Los cnidocitos y la curiosidad: una historia de citología

Texto escrito por Fernando Cervera.

Muestras y fotografías tomadas por José Manuel García Verdugo, Carlos Galán y Fernando Cervera

Corría el año 2007 y yo aún era un estudiante de segundo de carrera. Estaba en clase de citología junto a mi amigo Carlos Galán y nos estábamos preguntando, sin hacer mucho caso de la lección, cómo se vería un cnidocito al microscopio electrónico. Para todo aquel que no lo sepa los cnidocitos son unas células especiales de los cnidarios, que es un filo de organismos que engloba algunos animales tan conocidos como las medusas, los corales o las anémonas de mar.

Los cnidocitos contienen un filamento urticante en su interior, el cual sale despedido al exterior, se clava en las víctimas y produce una desagradable picadura. Miles de esas células actuando juntas producen los incómodos efectos de acariciar una medusa en una tarde de verano. Los cnidocitos son células alargadas y redondeadas que tienen un núcleo celular en posición basal. Dentro tienen el nematocisto, que es una estructura que contiene el filamento urticante. Para que os hagáis una idea es algo así como una cerbatana a punto de soltar su carga letal, aunque tal vez lo entenderéis mejor con la imagen que pongo a continuación.

Foto 1. Esquema de funcionamiento de un cnidocito

La cuestión es que al terminar la clase nos acercamos al profesor para preguntarle cómo debería verse un cnidocito al microscopio electrónico. El profesor era José Manuel García Verdugo [1], un reconocido neurobiólogo que trabaja en la Universidad de Valencia. Verdugo se quedó desconcertado ya que la clase de ese día no tenía nada que ver con lo que le preguntábamos, es más, nunca se había mencionado la palabra medusa en su asignatura. No obstante y haciendo gala de un gran espíritu por motivar a sus alumnos, nos intentó explicar cómo creía que se vería un cnidocito, y justo al terminar nos lanzó un reto. Verdugo nos dijo literalmente; aunque bueno, ustedes dos consíganme una medusa y pásense por mi laboratorio, así podremos dejar de especular sobre cómo se verá un cnidocito. Carlos y yo valoramos la oferta y decidimos embarcarnos en la aventura. La cuestión es que hacía poco habíamos tenido una gran plaga de medusas en las playas de Valencia así que pensamos que no sería tan difícil encontrar una. No fue así.

Pasamos tres días deambulando por las playas buscando medusas sin encontrar ninguna, así que finalmente decidimos buscar una anémona, ya que al fin y al cabo también tenían cnidocitos y, como viven pegadas al suelo, pensábamos que serían más fáciles de conseguir. Habilitamos un acuario de agua salada en mi casa para mantenerla viva y salimos en busca de nuestra presa. Obtuvimos un ejemplar de Anemonia viridis, una anémona bastante común que mide unos 10 cm, aunque os dejo una fotografía para que os hagáis una idea de cómo es.

Foto 2. Ejemplar de Anemonia viridis

La anémona estuvo algunos días en mi casa y después la llevamos al laboratorio de Verdugo. La trasladamos hasta allí en agua salada para evitar dañar las células, ya que si el animal moría no podríamos ver los cnidocitos enteros. Cortamos unos tentáculos de la anémona, Verdugo nos ayudó a fijarlos con glutaraldehido, deshidratamos las muestras y las incluimos en una resina plástica para su posterior corte. Fuimos muchos días para preparar las muestras y Verdugo y todo su equipo nos enseñaron un montón de técnicas que, en principio, nosotros no habríamos podido aprender en clase. Finalmente hicimos cortes de 60 nanómetros de grosor para ver las células al microscopio electrónico y también hicimos cortes de 1’5 micras para verlo al microscopio óptico. Después de todo ese proceso Verdugo nos enseñó a usar las bases de datos científicas ya que aún éramos estudiantes de segundo de carrera y no nos habían enseñado a hacerlo. Él quería que buscáramos información sobre lo que debíamos encontrar, ya que así podríamos analizar las imágenes una vez tuviéramos las fotos. Buscamos toda la información y quedamos con él para hacer las fotografías al microscopio electrónico. Lo que obtuvimos fue lo siguiente.

Panorámicas iniciales y sus tipos celulares

A continuación os enseño una foto panorámica que obtuvimos al microscopio electrónico. Marcado con unas letras en rojo tenéis células y estructuras, las cuales son explicadas más abajo.

Foto 3. Panorámica con todos los tipos celulares presentes en Anemonia viridis

Célula 1: Podemos observar las células glandulares, cuya función es la de secreción de compuestos importantes para mantener la estructura del animal.

Célula 2 y 3: En la 2 observamos el típico cnidocito cortado de forma transversal inclinada, por lo que se ve más pequeño de lo que realmente es. En la imagen 3 observamos un cnidocito cortado de forma totalmente transversal y vemos su enrollamiento en espiral de forma clara.

Célula 4: Célula intersticial que probablemente se esté diferenciando a cnidocito debido a su posición cercana a la epidermis. Antes de transformarse, las células intersticiales se mueven hasta la superficie, donde se sitúan los cnidocitos para poder picar.

Estructura 5 y 7: Vemos la epidermis, y en concreto en la 7 vemos estructuras que podrían ser cilios sensoriales de la epidermis, ya que en muchas zonas esas terminaciones sensitivas son muy abundantes.

Estructura 6: Podemos distinguir estructuras que parecen bandas musculares cortadas transversalmente.

Foto 4. Matriz proteica de Anemonia viridis

En esta panorámica observamos la matriz proteica de la cual están formados la mayoría de los cnidarios. Estos animales son una masa gelatinosa con células y músculos integrados dentro de la matriz, la cual estamos observando en esta imagen.

Cnidocitos

Aquí os dejo las imágenes de los cnidocitos de nuestro individuo de Anemonia viridis vistos al microscopio electrónico.

Foto 5. Cnidocito de Anemonia viridis

En la foto se puede ver en un corte transversal el enrollamiento típico del nematocisto. La membrana que vemos que se encuentra en el exterior es la del cnidocito. En la foto que vemos se pueden ver estructuras que salen del tubo principal, aunque probablemente sean pliegues en la membrana del filamento urticante del nematocisto.

Foto 6. Cnidocito de Anemonia viridis

Observamos aquí de forma ampliada el tubo espiralado del interior del nematocisto, además vemos que del tubo principal salen lo que probablemente sean pliegues del tubo. En las fuentes que consultamos en su momento no encontramos datos acerca de dichos pliegues en el cilio urticante. No obstante y haciendo una interpretación que podría ser más o menos acertada, creímos que podrían estar ahí debido al modo en que el cnidocito es disparado. Al aumentar la presión osmótica en el interior del orgánulo, el tubo hueco cede un poco ante la presión elevada que hay en el interior de toda la célula, lo cual creímos que generaba esos pliegues. El cnidocito estaría ya listo para ser disparado ante la llegada de cualquier señal externa. Al estallar, el volumen del interior del cnidocito tendería a rellenar el flagelo urticante, ya que este tiene que salir al exterior y debe desplegarse al igual que una colchoneta. Es ahí donde creíamos que los pliegues hacían su posible función al permitir el aumento de volumen del filamento urticante, ya que el hueco dejado anteriormente por el pliegue seria ahora rellenado con líquido. No obstante esa es nuestra interpretación y podría ser errónea.

Foto 7. Cnidocito de Anemonia viridis

En esta foto observamos en un corte longitudinal toda la extensión del cnidocito, mostrando también su enrollamiento en espiral. Además podemos ver en el inicio del cnidocito otra estructura, el cnidocilo, el cual sirve para detectar los estímulos físicos del exterior.

Foto 8. Ampliación de la foto anterior.

En esta foto, que es una ampliación de la anterior, vemos mejor el cnidocilo, que está en la parte izquierda de la foto. Tiene una estructura parecida a un botón, el cual es el encargado de avisar a la célula de los estímulos físicos externos.

Foto 9. Panorámica donde observamos varios cnidocitos.

En esta foto observamos a los cnidocitos cerca de la epidermis, generando así lugares de concentración de células. Eso es lógico, ya que la muestra de Anemonia viridis fue tomada de un tentáculo, zona con una concentración alta de cnidocitos para facilitar la caza.

Células intersticiales

Foto 10. Célula intersticial de Anemonia viridis

Las células intersticiales son células totipotentes que se pueden diferenciar en cualquier tipo celular, aunque el rol que más suelen asumir es el de cnidocitos, ya que su desgaste es continuado y el animal los necesita para poder alimentarse. En este caso, vemos una célula intersticial diferenciándose y madurando hacia cnidocito, ya que la forma de la célula, las estructuras presentes y la forma general coincide con las descripciones que indican cómo debería ser ese tipo celular en ese momento.

Células glandulares

Foto 11. Gran cantidad de células glandulares.

En esta fotografía vemos gran cantidad de células glandulares repartidas por la superficie. Como ya he comentado anteriormente, su función es la de secreción. Podemos observar que tienen forma de racimo de uvas.

Zooxantelas

Dentro de las anémonas también viven otros organismos, de hecho las anémonas tienen una relación simbiótica con las zooxantelas, que son un tipo de algas. En la fotografía vemos algas de la familia Zooxanthellae (género Simbiodinium). A continuación pongo las fotografías del resto de algas, en las cuales podemos ver gran cantidad de cloroplastos y el núcleo con su cromátida y su nucleolo. Además, en la última fotografía se muestra la gran cantidad de algas que pueden llegar a tener estos animales en un espacio reducido, ya que la anémona también se nutre del exceso de algas que se generan en su organismo.

Foto 12. Alga simbionte del género Simbiodinium presente en Anemonia viridis

Foto 13. Alga simbionte del género Simbiodinium presente en Anemonia viridis

Foto 14. Alga simbionte del género Simbiodinium presente en Anemonia viridis

Foto 15. Alga simbionte del género Simbiodinium presente en Anemonia viridis

Foto 16. Grupo de algas simbiontes presentes en Anemonia viridis

Estas eran las últimas imágenes que quería mostrar en este artículo. Ante cualquier consulta o para recibir más información, no dudéis en poneros en contacto.

Antes de terminar quiero decir una última cosa. Carlos y yo jamás pensamos en mejorar la nota de la asignatura haciendo todo este trabajo, tampoco pensábamos en escribir ningún artículo científico ni en meternos en un departamento. Lo único que nos movió para hacerlo fue la mera curiosidad de dos chavales de 19 años. Tuvimos la suerte de tener a una gran persona, el profesor García Verdugo, el cual no se rió de nosotros y fomentó nuestro espíritu por descubrir. Una simple pregunta puede hacernos aprender cosas nuevas pero también puede hacer que conozcamos a gente sorprendente. Por eso a veces lo importante no son las respuestas que obtenemos, sino las preguntas que realizamos.

 [1] http://www.uv.es/garciajm/