Biología

PK-B-217-JA “Ambystoma mexicanum, el ajolote y sus avances científicos”

Acción por el clima
Vida submarina

Asesor: Sandy Berenice Torres Diaz

Pandilla Kids (3ro., 4to., 5to. y 6to. Año de primaria)

Resumen

El ajolote, del náhuatl Axolotl que significa “monstruo del agua”, es una especie del género Ambystoma. El nombre científico de este amiguito acuático es Ambystoma mexicanum. Los Ambystomas son anfibios con cola que tienen su origen hace más de 400 millones de años, en el periodo llamado Devónico, por lo que son mucho más antiguos que los dinosaurios. Los primeros Ambystomas lograron distribuirse por todo el planeta cuando había una sola placa de tierra, lo que se conoce como Pangea que significa, “una sola tierra”, en griego.
Este anfibio “de la eterna juventud” permanece en un medio acuático toda su vida y es capaz de regenerar todas las partes de su cuerpo, incluido el sistema nervioso, situación que lo ha hecho muy atractivo para científicos de todo el mundo. El promedio de vida de un ajolote en cautiverio es de 8 a 10 años. Cuenta con un genoma de 32 mil millones de pares de bases de ADN, esto es diez veces más grande que el del humano.

Pregunta de Investigación

¿Qué importancia tienen los ajolotes para el planeta y la ciencia?

Planteamiento del Problema

Actualmente, el ajolote enfrenta muchas problemáticas para poder sobrevivir, por ejemplo, la destrucción de su hábitat natural, la contaminación del agua, la caza ilegal , el cambio climático e incluso la introducción de especies que no deberían estar junto con el ajolote, como depredadores u otras especies que compitan por los mismos recursos. Estas problemáticas requieren de esfuerzos de conservación efectivos para proteger a los ajolotes y asegurar su existencia a largo plazo.

Antecedentes

El ajolote de Xochimilco, del náhuatl Axolotl “monstruo del agua”, es una especie del género Ambystoma. El nombre científico es Ambystoma mexicanum. Los Ambystomas son unos anfibios con cola que tiene su origen hace más de 400 millones de años, en el llamado Devónico, por lo que son mucho más antiguos que los dinosaurios.
El tatarabuelito de nuestro amiguito, el Ambystoma thieni, surgió mucho después, en el Eoceno, hace alrededor de 50 millones de años. Los primeros Ambystomas lograron distribuirse por todo el planeta cuando había una sola placa de tierra, lo que se conoce como Pangea, “una sola tierra”, en griego. Es decir, en ese entonces la tierra no estaba dividida en los cinco continentes que conocemos hoy en día. Como muchos animales, cuando la tierra se dividió en continentes, por la deriva continental, los Ambystomas también quedaron separados. En el continente americano, los primeros ancestros de los Ambystomas llegaron aproximadamente hace dos millones de años y se establecieron en la parte norte y fueron emigrando hacia el sur hasta llegar a la meseta mexicana.
Posteriormente, en esta meseta se formaron volcanes y cordilleras que volvieron a separar a los ejemplares de Ambystoma y de esta manera —con un probable ancestro común llamado Ambystoma tigrinum— a través del tiempo se fueron diferenciando más y más configurándose en distintas especies.
En México algunas de estas especies quedaron distribuidas en el centro y noroeste del país. El ajolote llegó a habitar en lo que hoy conocemos como el canal de Cuemanco hasta el lago de Chapultepec en la Ciudad de México. Así que el ajolote ya era habitante antiguo del Valle de México mucho antes de que llegaran los aztecas a poblar el Valle.

Los ajolotes son anfibios, los anfibios son la primera especie que logró vivir fuera del agua, en la tierra. Los anfibios se originaron gracias a las primeras especies de peces que lograron desarrollar “pulmones”, un órgano que les permitió respirar fuera del medio acuático. Estos “peces pulmonados” fueron los que dieron origen a los anfibios, y éstos a las primeras especies terrestres, incluso a las aves, que lograron conquistar el cielo. El ciclo de vida de los anfibios se desarrolla en dos partes; la primera mitad de su vida como huevecillos y como larvas, éste depende totalmente del medio acuático.
La segunda etapa de su vida es totalmente terrestre; ésta comienza cuando llegan a su etapa adulta asociada a la madurez de sus órganos reproductivos. Los adultos comienzan un cambio de apariencia para salir al medio terrestre, a este cambio se le llama metamorfosis. La transformación de los anfibios para adaptarse a la vida terrestre da como resultado lo que comúnmente se conoce como salamandra. Pero el ajolote del Valle de México, el Ambystoma mexicanum, es una de las Especies dentro del género Ambystoma que no cambia del medio acuático al medio terrestre cuando comienza su etapa reproductiva; esta especie nunca se transforma en salamandra a diferencia de otras especies del género Ambystoma, el Ambystoma mexicanum, nace, vive y se reproduce en el medio acuático conservando toda su vida el estado larvario.
A esta diferencia de lograr su madurez reproductiva sin tener que transformarse en salamandra se le conoce científicamente como neotenia.
Cuando los aztecas llegaron al Valle de México al ver que la mayoría del territorio era agua, inventaron una forma de crear parcelas de tierra sobre el agua para poder sembrar, a lo que llamamos chinampas. Así aztecas y ajolotes convivían en un mismo hábitat. Incluso los antiguos habitantes del Canal de Xochimilco eran como los anfibios, hombres de lodo y sobre todo de maíz, que tenían lo mejor de dos mundos; la tierra y el agua, eran campesinos y pescadores.
Los aztecas valoraban y respetaban también al ajolote y su hábitat natural porque formaba parte importante de su alimentación. Un par de platillos que preparaban con ajolote eran unos tamalitos que todavía hasta el siglo XX eran llamados tlapiques o un molito de ajolote al que llamaban meztlapique.
Los aztecas también conocían sus propiedades medicinales. Por lo que no sería extraño encontrar ungüentos y tónicos para aliviar el dolor de garganta, en los que el ingrediente principal es el ajolote, algo que todavía las monjas del Convento Dominico de la ciudad de Pátzcuaro preparan con el Ambystoma dumerilii, la especie endémica del lago de Pátzcuaro, Michoacán.
Los ajolotes pueden tener una coloración verde oscura, grisácea, pueden ser pardos, totalmente negros y hay hasta albinos, los albinos son de blancos a rosados. Los de coloración más oscura pueden tener manchas negras y/o marrones. Al año de que nacen los ajolotes pueden alcanzar de 15 a 30 cm de largo. A esta edad se considera que tenemos un ejemplar adulto capaz de reproducirse.

Los ajolotes son grandes nadadores, tiene una aleta dorsal que va de la mitad de su cuerpo hasta el extremo en el cual se convierte en una cola comprimida lateralmente, esta aleta contribuye a un deslizamiento eficaz en el medio acuático. También son veloces, hábiles y pacientes cazadores. Son carnívoros y para cazar se pintan solos, pero de lodo porque los ajolotes cazan en aguas profundas donde el agua es turbia y el fondo es fango, cubiertos de fango esperan a su presa, se quedan inmóviles por largo tiempo, cuando la tienen casi enfrente con un movimiento veloz la atrapan. Gracias a que tienen una boca muy ancha pueden tragar a su presa completita en un solo movimiento: la absorben como una aspiradora.
La palabra Ambystoma significa “boca en forma de copa (invertida) o boca achatada”, debido a su boca grande y ancha.
Dentro de su boca tiene pequeños dientes dispuestos en hileras, sus dientes no están hechos para desgarrar o masticar el alimento, pero tienen una boca de gran capacidad que les permite atrapar y tragar a su presa entera, sin masticarla o luchar con ella.
Tomando en cuenta al medio fangoso del hábitat natural de los ajolotes, el sentido de la vista no es lo más útil para cazar, esta especie tiene un par de pequeños ojos redondos con visión limitada y sin parpados. De manera que han tenido que desarrollar otras habilidades que al momento de cazar les son de mayor utilidad: el sentido del olfato y el tacto.
Además pueden detectar campos eléctricos, y también utilizan señales químicas para percibir su entorno, incluso para descubrir presas. Su dieta en libertad es muy diversa: consta de pequeños peces, renacuajos, insectos acuáticos, lombrices, crustáceos, moluscos de agua dulce y gusanos.
Cuando son larvas su boca es más pequeña y entonces se alimentan de animales acuáticos más pequeños como el zooplancton.
Desafortunadamente, esta especie, tan antigua en la tierra, que ha logrado sobrevivir durante millones de años, incluso sobrevivir a la extinción de otras especies como los dinosaurios, hoy está en peligro de extinción. La extinción de los ajolotes en su estado natural tiene varias causas pero todas son generadas por la especie humana: la contaminación del agua con el desemboque de aguas residuales que destruyen el hábitat de los ajolotes; la introducción de especies –la carpa y la tilapia- que se devoran los huevecillos que las mamás ajolotitas colocan entre las raíces de las plantas acuáticas, que se comen el alimento de los ajolotes y a los ajolotes mismos, en realidad estas plagas introducidas por el hombre devoran todo lo que hay a su paso. Otro problema que disminuye sus posibilidades de supervivencia es la caza de los pocos animalitos que aún quedan en libertad para su venta ilegal.

Objetivo

Conocer las características y habilidades de los ajolotes y su impacto en el mundo y como ayuda en el avance científico.

Justificación

Los ajolotes, especialmente la especie Ambystoma mexicanum, tienen una gran importancia científica debido a sus características únicas y su capacidad regenerativa extraordinaria.
Esta capacidad regenerativa ha provocado un gran interés en los estudios científicos y ha llevado a numerosos avances en la comprensión de la regeneración de tejidos y órganos en los vertebrados, lo que tiene implicaciones significativas en la medicina regenerativa y la biología del desarrollo.

Hipótesis

Si estudiamos las células especializadas de regeneración que posee el ajolote, entonces podríamos tener un gran avance en medicina regenerativa y biotecnología.

Método (materiales y procedimiento)

El método utilizado es documental, recopilando información del Ambystoma mexicanum de libros, visita a la Biblioteca Vasconcelos, conferencia de la UNAM “Ajolote, el legado de los dioses”, biólogo Juan Jorge Avilés Ortega y páginas de internet para conocer su origen, hábitat, reproducción y características biológicas que contribuyen a investigaciones científicas.

Galería Método

Resultados

El ajolote es conocido ampliamente en el mundo por su increíble capacidad de regenerar múltiples órganos y tejidos, en las que destacan tejidos óseo, nervioso, hepático, cardiaco, renal y muscular. Los miembros torácicos y pelvianos han sido los más estudiados gracias a su fácil manejo y son utilizados como modelos de análisis de desarrollo, regeneración, esqueleto génesis y la expresión de los múltiples genes que intervienen en el proceso.
La regeneración de los miembros de los ajolotes es un proceso bifásico donde existe una etapa de preparación y otra de desarrollo.
La formación de blastemas que posteriormente se diferencian en células altamente específicas para cada tejido, es un mecanismo de desarrollo y modelado único en le ajolote.
Es lógico esperar que el estudio, análisis y entendimiento de la capacidad regenerativa de miembros y medula espinal de estos urodelos aportara novedosas estrategias terapéuticas en el campo de la medicina.
El ajolote es el único animal capaz de regenerar cualquier parte de su cuerpo en días o semanas sin dejar cicatrices. Puede regenerar extremidades, incluyendo huesos, mandíbula, piel, órganos, espina dorsal, retina, cerebro, músculos, nervios y hasta el corazón.
Los ajolotes pueden aceptar órganos y extremidades trasplantados de otros ajolotes sin riesgo de rechazo, un rasgo que los hace interesantes en el campo de la investigación médica.
Algunos científicos han mostrado interés en la forma de regeneración de los ajolotes, y entender su proceso de regeneración podría ayudar a comprender el proceso curativo de una herida. Dado que la cicatrización evita que el tejido se regenere, descubrir cómo y por qué el Ambystoma mexicanum no deja cicatrices podría desbloquear la capacidad del ser humano para regenerar tejido.
Las extraordinarias virtudes del ajolote mexicano han propiciado que a este anfibio se le hayan realizado miles de estudios en importantes campos de la ciencia: la biología celular, anatomía, genética y evolución, entre otras.
Hay estudios con Ambystoma mexicanum sobre la rehabilitación de la retina, de la médula espinal, de heridas sin dejar cicatriz; por ejemplo, se ha visto que si tienen una herida en el corazón, se regenera sin dejar cicatriz y el corazón sigue funcionando normalmente.
Por esa extraordinaria capacidad de reconstitución, el ajolote representa para los investigadores un excelente modelo para entender los mecanismos celulares, fisiológicos y moleculares que llevan a la reposición de extremidades, órganos como el corazón y cerebro o células altamente especializadas como las neuronas.

Galería Resultados

Discusión

Conclusiones

El ajolote es una especie con características biológicas realmente asombrosas; por ejemplo, tiene tres formas de respiración branquial, pulmonar y por osmosis. La respiración branquial de este animalito está equipada con filamentos que se encuentran en la parte superior a cada lado de la cabeza y se parecen a las plumas que usaban los aztecas en sus penachos. Tienen la función de generar movimiento para lograr la oxigenación.
Aunque el ajolote no puede vivir fuera del medio acuático, esta especie conservó un par de orificios nasales por los que puede respirar fuera del agua alrededor de 15 minutos, más tiempo fuera del agua sería peligroso porque aunque pueda respirar un poco más tiempo fuera del agua, su piel comenzaría a perder humedad, comenzaría a resecarse y escamarse, sufriría graves lesiones o infecciones en la piel y hasta puede fenecer. De forma natural ellos salen a tomar una bocanada de aire y regresan al medio acuático: esto lo hacen an rápido como un abrir y cerrar de ojos, es casi imperceptible. La respiración por osmosis implica el intercambio de oxígeno a través de la piel.
Los ajolotes pueden regenerar partes de su cuerpo, cuando un ajolote pierde una de sus patas, sobre la herida se forma una protuberancia denominada blastema y a partir de ese momento se inicia el proceso regenerativo, que suele durar unas tres semanas, y al cabo de ese tiempo ya se ha reconstruido una nueva extremidad, completamente funcional y operativa. Pueden reconstruir sus pulmones, ojos, médula espinal y hasta el tejido cerebral.
Por su capacidad de regeneración es que son la segunda especie en el mundo más estudiada en laboratorios a nivel mundial después de los ratones.

Bibliografía

Ajolote. (2018, Septiembre 11). National Geographic. https://www.nationalgeographic.es/animales/ajolote
Ajolote, objeto de múltiples estudios debido a su capacidad de regeneración. (2020, Diciembre 14). Portalambiental.com.mx. https://www.portalambiental.com.mx/sabias-que/20201214/ajolote-objeto-de-multiples-estudios-debido-a-su-capacidad-de-regeneracion
de Medio Ambiente y Recursos Naturales, S. (s/f). Ajolote mexicano, criatura súper dotada. gob.mx. Recuperado el 13 de marzo de 2024, de https://www.gob.mx/semarnat/articulos/ajolote-mexicano-criatura-super-dotada
Estudios para conservar al ajolote, especie con una inusual capacidad de regeneración. (2021, Enero 7). Gaceta UNAM. https://www.gaceta.unam.mx/investigaciones-universitarias-para-preservar-el-ajolote/
Tomás, F. (2022). El Ajolote Resplandeciente (M. Reynaud, Trad.). Francisco Tomas Garcia-Chon.

Summary

The axolotl, from the Nahuatl Axolotl meaning “water monster”, is a species of the genus Ambystoma.The scientific name of this aquatic friend is Ambystoma mexicanum.

The Ambystomas are amphibians with tails that originated more than 400 million years ago, in the period called Devonian, so they are much older than dinosaurs.The first Ambystomas managed to be distributed all over the planet when there was a single plate of earth, which is known as Pangaea, which means, “one earth”, in Greek.

This amphibian “of eternal youth” remains in an aquatic environment all its life and is able to regenerate all parts of its body, including the nervous system, a situation that has made it very attractive to scientists around the world.

The average lifespan of an axolotl in captivity is 8 to 10 years. It has a genome of 32 billion base pairs of DNA, which is ten times larger than that of humans.

Research Question

Problem approach

Background

Objective

Justification

Hypothesis

Method (materials and procedure)

Results

Discussion

Conclusions

Bibliography