Reproducción sexual y asexual en plantas y animales - Apuntes BachillerApuntes Bachiller

1.- La reproducción asexual y sexual

Reproducción ASEXUAL:

En este tipo de reproducción no hay intercambio de material genético, los descendientes son genéticamente idéntico. Como por ejemplo la gemelaciòn. Puede realizarse de diferentes modos:

Gemación: se produce en las esponjas y pólipos, en este caso del progenitor se divide un grupo de células por mitosis y forma una yema, de la cual se origina una cría; en ocasiones se desprende del progenitor y forma un individuo independiente y en otras permanece adherido al organismo materno y se convierte en un nuevo miembro. Forma individuos de menor tamaño.
Escisión o fragmentación: consiste en la rotura espontanea del organismo progenitor en dos o más fragmento, dando cada fragmento un organismo completo. Como por ejemplo esto ocurre en los gusanos marinos.
Regeneración: consiste en la formación de algunas partes perdidas por consecuencia de una lesión. No está considerado un método de reproducción pero puede llegar a ser extrema en algunos casos como de un brazo de una estrella de mar formase un animal completo.

Reproducción SEXUAL:

Se produce un intercambio de material genético, hace que los individuos sean todos distintos genéticamente. En la reproducción sexual intervienen los siguientes procesos:

Formación de gametos: los gametos son células especializadas que transporta la información genética del progenitor, son células haploides que se originan por meiosis (espermatozoides y óvulos).
Formación de cigoto: uníón de los gametos y fusión de sus núcleos.
Desarrollo del cigoto: el cigoto de divide por mitosis y origina un individuo con carácter de los dos progenitores.

PARTENOGENÉSIS:

En algunas especies de animales como algunos insectos, reptiles… Las hembras producen huevos sin haber sido fecundados. Por su frecuencia en el ciclo biológico la especie puede ser:

Partenogénesis obligatoria: los óvulos normalmente se desarrollan por partogénesis, pero puede intercalarse en ocasiones una generación con reproducción sexual. Como por ejemplo: los pulgones.
Partenogénesis accidental: animales que se reproducen normalmente de forma sexual y en algunos momentos presenta partenogénesis. Ejemplo: tiburón martillo.
Partenogénesis facultativa: óvulos por fecundación nacen hembras, y óvulos por partenogénesis nacen machos, es el caso de las abejas.

2.- La formación de los gametos.

La gametogénesis es la formación de los gametos, tiene lugar en los órganos reproductores o gónadas de los adultos. En las gónadas femeninas u ovarios se forman los óvulos y en los testículos o gónadas masculinas se forman los espermatozoides.

OVOGENESIS Y Espermatogénesis:

Ovogénesis es el proceso mediante el cual se forman los óvulos y espermatogénesis formación de los espermatozoides. En el caso de los seres humanos se resume en las siguientes fases:

Fase de multiplicación: en las gónadas masculinas y femeninas encontramos las células madres, diploides, como cromosomas dobles; en el caso femenino se denominan ovogonias y en el masculino, espermatogonias. Se multiplican mediante la mitosis, solo alguna de las células hijas inician el proceso de formación de gametos.
Fase de crecimiento: algunas ovoginas y espermatogonias aumentan de tamaño y se transforman en ovocitos y espermatocitos primarios, son células diploides con cromosomas dobles.
Fase meiótica o maduración: los ovocitos y espermatocitos primarios entran en meiosis:

*MEIOSIS (R!) : este proceso forma parte de la reproducción sexual, de la gametogénesis y como resultada forma 4 células, con la mitad de los cromosomas y genéticamente distintas. Se divide en los siguientes procesos:

Reduccional:

Profase I: la cromatina se condensa, formando los cromosomas; la membrana nuclear empieza a desaparecer; el centrosoma duplicado en G₂empieza a formar el huso acromático, aquí ocurre la recombinación genética: intercambio de segmento de ADN entre cromatidas no hermanas de cromosomas homólogos; los cromosomas homólogos se disponen unidos entre sí en paralelo (sinapsis) y la cromatida de un cromosoma se une con otra cromatida por el quiasma, que es el punto donde se produce el intercambio llevándose cada uno un fragmento del otro cromosoma. Al final los cromosomas son distintos.

Metafase I: se ha formado el huso acromático por los centrosomas, los cromosomas están condensados completamente forman la placa metafísica doble, los cromosomas homólogos están en pareja y se sitúan en el plano ecuatorial.
Anafase I: separación de cromosomas homólogos, se separan por un par de fibras de microtúbulos que forman el huso acromático que son:

Cinetocoricos: se despolimerizan o se acortan.
Polares: se polimerizan o se alargan

Telofase I: la membrana nuclear se forma a partir del retículo endopasmatico; los cromosomas se descondensan, apareciendo la cromatina y nucléolos; y simultáneamente se produce la citocinesis (división del citoplasma):

Ovogenesis: el reparto del citoplasma no es equitativo, se produce un ovocito secundario y un corpúsculo polar que posee una pequeña cantidad de citoplasma.
Espermatogénesis: el reparto del citoplasma si es quitativo. Producen dos espermatocitos secundarios.

Intercinesis:

es similar a una interfase pero sin duplicación del ADN, no carece de periodo S.

Ecuacional: segunda división meiótica:

Profase II: los cromosomas dobles aparecen por condensación de la cromatina; la célula es haploide; en G₂se duplica el centrosoma, formando el huso acromático y empieza a desaparecer la membrana celular.
Metafase II: formado ya el huso acromático y los cromosomas forman la placa metafísica y se sitúan en el centro; la membrana celular ya ha desaparecido.
Anafase II: separación de las cromatidas hermanas, mediante la despolimerización de los microtúbulos cinetocoricos y la polimerización de los polares.
Telofase II: la membrana nuclear se forma a partir del retículo endopasmatico; los cromosomas se descondensan, apareciendo la cromatina y nucléolos; y simultáneamente se produce la citocinesis (división del citoplasma).

Al final del proceso obtendremos:

Espermatogénesis: 4 espermatidas, con cromosomas sencillos y haploide. Las espermátidas y espermatocitos se producen continuamente durante la vida adulta.
Ovogenesis: produce un óvulo, haploide y de cromosomas sencillos; y un corpúsculo polar, haploide y de cromosomas sencillos. Los ovocitos primarios cesa muy pronto. Los ovocitos primarios entran en profase durante el desarrollo embrionario y quedan detenidos durante varios meses o años. En las mujeres, los ovocitos primarios cesan al nacer y a partir de la pubertad y de forma periódica un ovocito primario completa la formación en un óvulo.

Fase de diferenciación: el óvulo apenas sufre modificaciones; en cambio las espermátidas cambian completamente transformándose en espermatozoides: son células alargadas y móviles, el acrosoma se forma a partir del aparato de golgi, sirve para romper las envueltas del ovocito, el flagelo se forma a partir del centrosoma, su núcleo es haploide y contiene protaminas que están asociadas al ADN.

3.- La fecundación:

La fecundación es el proceso de fusión de un espermatozoide un óvulo para formar una célula diploide conocida como cigoto.

ETAPAS DE LA Fecundación:

El espermatozoide atraviesa la corona radiada y perfora la zona pelúcida gracias a la enzimas que encontramos en el acrosoma, reacción acrosómica. Aquí ya el espermatozoide se encuentra en contacto con la membrana plasmática del óvulo.
La membrana de ambos se fusiona y la cabeza del espermatozoide, con el núcleo y el centriolo, penetra el óvulo.
El núcleo del espermatozoide, pronúcleo masculino; y el núcleo del óvulo, pronúcleo femenino; se fusionan, cariogamia; y forman un núcleo diploide del cigoto.
El óvulo se activa y segrega al exterior el contenido enzimático de los granos corticales, se forma así la membrana de fecundación, que impide un segunda fecundación.

TIPOS DE Fecundación:

Fecundación externa: frecuente en animales acuáticos. Los óvulos sin fecundar son expulsados por la hembra, y el macho expulsara los espermatozoides que fecundaran a los óvulos en el medio acuático. La expulsión de espermatozoides y óvulos tiene que ser sincronizada sino no podrá haber fecundación.
Fecundación interna: carácterísticos de los animales terrestre. Puede ser:
1. Con coito o copula: tiene que poseer un órgano copulador para introducir los espermatozoides en las vías genitales femeninas donde tiene lugar la fecundación.
2. Sin copula: otras especies liberan paquetes de espermatozoides, espermatóforos, que son transferidos a las hembras.

4.- Los sistemas reproductores:

Los sistemas reproductores tienen como función producción de gametos y en los animales con fecundación interna deben garantizar además la uníón entre los gametos procedentes de diferentes órganos.

Órganos sexuales principales en los sistemas reproductores:

Gónadas: allí se forman los gametos y se producen las hormonas sexuales. Diferenciamos entres:
1. Testículos: formación de espermatozoides. Masculino.
2. Ovario: formación de óvulo. Femenino.
Órganos accesorios: ayudan a las gónadas en la producción y facilitan que los gametos pose en el exterior o interior de la hembra. También sirven de acogida y protección del embrión en el caso de la hembra. Algunos son: vías genitales, órganos copuladores…

SSITEMA REPRODUCTORES DE LOS VERTEBRADOS:

En los vertebrados, el sistema genital está estrechamente relaciona con el excretor, tiene un mismo conducto de salida. Y excepto en los mamíferos, los conductos genitales, excretor e intestinal, desembocan en una cámara común, la cloaca.

1. Sistema reproductor masculino: compuesto por:

Vesícula seminal y próstata: producen fluidos adicionales.
Testículo y el epidídimo: forman y almacenan el esperma. Rodeando los testículos encontramos el escroto.
El conducto deferente y la uretra: transportan el semen (esperma + fluidos adicionales).

2. Sistema reproductor femenino: compuesto por:

Trompas de Falopio: lugar donde se produce la fecundación y transporte de óvulos.
Útero. Se produce el desarrollo embrionario.
Ovario: encargado de la producción de óvulos.

SISTEMA REPRODUCTOR EN LOS INVERTEBRADOS:

Invertebrados acuáticos: como las medusas, las gónadas es el único órgano sexual. Los gametos son liberados al medio externo.
La mayoría de los invertebrados: como los artrópodos, las hembras disponen de un receptáculo seminal o espermateca, en el que se disponen los espermatozoides tras la copulas. Allí se almacenan y se van liberando a medida que van formando óvulos.

UNISEXUALIDAD Y HERMAFRODITISMO:

Unisexuales o dioicas: sexo separados en individuos distintos, existen un individuo con gónadas masculinas (macho) y otro con femeninas (hembras); aparece así dimorfismo sexual, diferencia morfológicas en individuos de diferentes sexos.
Hermafroditas o monoicas: dos sexos en el mismo individuo, producen los dos tipos de gametos, ocurre en los moluscos y anélidos. La gónada que produce los gametos se denomina ovotestis. L autofecundación se evita mediante la fecundación cruzada, donde dos hermafroditas se fecundan mutuamente. En nuestra especie no existe el hermafroditismo verdadero, si existe seudohermafroditismo, donde los individuos son estériles.

5.- El desarrollo embrionario:

Es el proceso por el cual se forma un nuevo individuo a partir de una célula huevo, el organismo formado se denomina embrión.

Reproducción Según EL LUGAR DONDE SE PRODUCE EL DESARROLLO EMBRIONARIO:

Ovípara: los óvulos o huevos fecundados son expulsados al exterior. Es carácterístico de los animales con fecundación externa y algunos con fecundación interna como las aves.
Ovovivíparas: los huevos fecundados se desarrollan dentro del aparato reproductor materno, donde reciben protección y alimentación del vitelo del propio huevo. Aquí están los peces y reptiles.
Vivíparas: los huevos fecundados se desarrollan en el aparato reproductor materno, que contribuye a la nutrición del embrión durante su desarrollo. Encontramos aquí animales con fecundación interna como algunos peces y reptiles y la mayoría de los mamíferos.

PROCESOS Básicos DEL DESARROLLO EMBRIONARIO:

Multiplicación celular y muerte celular programada (apoptosis): para que el embrión se desarrolle, las células se tienen que dividir y producir nuevas células. Simultáneamente, cuando los órganos y tejidos se forman, hay células que deben morir y sufre apoptosis.
Movimientos celulares: las células del embrión se desplazan de un lugar a otro causando importantes cambios de forma.
Diferenciación celular: las células indiferenciadas se especializan en lugares y momentos concretos, aquellas que no están especializadas se denominan, células madres.
Interacciones intercelulares: las células embrionarias se multiplican, se mueven o se diferencian en respuesta a señales de otra células.

ETAPAS DEL DESARROLLO EMBRIONARIO:

1. Segmentación: multiplicación sin crecimiento:

El desarrollo embrionario inicia con un serie de rápidas divisiones celulares por mitosis, la segmentaciones no tienen por qué estar coordinadas, no siempre son pares. La segmentación o clivaje está muy influenciado por la cantidad de vitelo y distribución del huevo. Animales como las aves con gran cantidad de vitelo, como las aves, se dividen parcialmente, la parte del vitelo permanece sin segmentar.

Al principio existen pocas células, tras la división de estas, el citoplasma va disminuyendo de tamaño y da lugar a la mórula. Conforme progresa la segmentación, aparece el blastómero, que forma una capa en la superficie del embrión y deja una cavidad en el interior, blastocele. Este estado embrionario recibe el nombre de blástula.

En los mamíferos placentarios, la blástula se separa y da lugar al blastocisto que se anida en el endometrio, con dos grupos diferenciado de células:

Una masa celular interna forma el embrión.
Y otra forma las estructuras complejas extraembrionarias que se disponen entre el embrión y el útero materno.

2. GASTRULACION: producción de un plan corporal: Es un proceso donde la multiplicación celular se hace mucho más lenta y da paso a una organización celular, que va a dar lugar a la gástrula. Aquí se forma las capas embrionarias o capas germinativas, que formaran los tejidos y órganos adultos, y define los ejes principales del cuerpo. Según el numero de capas germinativas de la gástrula, los animales pueden ser:

Diblásticos: poseen únicamente dos células embrionarias, son animales poco evolucionados como los nidarios y poríferos, que carecen de sistema respiratorio y circulatorio. La hoja mas externa se denomina ectodermo y la capa mas interna endodermo, que delimita un espacio interno llamado arquenterón que se comunica al exterior mediante un único orificio, blastóporo, que hará en el adulto a la boca y el ano.
Triblásticos: son la mayoría de los animales, poseen tres capas embrionarias; el ectodermo y endodermo, y el mesodermo que forma el celoma que es donde se van a situar los órganos. Encontramos dos tipos de triblásticos:
1. Protóstomos: son los anélidos, moluscos y artrópodos. La boca de estos animales va a formarse a partir del blastóporo, que sería la primera apertura del embrión.
2. Deuteróstomos: incluye los equinodermos y cordados. En este caso el blastóporo da lugar al ano y la boca se formara posteriormente en un lugar diferente.

ORGANOGESIS: formación de los tejidos y órganos:

El desarrollo embrionario se completa con la formación de los órganos a partir de las capas embrionarias. Aquí las células embrionarias se diferencian y adquieren formas y estructuras adecuadas a la función del tejido u órgano que van a formar.

El destino de las hojas embrionarias es:

Ectodermo: forma la epidermis de la piel y sus órganos ajenos (plumas, pelos…), el tejido nervioso y las células receptoras de los órganos sensoriales (gusto, tacto…).
Endodermos: es el más interno, forma el tejido epitetial de revestimiento del tubo digestivo y respiratorio, las glándulas digestivas y la vejiga urinaria.
Mesodermos: es la hija del medio, forma la capa dérmica de la piel, el revestimiento de las cavidades internas, el corazón y los demás órganos del aparato circulatorio, los riñones, las gónadas y el sistema esquelético y muscular.

LAS MEMBRANAS EXTRAEMBRIONARIAS.

En el embrión de las aves, los reptiles y mamíferos se forman membranas extraembrionarias, que se forman a partir del trofoplasto y desempeñan papeles importantes en el desarrollo del embrión:

Saco vitelino: se forma a partir del endodermo, es la primera membrana embrionaria. Rodea a la masa del vitelo del huevo, cuando existe.
Amnios y corion: se forman a partir del mesodermo. Rodea al embrión y secreta el liquido amniótico, que proporciona un ambiente acuoso al embrión. El corion envuelve al amnios y al saco vitelino, limita la pérdida del agua del embrión, pero deja que se produzcan intercambios gaseosos, es permeable a los gases.
Alantoides: se forma por el endodermo y tiene la función de almacenamiento de los desechos metabólicos.
Placenta y cordón umbilical: exclusivo en la mayoría de los mamíferos, la placenta es el órgano responsable de la nutrición del embrión; y el cordón umbilical, que es por donde se une la placenta con el embrión.

3. ORGANOGESIS: formación de los tejidos y órganos:

El destino de las hojas embrionarias es:

Ectodermo: forma la epidermis de la piel y sus órganos ajenos (plumas, pelos…), el tejido nervioso y las células receptoras de los órganos sensoriales (gusto, tacto…).
Endodermos: es el más interno, forma el tejido epitetial de revestimiento del tubo digestivo y respiratorio, las glándulas digestivas y la vejiga urinaria.
Mesodermos: es la hija del medio, forma la capa dérmica de la piel, el revestimiento de las cavidades internas, el corazón y los demás órganos del aparato circulatorio, los riñones, las gónadas y el sistema esquelético y muscular.

LAS MEMBRANAS EXTRAEMBRIONARIAS.

En el embrión de las aves, los reptiles y mamíferos se forman membranas extraembrionarias, que se forman a partir del trofoplasto y desempeñan papeles importantes en el desarrollo del embrión:

Saco vitelino: se forma a partir del endodermo, es la primera membrana embrionaria. Rodea a la masa del vitelo del huevo, cuando existe.
Amnios y corion: se forman a partir del mesodermo. Rodea al embrión y secreta el liquido amniótico, que proporciona un ambiente acuoso al embrión. El corion envuelve al amnios y al saco vitelino, limita la pérdida del agua del embrión, pero deja que se produzcan intercambios gaseosos, es permeable a los gases.
Alantoides: se forma por el endodermo y tiene la función de almacenamiento de los desechos metabólicos.
Placenta y cordón umbilical: exclusivo en la mayoría de los mamíferos, la placenta es el órgano responsable de la nutrición del embrión; y el cordón umbilical, que es por donde se une la placenta con el embrión.

6.- El desarrollo posembrionario:

El desarrollo posembrionario comienza con el parto en el caso de los animales vivíparos o con la eclosión del huevo en los ovíparos. El individuo inicia un periodo de crecimiento hasta adulto y alcanzar la madurez sexual. El desarrollo posembrionario puede ser:

Directo: se produce en animales ovíparos con mucho vitelo, es un proceso de crecimiento hasta ser adulto y alcanzar la madurez sexual. Los mamíferos placentarios, presentan este tipo de desarrollo gracias a que el embrión recibe el alimento a través de la placenta de la madre.
Indirecto: las reservas vitelinos del huevo son escasas y el embrión no puede completar el desarrollo en el interior del huevo y da lugar a un organismo juvenil de vida libre. Se produce una metamorfosis, donde el organismo pasa de juvenil a adulto: la primera fase se denomina larvaria (individuos inmaduros), posteriormente el dimago (madurez sexual ), aquí se produce la transformación de la pupa que es un proceso intermedio del inmaduro al adulto.

METAMORFOSIS DE LOS ANFIBIOS: Los individuos jóvenes viven en el agua y los adultos en la tierra. La larva se le denomina renacuajo. En los anfibios es un proceso continuo y gradual en el que el renacuajo se mantiene en todo momento activo y alimentándose.

METAMORFOSIS DE INSECTOS: Puede ser de dos formas:

Metamorfosis incompleta: la forma juvenil es como una réplica en miniatura del adulto y se denomina linfa. Los cambios que sufre el animal coincide con los momentos de muda, desprendimiento de la cubierta exterior que les rodea. Es carácterístico de las libélulas y saltamontes.
Metamorfosis completa: la forma juvenil es la larva, sustancialmente diferente al adulto, esta experimenta una series de mudas hasta llegar a su máximo desarrollo. Llegado a este punto, deja de moverse y alimentarse, transformándose en una pupa, donde el individuo se transforma completamente en el adulto.

7.- La intervención humana en la reproducción animal:

Las siguientes técnicas se utilizan en mamíferos en general, pero pueden ser aplicadas a los humanas para casos de infertilidad:

La inseminación artificial: es el método mas sencillo y antiguo, consiste en introducir semen de forma artificial en el interior de las vías genitales de la hembra. El semen puede ser congelado y conservase durante largo tiempo y ser utilizado en el momento de la ovulación de la hembra.
La fecundación in vitro: consiste en fecundar el óvulo con un espermatozoide en el laboratorio, posteriormente el embrión fecundado se introduce en el útero de la hembra, que puede ser diferente a la donadora de óvulos.

LA Manipulación DE EMBRIONES:

Antes de ser transferido a la hembra portadora, los embriones pueden ser manipulados para diversos fines.

Transgénesis: es la tecnología del ADN recombinante, se utiliza tanto en plantas como en animales. Sin embargo los animales transgénicos todavía no han llegado al mercado, a diferencia de las plantas.
Clonación: este método permite clonar un animal a partir de una célula somática, es decir, diferenciada de su núcleo.
1. Se utilizan dos métodos:
  - La transferencia nuclear: consiste en eliminar el núcleo del ovocito y sustituirlo por el de la célula somática.
  - La fusión nuclear: consiste mediante campos eléctricos fusionar una célula somática con un ovocito enucleado.
2. Las etapas que sigue son:
  - Extracción de células somáticas del individuo que se desea clonar.
  - Estas células se cultivan en un laboratorio para detener su ciclo celular en G1.
  - Se obtiene un ovocito de la hembra de la misma especie.
  - Se extrae el núcleo del ovocito.
  - Se fusiona la célula somática con el ovocito enucleado o se introduce el núcleo de la célula somática en su interior.
  - Se estimula la división de la nueva célula.
  - Se trasplanta el joven embrión a la hembra.
  - Si el embrión se desarrolla con normalidad, se a obtenido un clon del donante de la célula somática.