Un disco imaginal es una de las partes de una larva de insecto holometábolo que se convertirá en una porción del exterior del insecto adulto durante la transformación de pupa . [1] Dentro del cuerpo de la larva, hay pares de discos que formarán, por ejemplo, las alas , las patas , las antenas u otras estructuras en el adulto. El papel del disco imaginal en el desarrollo de los insectos fue aclarado por primera vez por Jan Swammerdam . [2]
Durante la etapa de pupa, muchas estructuras larvarias se descomponen y las estructuras adultas, incluidos los discos, experimentan un rápido desarrollo. Cada disco se evierte y se alarga, y la porción central del disco se convierte en la parte distal de cualquier apéndice que esté formando: el ala, la pata, la antena, etc. Durante la etapa larvaria, las células del disco en crecimiento parecen indiferenciadas, pero su desarrollo el destino en el adulto ya está determinado. [3]
El experimento que demuestra este compromiso de desarrollo consiste en tomar un disco imaginal de una larva de tercer estadio , a punto de pasar por pupación, subdividirlo y cultivarlo en el cuerpo de una larva más joven. Los discos se pueden cultivar continuamente de esta manera durante muchas generaciones de larvas. Cuando un disco cultivado de este tipo finalmente se implanta en el cuerpo de una larva a la que se le permite convertirse en pupa, el disco se desarrollará hasta alcanzar la estructura que se determinó originalmente. Es decir, un disco de antena se puede cultivar de esta manera y, casi siempre, se convertirá en una antena (fuera de lugar, por supuesto) cuando la pupa desencadene el desarrollo final. [4]
El estudio de los discos imaginales en la mosca de la fruta Drosophila melanogaster condujo al descubrimiento de mutaciones homeóticas como la antenapedia , donde el destino del desarrollo de un disco a veces podía cambiar. A los entomólogos les interesa que los tipos de cambios de desarrollo que se producen sean muy específicos (de la pierna a la antena, por ejemplo). El estudio de este fenómeno condujo al descubrimiento de los genes homeobox e inició una revolución en la comprensión del desarrollo en animales multicelulares. [5]
Las células imaginales son progenitores específicos de tejido asignados en la embriogénesis que permanecen inactivos durante la vida embrionaria y larvaria. Durante la metamorfosis de Drosophila , la mayoría de las células larvales mueren. Los tejidos de pupa y adulto se forman a partir de células imaginales. El análisis clonal y el mapeo del destino de células individuales identificadas muestran que la remodelación del sistema traqueal en la metamorfosis involucra una población de células imaginales clásicas y una población de células traqueales larvarias diferenciadas y funcionales que reingresan al ciclo celular y recuperan la potencia de desarrollo. En las larvas tardías, ambas poblaciones se activan y proliferan, se extienden y reemplazan las ramas viejas y se diversifican en varios tallos y células traqueolares enrolladas bajo el control de la señalización del factor de crecimiento de fibroblastos. Por lo tanto, los progenitores de tejido pupal/adulto de Drosophila pueden surgir tanto por la asignación temprana de células multipotentes como por el retorno tardío de las células diferenciadas a un estado multipotente, incluso dentro de un solo tejido. [6]