El documento describe un experimento de laboratorio sobre la reproducción del erizo de mar, incluyendo la obtención de gametos, fecundación in vitro y observación del desarrollo embrionario. Los estudiantes realizarán cinco actividades: 1) identificar las partes del erizo, 2) obtener óvulos y espermatozoides, 3) observar los gametos, 4) presenciar la fecundación y 5) dar seguimiento a las etapas de desarrollo del embrión.

1. Uno de los aspectos más importantes de los seres vivos es su capacidad de reproducirse. Es
así como las especies pueden mantenerse a lo largo del tiempo. ¿Te imaginas como se reproduce un
erizo de mar? ¿Has hecho alguna vez fecundación in vitro? ¿Sabes que es una larva? Te invitamos a
explorar y conocer diferentes aspectos de la reproducción en un organismo marino
El objetivo del trabajo de hoy es que realices
una fecundación in vitro y sigas el desarrollo
embrionario del erizo de mar.
El trabajo lo realizaremos en grupos de no más de
cuatro personas. Observa cuidadosamente las
preparaciones al microscopio, que no te lo cuente tu
compañero, ve las cosas por ti mismo. Prepara un
“cuaderno de laboratorio” y registra todo lo que
haces y todas las observaciones que te parezcan
importantes. Debes trabajar en forma rápida y
ordenada, porque esta actividad demora alrededor de
2 horas en su preparación. Recuerda que estás
trabajando con organismos vivos por lo que debes
tener cuidado al manipularlos.
En el laboratorio de hoy trabajaremos con el erizo
negro (Tetrapygus niger). Este organismo marino es
muy utilizado en estudios reproductivos ya que es
fácil obtener sus gametos y lograr la fecundación.
Actividad 1: El erizo de mar y su morfología.
El objetivo de esta actividad es que logres diferenciar
las partes de un erizo. Sólo necesitas papel y lápiz.
El erizo de mar es un organismo “dioco”,
es decir, los sexos masculino y femenino
se presentan en individuos separados. Sin
embargo a simple vista es imposible
distinguir uno de otro. El cuerpo de un erizo de mar
se divide en dos partes: una “oral”, que posee la
boca y está dirigida hacia el sustrato, y una parte
“aboral” que contiene la región anal.
Con cuidado debes tomar un erizo y reconocer estas
dos zonas en el erizo. ¿Son iguales?. ¿Qué diferencias
observas?.
Actividad 2: Obtención de gametos.
El objetivo de esta actividad es que conozcas una
técnica para obtener los gametos en el erizo de mar.
Necesitas una bandeja, una jeringa, solución de KCl
0.5 M, una cápsula de Petri, un vaso precipitado de
200 ml. y 150 ml. de agua de mar
Existen varias técnicas usadas por los científicos para
obtener gametos, la más utilizada en erizos es una
denominada “estímulo químico”, y consiste en aplicar
una solución de KCl (cloruro de potasio) al 0,5 M .
Con éste método el erizo evacua sus gametos y no
muere.
PRECAUCIÓN. Debes tener cuidado al
trabajar con KCl, ya que el uso indebido
puede causar daños a la salud.
Debes tomar el erizo e invertirlo (con la zona oral
hacia arriba) e inyectarle, 5 ml de solución KCl 0,5M
con una jeringa, tal como aparece en la Figura 1.
Figura 1: Proceso de inducción a la liberación de gametos
en erizo. Inyección de KCl en la cavidad interna
del erizo.
REPRODUCCIÓN IN VITRO
DE ERIZO DE MAR
Dientes

2. Deberás esperar algunos segundos y observar. ¿Qué
sucede?. ¿Porqué crees que pasa esto?. ¿Cómo crees
que se induciría la liberación de gametos en la
naturaleza?.
Si el erizo es macho liberará un líquido de color
blanquecino, en cambio si es hembra el líquido será
de color rojo.
El erizo macho debe ser colocarlo en una cápsula de
Petri sin agua de mar, como aparece en la Figura 2a,
la hembra debes dejarla en un vaso precipitado con
agua de mar (Figura 2b)
Figura 2: (a) Erizo masculino inyectado con KCL puesto
sobre una cápsula de Petri. (b) Erizo femenino
inyectado con KCl puesto sobre un vaso pp.
Actividad 3: Observando los gametos.
El objetivo de esta actividad es que observes y
diferencies los gametos masculinos y femeninos del
erizo. Necesitas lápiz, papel, dos cubreobjetos, dos
portaobjetos, una cápsula de Petri y dos pipetas
Pasteur.
1.- Toma con una pipeta Pasteur un poco del líquido
blanquecino liberado por el erizo macho y deposita
una pequeña gota en la cápsula de Petri, luego
agrega 10 gotas de agua de mar y mezcla. Coloca
una gota de esta solución en un portaobjeto, ahora
coloca un cubreobjetos y observa al microscopio.
¿Qué observas?. ¿Qué forma poseen los
espermatozoides?. ¿Porque crees que se producen
tantos espermatozoides?. Dibuja en tu cuaderno de
laboratorio, un espermatozoide.
2.- Repite la experiencia ahora con el líquido rojizo.
¿Qué observas?. ¿Porqué crees que el óvulo es más
grande que el espermatozoide?. Dibuja ahora un
óvulo.
Actividad 4: La fecundación.
El objetivo de esta actividad es observar el proceso
de la fecundación. Necesitas dos vasos precipitados
de 200 ml., 500 ml. de agua de mar, 2 pipetas
Pasteur, un portaobjetos y un cubreobjetos.
A diferencia de los humanos, en la mayoría
los organismos marinos la fecundación es
“externa”, es decir, los gametos son
liberados al ambiente y la unión de estas
células se realiza en el mar.
¿Cómo crees que el espermatozoide encuentra al
óvulo? ¿Qué sucedería si se encontraran gametos de
especies diferentes? ¿Cómo se asegura la naturaleza,
que gametos de distintas especies no se unan?.
1.- Debes dejar que los óvulos decanten en el fondo
del vaso, con mucho cuidado debes eliminar el
sobrenadante (agua de coloración amarillenta) y
agregar agua de mar limpia. Este procedimiento
debes realizarlo dos veces. De esta manera
eliminarás una cubierta de gelatina que protege al
óvulo y así será más fácil la unión de los gametos.
2.- Con una pipeta Pasteur extrae tres muestras de
óvulos (líquido rojo) y deposítalo en un vaso pp.
Agrega 150 ml de agua de mar. Luego extrae con
otra pipeta una muestra de espermatozoides y
deposítala en el vaso pp. de los óvulos.
Agita el vaso suavemente. Espera un minuto y saca
una gota de la solución para observarla al
microscopio. ¿Qué observas?. ¿Qué está
sucediendo?. Dibuja lo que observas
2A 2B

3. Actividad 5: Desarrollo embrionario.
El objetivo de esta actividad es realizar un
seguimiento a los diferentes estados de desarrollo de
un erizo de mar, desde la primera división mitótica
hasta la fase de “Larva Pluteus”.
Esta actividad debes realizarla en diferentes
intervalos de tiempo. A medida que vayan pasando
los días podrás observar las diferentes fases.
Necesitas un vaso precipitado de 200 ml. un
portaobjetos, un cubreobjetos y una pipeta Pasteur.
Deja el vaso precipitado con los huevos fecundados
en un lugar seguro a temperatura ambiente, y en los
tiempos indicados a continuación, debes extraer una
muestra del vaso y depositarla en un portaobjetos,
para luego observarla al microscopio y dibujar lo que
observas.
Los estados de blástula, gástrula y larva
pluteus, son fases móviles, es decir,
poseen flagelos. Por lo tanto debes
observarlos con cuidado y hacer un
seguimiento para obtener un buen resultado.
Estado de desarrollo Tiempo
Primera división 1,5 a 2 horas
Segunda división 2,5 a 3 horas
Blástula 24 horas
Gástrula 2 días
Larva Pluteus 4 a 5 días
Saquemos conclusiones
1. ¿Cómo afecta el hombre el desarrollo normal de
la reproducción de los organismos marinos?
2. ¿De que manera puedes contribuir tú, a no
perturbar los procesos reproductivos de los
organismos marinos?
Los erizos y sus gametos se utilizan generalmente
como indicadores de estudios ambientales. Cuando
los científicos observan interrupciones o alteraciones
en el desarrollo de estos organismos, se considera
como que algo está dañando la vida en el mar.
Te sugerimos una experiencia que puedes realizar
para comprobar esto:
Agrega 1 ml. de vinagre a una solución de
espermatozoides, y observa como este
compuesto (pH ácido) afecta su movilidad.
Repite la experiencia agregando 1 ml. de
amoníaco (pH básico) ó 1 ml. de detergente.
¿Qué sucede al adicionar estos compuestos?
¿Qué pasa con la movilidad en las diferentes
soluciones?.
¿Puedes imaginar lo que sucede en los sectores
donde se eliminan aguas residuales? ¿De que manera
crees que se ve afectada la reproducción en estos
lugares? ¿Qué sucederá con la abundancia de los
organismos? ¿Qué se puede hacer para evitar esto?
Averigua en que consiste la reacción
acrosómica, que es la segmentación, la
gastrulación y la organogénesis.
Ahora que ya has visto los diferentes estados de
desarrollo del erizo de mar, puedes construir un
esquema o maqueta de los estados de desarrollo de
este organismo marino.
Puedes realizar un panel mostrando los resultados del
experimento anterior y señalar como el hombre y sus
desechos afectan la vida marina, especialmente la
reproducción.
Proyecto EXPLORA ED5/00/015
Universidad Católica del Norte
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