m├ís lenta que lo que contamos aqu├ş y si es m├ís alta ser├í m├ís r├ípido. Para que tengas una referencia, la eclosi├│n a 22┬║C se producir├í sobre la semana desde la puesta. Para ayudarnos a regular la temperatura especialmente en los lugares m├ís fr├şos, tenemos disponible en nuestra tienda online, mantas de calentamiento de reptiles colocadas bajo cristales gruesos elevados.

En el aula podemos utilizar el fen├│meno de la temperatura para explicar lo que es un animal de sangre fr├şa y el efecto de la temperatura en la vida. Si ponemos huevos a dos temperaturas distintas, siempre dentro de ese rango entre 22 y 30 ┬║C, veremos que los que est├ín a mayor temperatura eclosionan antes. Esta diferencia la observaremos con cambios tan peque├▒os como dos grados, por lo que podemos reflexionar sobre el cambio clim├ítico y sus consecuencias en la vida.

 

 

Etapas del desarrollo embrionario de Danio rerio

La fecundación en el pez cebra es externa: la hembra expulsa los huevos al agua y el macho libera su esperma sobre ellos. Puedes aprender más sobre la reproducción de Danio en este enlace.  La abreviatura hpf, se refiere a horas post-fecundación, como hemos comentado referida a 28,5ºC.

Cigoto (0 hpf)

La fecundación, la unión del huevo y el espermatozoide hace que el huevo por dentro se reestructure. La parte que va a formar el embrión se va a un polo (polo animal) formando una estructura llamada  blastodisco. Al resto del huevo (polo vegetal) acude el vitelo, la parte del huevo que servirá de alimento al embrión hasta que la larva eclosione y pueda alimentarse por ella misma. Es el equivalente a  la yema del huevo de las gallinas, un bocadillo que le da la madre para que el embrión se pueda desarrollar.

Los huevos de los peces se clasifican como telolecitos por esta propiedad que hace que el vitelo est├ę en una parte y el polo animal en otra.

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Descubre por qu├ę es azul

Clivaje. Primeras divisiones (3/4-2 hpf)

Las segmentaci├│n del embri├│n del pez cebra┬á s├│lo se da en el polo animal. Es lo que se┬á conoce como segmentaci├│n┬á merobl├ística. Esto es diferente por ejemplo a los mam├şferos, donde la segmentaci├│n es holobl├ística, es decir todo el huevo se divide.

La primera divisi├│n ocurre a los 45 minutos tras la fecundaci├│n y las siguientes cada 15 minutos. En las primeras divisiones somos capaces de contar las c├ęlulas, que se llaman blastomeras.┬áPrimero se forman dos c├ęlulas, estas dos se dividen en 4, esas 4 en 8 y as├ş sucesivamente de forma sincr├│nica hasta la fase de 64 c├ęlulas, donde se considera que acaba esta etapa y empieza el periodo de blastulaci├│n.┬á

Foto de embri├│n de pez cebra. Clivaje

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Blástulación (2 1/4-5 1/4 hpf)

La blastulaci├│n es una fase en la que┬á las c├ęlulas se siguen dividiendo pero de manera asincr├│nica. En esta etapa de blastulaci├│n, el blastodisco va adquiriendo la forma de una pelota. Llega un momento que ese ac├║mulo de c├ęlulas del polo, llamado epibolia se va moviendo a lo largo de la superficie del embri├│n como si se derritiera un helado de bola.

Blastulaci├│n
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La misma imágen en la etapa de blastulación tomada con diferentes fondos en el danioscopio. La blastulación es una buena etapa para ver cómo el embrión de pez cebra es transparente. 

Gástrula (5 1/4-10 hpf)

Cuando las c├ęlulas de ese helado han llegado a m├ís o menos la mitad de la esfera podemos hablar de la fase de g├ístrula. En esta fase, adem├ís las c├ęlulas se dividen en profundidad en tres capas, como las l├íminas de una cebolla. Estas capas se llaman ectodermo, mesodermo y endodermo.

Del ectodermo saldr├í la piel y el sistema nervioso, del mesodermo los m├║sculos, huesos y tejido conectivo y del endodermo el tubo digestivo. En esta fase tambi├ęn se forma el eje corporal del embri├│n.

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Segmentaci├│n (10-24 hpf)

La capa de c├ęlulas que ca├şa como un helado sobre el embri├│n se concreta en un anillo que lo abraza. Una parte de este se transformar├í en la cabeza y el resto en la cola. En el centro se delimitar├í el saco vitelino, que ir├í disminuyendo de tama├▒o seg├║n avance el desarrollo y sus reservas se vayan consumiendo. El mesodermo se va dividiendo formando unas estructuras llamadas somites a partir de los cuales se formar├ín el esqueleto, los m├║sculos y la dermis de las distintas parte de del cuerpo. El sistema nervioso se va desarrollando y al final de la fase aparecen los primeros movimientos corporales.

Tambi├ęn se forman las placodas ├│ptica y ├│tica, esbozos de ojos y o├şdos, respectivamente, as├ş como las c├ęlulas pigmentadas del epitelio de la retina y los melan├│foros.

Foto de embri├│n de pez cebra. Segmentaci├│n
Foto de embri├│n de pez cebra. Segmentaci├│n

Per├şodo far├şngeo (24 ÔÇô 48 hpf)

Esta fase se llama as├ş porque aparecen unas estructuras llamadas arcos far├şngeos en la cabeza. El embri├│n se va a largando y empieza a pigmentarse. Se forma gr├ínulos de melanina inicialmente en el ojo y la cabeza y se va extendiendo hacia abajo. Seg├║n avanza la melanina se dispone en l├şneas, que dar├í lugar a las rayas del pez cebra.

Somos capaces ya de ver el coraz├│n y el latido cardiaco.

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Descubre por qu├ę es verde

Per├şodo de eclosi├│n (72 hpf aproximadamente)

El momento de la eclosi├│n en el pez ocurre al tercer d├şa post-fecundaci├│n pero puede variar con la temperatura. El embri├│n contin├║a creciendo y completa r├ípidamente la morfog├ęnesis de ├│rganos y sistemas. Se desarrollan los cart├şlagos de la cabeza (condrocr├íneo). Se pueden ver las aletas pectorales y se forma la mand├şbula entre los ojos que se ir├í reubicando por delante de estos.

Foto de larva de pez cebra eclosionada

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Larva temprana

Contin├║a la formaci├│n del esqueleto y la larva crece r├ípidamente, al d├şa siguiente se infla la vejiga natatoria, el tubo digestivo se coloca m├ís ventralmente y disminuye el saco vitelino. Son claramente visibles los latidos card├şacos, la circulaci├│n sangu├şnea, los movimientos corporales y diversas respuestas a est├şmulos mec├ínicos. Desarrolla comportamientos de activa captura de alimento y evitaci├│n de predadores.

Foto de larva temprana de pez cebra.

Juvenil

Prácticamente como el adulto pero de menor tamaño.

Adulto

Alrededor de los tres meses alcanzan la madurez sexual y se pueden diferenciar machos y hembras.

pez zebra
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┬áBibliograf├şa

 

Preguntas frecuentes sobre el desarrollo embrionario del pez cebra

┬┐Qu├ę es la blastulaci├│n?

Es una etapa del desarrollo embrionario, previa a la gastrulaci├│n, en la que las c├ęlulas se dividen de forma asincr├│nica.

¿Cuáles son las etapas del desarrollo embrionario del pez cebra?

A una temperatura de 28,5┬║C podemos diferenciar estas etapas en estos tiempos medidos en horas post fecundaci├│n (hpf): Cigoto, 0 hpf; Blastulaci├│n 2 1/4-5 1/4 hpf); G├ístrula (5 1/4- 10 hpf); Segmentaci├│n (10-24 hpf); Periodo far├şngeo (24-48 hpf); Periodo de eclosi├│n (alrededor de 72 hpf)

┬┐Cuanto tarda en eclosionar un huevo de pez cebra?

Depender├í de la temperatura. A 27-28 ┬║C aproximadamente 3 d├şas. Sobre 22 ┬║C alrededor de una semana. A m├ís temperatura, eclosionar├í antes y a menos temperatura m├ís tarde.

 

 

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