title: Regeneration research beyond the model organism axolotl
title: Evolution and diversity of regenerative abilities of salamanders and lungfish
titleType: Subtitle
Creators: name: Bothe, Vivien
Publisher: name: Humboldt-Universität zu Berlin
Year: 2025
Subjects: subject: Regeneration, Axolotl, Tigersalamander, Plethodontidae, Lungenfisch, Metamorphose, Blastema, AEC
subject: regeneration, axolotl, tiger salamander, Plethodontidae, lungfish, metamorphosis, blastema, AEC
subject: 570 Biologie
subject: 576 Genetik und Evolution

description: Urodele Amphibien besitzen außergewöhnliche Regenerationsfähigkeiten, die es ihnen ermöglichen, verlorene Körperteile vollständig nachzubilden. Besonders der Axolotl ist aufgrund seiner einfachen Haltung im Labor ein wichtiger Modellorganismus für die Regenerationsforschung. Allerdings schränkt seine pädomorphe Lebensweise – das Ausbleiben einer natürlichen Metamorphose – die Übertragbarkeit der Ergebnisse auf andere Salamanderarten ein. Um Unterschiede und Gemeinsamkeiten in zugrundeliegenden Mechanismen von Regenerationsprozessen zu entschlüsseln sowie evolutionäre und ökologische Einflüsse besser zu verstehen, sind vergleichende Studien mit weiteren Salamanderarten entscheidend. Kapitel I vergleicht die Regenerationsfähigkeit des Axolotls mit der des metamorphosierenden Tigersalamanders. Dabei zeigen larvale Tigersalamander ähnlich beeindruckende Regenerationsfähigkeiten wie Axolotl, während postmetamorphe Individuen eine unvollständige Frakturheilung und verzögerte Regeneration mit Skelettanomalien aufweisen. Kapitel II untersucht die Schwanzregeneration des Tigersalamanders während der Metamorphose und zeigt, dass sie in und auch nach diesem Entwicklungsstadium fortgesetzt wird, obwohl die Geschwindigkeit und die strukturelle Qualität der Regeneration in den verschiedenen Entwicklungsstadien variieren, was den Einfluss der Metamorphose auf den Regenerationsprozess unterstreicht. Kapitel III analysiert die Gliedmaßenregeneration bei sechs plethodontiden Salamanderarten mit verschiedenen Lebensweisen und Habitaten. Alle Arten zeigen erhebliche Regenerationsfähigkeiten, wenngleich häufig anatomische Anomalien auftreten. Zudem werden Korrelationen zwischen der Regenerationsgeschwindigkeit und dem jeweiligen Habitat festgestellt. Kapitel IV untersucht die Flossenregeneration bei Lungenfischen. Dabei auftretende Anomalien ähneln denen von Salamandern und stützen damit die Hypothese, dass epimorphe Regenerationsfähigkeiten einen tiefen evolutiven Ursprung besitzen.
description: Urodele amphibians possess remarkable regenerative abilities, allowing them to fully restore lost body parts. The axolotl, in particular, has become a key model organism for regeneration research due to its easy maintenance in laboratory settings. However, its paedomorphic life history pattern—the absence of natural metamorphosis—limits the generalizability of findings to other salamander species. To decipher differences and similarities in the underlying mechanisms of regeneration processes and to better understand evolutionary and ecological influences, comparative studies with other salamander species are essential. Chapter I compares the regenerative abilities of the axolotl with those of the metamorphosing tiger salamander. Larval tiger salamanders exhibit similarly impressive regenerative capacities as axolotls, while post-metamorphic individuals show incomplete fracture healing and delayed regeneration with skeletal anomalies. Chapter II investigates tail regeneration in the tiger salamander during metamorphosis, demonstrating that regeneration continues both during and after this developmental stage, although its speed and structural quality vary. This highlights the impact of metamorphosis on the regeneration process. Chapter III analyzes limb regeneration in six plethodontid salamander species with different lifestyles and habitats. All species exhibit significant regenerative abilities, though anatomical anomalies are common after regeneration. Additionally, correlations between regeneration speed and habitat are identified. Chapter IV examines fin regeneration in lungfish. The observed anomalies resemble those found in salamanders, supporting the hypothesis that epimorphic regenerative abilities have a deep evolutionary origin.