O peixe cebra (Danio rerio) é unha especie de peixe tropical de auga doce pertencente á familia dos ciprínidos.Froese, Rainer and Pauly, Daniel, eds. (2007). "Danio rerio" in FishBase. March 2007 version. É nativo da rexión do Himalaia, e un peixe de acuario moi común (vendido ás veces co nome comercial de danio cebra ou zebra danio, entre outros), e tamén un importante organismo modelo vertebrado usado para investigacións científicas. É especialmente notable polas súas capacidades rexenerativas, e foi modificado polos investigadores para producir varias cepas transxénicas.
Taxonomía O peixe cebra é membro do xénero Danio da familia Cyprinidae. Ten unha relación de grupo irmán coa especie Danio kyathit. O peixe cebra está tamén estreitamente relacionado co xénero Devario, como demostran as árbores filoxenéticas. Durante moitos anos na literatura científica, o peixe cebra era denominado Brachydanio rerio, ata que foi reasignado ao xénero Danio.
Distribución O peixe cebra é nativo das correntes fluviais do sueste da rexión do Himalaia, e atópase en partes da India, Paquistán, Bangladesh, Nepal, e Birmania. A especie orixinouse na rexión do río Ganxes no leste da India, e vive normalmente en ríos, canais, regos, lagoas e corpos de augas lentas ou encoradas, como nos campos de arroz.
Descrición O peixe cebra recibe o seu nome polas bandas horizontais uniformes pigmentadas de azul que presenta na parte lateral do seu corpo, que lembran ás raias das cebras, e que se estenden ata o final da aleta caudal. É fusiforme e comprimido lateralmente, coa boca dirixida cara a adiante. O macho ten forma de torpedo, con bandas douradas entre as bandas azuis; a femia ten unha barriga abrancazada maior e bandas prateadas en troques das douradas. As femias adultas mostran unha pequena papila xenital diante da orixe da aleta anal. O peixe cebra pode medrar ata os 6,4 cm de lonxitude, aínda que en raras ocasións pode crecer máis, ata os 4 cm en catividade. A duración da súa vida en catividade é de arredor de dous ou tres anos, aínda que en condicións ideais, pode chegar aos cinco anos.
Reprodución miniatura|dereita|Un peixe cebra xuvenil. miniatura|dereita|Estadios do desenvolvemento do peixe cebra. O tempo de xeración aproximado de Danio rerio é de tres a catro meses. Para que se produza a ovulación e o desove debe estar presente un macho. As femias poden desovar a intervalos de dous ou tres días, poñendo centos de ovos en cada posta. Unha vez que se liberan os ovos, empeza o desenvolvemento embrionario; se non hai esperma, o crecemento detense despois dunhas poucas divisións celulares. Pero os ovos fertilizados fanse case inmediatamente transparentes, unha característica que fai de D. rerio unha especie modelo para a investigación moi conveniente. miniatura|esquerda|Diagrama que mostra o ciclo de vida do peixe cebra desde a fertilización dos ovos ao estado adulto. O embrión do peixe cebra desenvólvese rapidamente, e os precursores de todos os órganos principais aparecen en só 36 horas despois da fertilización, e a eclosión ten lugar de 12 a 36 horas despois, dependendo das condicións internas do embrión e da temperatura externa, que a ideal é de 28,5 °C. O comportamento de natación e alimentación empeza unhas 36 horas despois. O sexo dos individuos xuvenís non se pode distinguir excepto por disección, e os determinantes do sexo non se comprenden claramente.
Para favorecer o desove, algúns investigadores utilizan un tanque cun fondo corredizo, o cal reduce a profundidade e simula as beiras dun río. O desove do peixe cebra prodúcese mellor pola mañá debido aos seus ritmos circadianos. Pódense recoller 10.000 embrións en 10 minutos utilizando este método. O peixe cebra macho responde ás femias con marcas máis pronunciadas na pel, é dicir, ás "bandas boas", pero nun grupo, os machos aparéanse con calquera femia que atopen. Non se sabe que é o que atrae ás femias. A presenza de plantas, mesmo de plantas de plástico de acuario, tamén favorece o desove.
Alimentación Os peixes cebra son omnívoros, e comen principalmente zooplancto, fitoplancto, insectos e larvas de insectos, aínda que poden comer tamén outros alimentos, como vermes e pequenos crustáceos, se non atopan as súas fontes preferidas de alimento. A maioría dos peixes cebra aceptan comida para peixes de acuario común e vermes tubifex nos acuarios.
Coidados en acuarios Os peixes cebra son resistentes e considéranse bos para acuaristas principiantes. A súa gran popularidade débese á súa disposición ao xogo, á súa rápida reprodución, estética, prezo barato e grande dispoñibilidade. Tamén se desenvolve ben en bancos ou cardumes de seis ou máis, e interacciona ben con outras especies de peixes nos acuarios. Porén, son susceptibles ao dinoflaxelado Oodinium, ao microsporidio Pseudoloma neurophilia, e a especies de Mycobacterium. Se teñen a oportunidade os adultos comen as crías, as cales poden ser protexidas separándoas en dous grupos por unha rede, unha caixa de cría ou nun tanque separado.
Cepas En 2003, comercializouse nos Estados Unidos un peixe cebra transxénico que expresaba as proteínas fluorescentes verde, vermella e amarela. As cepas fluorescentes vendéronse co nome comercial de GloFish. Outras variedades cultivadas son a "golden", "sandy", "longfin" e "leopard".
O danio leopardo, previamente chamado Danio frankei, é un morfo de manchas redondas do peixe cebra, que se orixinou debido a unha mutación na pigmentación. As formas con xantocromismo cos patróns cebra e leopardo, xunto coas subespecies de aletas longas, obtivéronse con programas de cruzamento selectivo para a súa venda para acuarios.
No Centro de Recursos do Peixe Cebra da China (China Zebrafish Resource Center, CZRC) almacénanse varias cepas mutantes e transxénicas do peixe cebra. , que é unha organización sen ánimo de lucro, financiada polo Ministerio da Ciencia e Tecnoloxía da China e a Academia Chinesa das Ciencias.
Cepas de tipo salvaxe A Zebrafish Information Network (ZFIN) proporciona información actualizada sobre as cepas de tipo salvaxe ou silvestre coñecidas de D. rerio, algunhas das cales son as da seguinte lista:
AB (AB) AB/C32 (AB/C32) AB/TL (AB/TL) AB/Tuebingen (AB/TU) C32 (C32) Cologne (KOLN) Darjeeling (DAR) Ekkwill (EKW)
HK/AB (HK/AB) HK/Sing (HK/SING) Hong Kong (HK) India (IND) Indonesia (INDO) Nadia (NA) RIKEN WT (RW) Singapore (SING)
SJA (SJA) SJD (SJD) SJD/C32 (SJD/C32) Tuebingen (TU) Tupfel long fin (TL) Tupfel long fin nacre (TLN) WIK (WIK) WIK/AB (WIK/AB)
Híbridos Os híbridos entre distintas especies do xénero Danio poden ser fértiles: por exemplo, entre D. rerio e D. nigrofasciatus.
En investigación científica miniatura|Os cromatóforos de peixe cebra, que serven aquí para a camuflaxe, son moi estudados polos científicos. miniatura|Un mutante pigmentario de peixe cebra (na parte inferior) producido por mutaxénese insercional. Na parte superior móstrase un embrión de tipo salvaxe como comparación. O mutante carece de pigmento negro nos seus melanocitos porque non pode sintetizar correctamente a melanina.
D. rerio é un organismo modelo común e moi útil para estudos de desenvolvemento de vertebrados e función xénica. Os pioneiros no seu uso como animal de laboratorio foron George Streisinger e os seus colegas da Universidade de Oregón. A súa importancia foi consolidada polos existosos cribados xenéticos a grande escala (xeralmente chamados Tübingen/Boston screens). Este peixe ten unha base de datos en liña con información de desenvolvemento, xenómica e xenética, chamada Zebrafish Information Network (ZFIN). D. rerio é tamén unha das poucas especies de peixes que foron enviados ao espazo para a experimentación.
As investigacións realizadas con D. rerio proporcionaron avances importantes nos eidos da bioloxía do desenvolvemento, oncoloxía, toxicoloxía, estudos reprodutivos, teratoloxía, xenética, neurobioloxía, ciencias medioambientais, investigación en células nai e medicina rexenerativa, e teoría da evolución.
Características modelo Como modelo de sistemas biolóxicos, o peixe cebra posúe numerosas vantaxes para os investigadores. O seu xenoma foi completamente secuenciado, e ten comportamentos de desenvolvemento ben comprendidos e doadamente observables e comprobables. O seu desenvolvemento embrionario é moi rápido, e os seus embrións son relativamente grandes, robustos, e transparentes, e poden desenvolverse fóra da súa nai. Ademais, hai cepas mutantes ben caracterizadas das que se pode dispoñer facilmente.
Outras vantaxes son o tamaño case constante da especie durante o seu desenvolvemento inicial, o que permite o uso de técnicas de tinguidura simples, e o feito de que se pode fusionar o seu embrión de dúas células para formar unha soa célula e crear un embrión homocigoto. O peixe cebra é tamén demostrablemente similar aos modelos de mamífero e humanos en probas de toxicidade, e mostra un ciclo de sono diúrno con semellanzas co comportamento durante o sono dos mamíferos. Con todo, hai tamén algunhas desvantaxes no uso do peixe cebra, como a ausencia dunha dieta estándar, e a presenza de pequenas pero importantes diferenzas entre o peixe cebra e os mamíferos na función que teñen algúns xenes relacionados con trastornos humanos, todo o cal é importante consideralo para determinar se o peixe cebra é un modelo apropiado para un determinado estudo.
Rexeneración O peixe cebra ten a capacidade de rexenerar as súas aletas, pel, corazón e, nos estados larvais, o cerebro. Na rexeneración do músculo cardíaco do peixe cebra non interveñen células nai, senón que as células musculares cardíacas maduras volven a un estado similar ao de célula nai e rediferéncianse. Inténtase aplicar estas propiedades aos humanos.
O peixe cebra pode rexenerar tamén as células fotorreceptoras e neuronas da retina se estas sofren danos, o que está mediado pola desdiferenciación e proliferación de células da glía de Müller. Os investigadores adoitan amputar as aletas da cola dorsal e ventral e analizar o seu recrecemento para probar mutacións. Atopouse que no sitio da amputación ocorre unha desmetilación de histonas, que fai que as células do peixe cebra cambien de estar no estado "activo", a un estado rexenerativo similar a células nai. En 2012, un estudo revelou que o peixe cebra utiliza unha proteína especializada, chamada factor de crecemento de fibroblastos, para facilitar a curación da súa medula espiñal lesionada sen orixinar cicatrices gliais.
En trastornos do sistema nervioso, como doenzas neurodexenerativas, trastornos do movemento, trastornos psiquiátricos e xordeira, os investigadores están utilizando o peixe cebra para comprender como os defectos xenéticos que subxacen nesas condicións causan anormalidades funcionais no cerebro humano, medula espiñal e órganos sensoriais. Tamén se estudou o peixe cebra para saber máis sobre as complexidades das doenzas musculoesqueléticas humanas, como a distrofia muscular. Outro foco de investigación co peixe cebra está centrado en comprender como un xene chamado Hedgehog, que é un sinal biolóxico que está implicado en varios tipos de cancro humanos, controla o crecemento celular.
Xenética
Expresión xénica