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I lombrichi sono rinomati per la loro notevole capacità rigenerativa, ma questo fenomeno non è universale per tutte le specie. Il meccanismo sottostante coinvolge le cellule staminali pluripotenti, che sono cellule indifferenziate in grado di dare origine ai diversi tipi di cellule che costituiscono il corpo di un lombrico. Quando un lombrico viene reciso, queste cellule staminali si attivano nel sito della lesione, proliferando e differenziandosi per sostituire il tessuto mancante.
Mentre molte persone presumono che tagliando un lombrico a metà si ottengano due organismi indipendenti, questo è vero solo per un sottoinsieme di specie. Delle circa 1.800 specie di lombrichi conosciute, la maggior parte può rigenerare un segmento posteriore da una testa mozzata, ma solo una manciata può rigenerare una testa da un taglio posteriore. Ad esempio, il nottambulo comune (Lumbricus terrestris) può formare una nuova coda quando gli viene rimossa la testa, ma il verme nero che vive nelle paludi (Lumbricus variegatus) è in grado di rigenerare sia la testa che la coda, producendo un verme completo e funzionale.
La capacità rigenerativa è ulteriormente limitata dall’entità della lesione e dai tessuti specifici coinvolti. I lombrichi possiedono un corpo segmentato con circa 100-200 segmenti; i primi otto segmenti ospitano il sistema nervoso e il cuore. Solo le specie che mantengono la capacità di rigenerazione cefalica completa possono ricostruire tutti gli otto segmenti della testa. Il verme nero può rigenerare l'intera testa indipendentemente da quanti segmenti vengono persi, mentre il verme rosso (Eisenia fetida), un popolare verme da compostaggio, in genere rigenera solo pochi segmenti anteriori.
Gli organi riproduttivi della maggior parte dei lombrichi si trovano tra il 10° e il 13° segmento. In specie come il comune lombrico, la perdita di questi segmenti non è un ostacolo alla riproduzione, poiché il verme può rigenerare testicoli e ovaie. Al contrario, i wiggler rossi non possono sostituire questi organi se vengono rimossi, rendendo l'individuo sterile.
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Quando un lombrico viene reciso dopo il 23° segmento, alla testa può crescere una coda, ma la coda solitamente non riesce a rigenerare una nuova testa. In alcuni casi, le cellule staminali nel sito della lesione possono persino produrre un’ulteriore estremità posteriore, dando origine a un verme con due code e senza testa. Un verme di questo tipo può sopravvivere brevemente assorbendo ossigeno direttamente dal terreno, ma senza bocca o cervello alla fine morirà di fame. Al contrario, le teste tagliate al di sotto del 20° segmento possono rigenerare le code, ma gli intestini rigenerati spesso non riescono a formarsi correttamente, una condizione che può portare a costipazione fatale.
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Alcuni vermi si dividono attivamente come strategia riproduttiva. I vermi neri, ad esempio, rispondono alle fluttuazioni di temperatura tagliandosi tra il primo e il secondo terzo del loro corpo; ogni frammento rigenera successivamente la testa o la coda mancanti, complete di organi riproduttivi. Anche i minuscoli lombrichi bianchi Enchytraeus Fragmosus ed Enchytraeus japonensis impiegano la fissione:ai frammenti risultanti crescono sia una testa che una coda. Tuttavia, la recisione accidentale può produrre risultati aberranti; un frammento di testa può generare una seconda testa invece di una coda, creando un verme bipolare che porta due teste.
Oltre agli anellidi terrestri, alcuni vermi acquatici dimostrano capacità rigenerative ancora più straordinarie. Il verme piatto d'acqua dolce Schmidtea mediterranea, membro del gruppo delle planarie, è diventato un organismo modello per lo studio della rigenerazione grazie alla sua capacità di ricostruire qualsiasi parte del corpo perduta. I ricercatori hanno identificato cellule staminali altamente plastiche, note come neoblasti, che possono differenziarsi in cellule cerebrali, cellule della pelle, cellule intestinali e altro ancora, tutte da un unico progenitore. A differenza delle cellule staminali dei mammiferi, che si legano irreversibilmente a un lignaggio, questi neoblasti mantengono la capacità di generare più tipi di cellule durante tutta la vita del verme.
