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Prof. Inés Raydowsky
MATERIAL COMPLEMENTARIO PARA 3º AÑO SOBRE
REPRODUCCIÓN
La reproducción es una función o proceso biológico que permite el
aumento del número de individuos de la especie y su consiguiente
perpetuación.
No es una función vital para el individuo pero si para la especie a la cual
pertenece. Tengan en cuenta a todas las especies de seres vivos que se
conocen hasta ahora: si un individuo no se reproduce no peligra la especie
pero si todos sus integrantes no generan descendencia esa especie corre el
riesgo de extinguirse.
Se trata de la capacidad que tienen los seres vivos de generar descendencia
fértil y que ésta sea, en la mayoría de los casos, de la misma especie a la
que pertenecen el o los progenitores.
Existen dos grandes formas diferentes de reproducción según las
características de cada organismo: sexual y asexual. Hay individuos que se
pueden reproducir de ambas formas como la mayoría de las plantas y otros
de una sola como nosotros, los humanos.
En cada una de estas formas es posible encontrar diferentes modalidades
que responden a la gran diversidad de especies y su complejidad (por eso
en Biología es difícil generalizar).
Se reproducen sexualmente aquellos individuos que tienen la capacidad de
generar células especializadas para la reproducción. En general, los
individuos que producen células reproductoras, son seres vivos con muchas
células o pluricelulares. Estas células se llaman gametas y existen gametas
femeninas y masculinas. Hay seres vivos que sólo producen un tipo de
gameta y los hay que producen los dos tipos.
Esas gametas pueden recibir diferentes nombres. En los humanos y en
general en los Mamíferos, la gameta femenina se llama óvulo y la
masculina espermatozoide.
Las gametas son células que tienen la mitad del número de cromosomas de
la especie, por ejemplo, las gametas humanas tienen 23 cromosomas
porque el número total de cromosomas que tiene cada célula de nuestro
cuerpo es de 46. ¿Se imaginan por que las gametas tienen la mitad del
número de cromosomas de la especie?.
Cuando se unen una gameta femenina con una masculina forman una célula
que se llama cigoto. Esta célula comenzará a multiplicarse para formar un
nuevo individuo. La unión del material genético de ambas gametas recibe
el nombre de fecundación y es allí donde se restablece el número total de
cromosomas de la especie.
Existen diferentes seres vivos que se reproducen sexualmente como las
plantas, los animales hasta algunos microorganismos. En todos los casos,
los individuos que se forman, si bien pertenecen a la misma especie, son
diferentes entre si y diferentes a su o sus progenitores.
En la naturaleza existen también casos de individuos o partes de individuos
que producen descendencia sin intervención de gametas. Este es el caso de
la reproducción asexual. Se puede decir que en este tipo de reproducción de
generan clones porque todos los descendientes son idénticos entre si e
idénticos a sus progenitores (en la mayoría de los casos).
Podemos encontrar diferentes modalidades de reproducción asexual:
Las bacterias en su mayoría se dividen por fisión binaria en donde su única
célula se divide exactamente formando dos células “hijas” que luego crecen
y se dividen nuevamente.
Bacteria dividiéndose.
En otros casos, las anémonas (animales que viven en fondos marinos)
tienen la capacidad de producir yemas a partir de una parte de su cuerpo
que luego se desprenden y crecen.
Anémona formando una yema
La regeneración es otra modalidad de reproducción asexual. Muchas
estrellas de mar tienen la capacidad de regenerar sus partes perdidas aunque
el “nuevo miembro” no tenga el mismo tamaño que el anterior pero les
permite continuar su rutina casi con normalidad (mientras que el corte
mantenga por lo menos una porción de la parte o disco central de la
estrella).
Brazo de una estrella de mar
que regeneró el resto del cuerpo perdido.
Una bacteria como Escherichia coli a quien podemos encontrar en nuestro
intestino, se reproduce asexualmente cada 20 minutos ¿Cuánto demoramos
los humanos en generar descendencia una vez que tenemos la capacidad
biológica de lograrlo: meses, años tal vez?.
Los animales, quienes se reproducen sexualmente, muchas veces demoran
años en llegar a lo que se llama la “etapa reproductiva”, es decir el
momento en su desarrollo cuando tienen la capacidad de producir gametas
o madurarlas y de este modo, generar descendencia. En cambio, una
bacteria si se reproduce cada 20 minutos llega rápidamente al momento
donde es capaz de generar descendencia.
Por otra parte, las gametas se producen a partir de células que se dividen
por un tipo de división celular llamada Meiosis en donde se obtienen
células con una reducción en el número de cromosomas.
En este tipo de división celular, sucede un evento que es determinante para
comprender por qué las gametas o células sexuales que se obtienen son
diferentes entre si y es el entrecruzamiento de cromosomas. Así, los
cromosomas de las células que se están dividiendo, previamente
intercambian “trozos”. De esta forma, las células formadas tienen
“mezclas” de material genético y por eso son diferentes unas de otras.
Entrecruzamiento de trozos de cromosomas.
Los individuos que se reproducen asexualmente a menudo viven en
entornos con recursos limitados o fluctuantes, es decir, que sus fuentes de
alimento, lugar, etc son inestables. Cuando se reproducen, generan un gran
número de descendientes que compensa la alta mortalidad que
experimentan al vivir allí, ya sea porque no hay suficiente alimento o
porque hay depredadores o competencia por algún recurso (entendiendo
como recurso todo lo que el individuo necesita del entorno para vivir).
Dadas las características de los ambientes en los que viven aquellos seres
vivos que se reproducen asexualmente, los nuevos individuos formados, en
general crecen lejos del progenitor. Ya sea porque fue desplazado por el
viento, el agua o algún otro tipo de agente, estos nuevos organismos
aseguran la conquista de otros terrenos lejanos a sus “padres” y con nuevas
posibilidades de alimento y demás recursos y esto constituye una ventaja
para la especie.
Por otra parte, aquellos individuos que se reproducen asexualmente no
gastan su energía en buscar o cortejar una pareja, luchar con un adversario
por la hembra, producir gametas, copular, alimentar y cuidar a la cría, etc.
(todas estas características que presentan aquellos que se reproducen
sexualmente).
Entonces, si la reproducción asexual es más eficiente en el “ahorro” de
energía y en la cantidad de descendencia que produce en relación a la
reproducción asexual, ¿Por qué existe la reproducción sexual? ¿Hay “algo”
que tenga la reproducción sexual que haya “merecido” ser seleccionado
positivamente por la naturaleza? La respuesta es: la variabilidad genética.
La reproducción sexual logra que el material genético de los descendientes
varíe en relación a sus progenitores conservando las características de la
especie en la mayoría de los casos.
Si recuerdan, comentamos que las gametas se producen por un tipo de
división celular llamada meiosis, en donde se produce una “mezcla” de
cromosomas, un entrecruzamiento de trozos de cromosomas dentro de las
células que se están dividiendo para formar las gametas. Este proceso es
una fuente de variabilidad puesto que asegura que, en el caso de los
humanos por ejemplo, no van a haber dos espermatozoides iguales
genéticamente.
Además, cuando un hombre eyacula dentro de la vagina de una mujer
expulsa millones de espermatozoides y sólo el azar determina qué
espermatozoide fecundará al óvulo (existirá el óvulo si la mujer está en su
período fértil). Eso también es una fuente de variabilidad puesto que
“mezcla” material genético del hombre con el de la mujer creando una
combinación única y restableciendo el número de cromosomas de esa
especie.
Nosotros tenemos rasgos de nuestros padres y hermanos, es decir somos
parecidos, pertenecemos a la misma especie pero cada uno de nosotros es
distinto del otro genéticamente lo cual determina diferencias visibles a
simple vista. En cambio, una bacteria que se reproduce asexualmente
genera bacterias idénticas entre si y a ella.
Pero, en definitiva ¿Cuál es la ventaja de la variabilidad, es decir, de
pertenecer a la misma especie pero siendo diferentes los unos de los otros?.
Imaginen por ejemplo, un importante cambio de clima que ataca al planeta
Tierra, en donde la temperatura baja bruscamente llegando a congelar
grandes extensiones de agua y suelo. Aquellos seres humanos que tengan la
piel más gruesa o la capacidad de resguardarse mejor del clima o conservar
el calor corporal tendrán mayores posibilidades de sobrevivir que aquellos
que tengan la piel más fina por ejemplo.
Si pensamos en una especie de bacterias, si sucediera un evento similar
probablemente no sobrevivirían porque todas son idénticas entre si y con
las mismas capacidades de sobrevivir.
En este sentido, estamos acostumbrados a pensar en el concepto de
mutación como algo negativo porque conocemos enfermedades que
guardan relación con “errores” en el material genético de las personas que
padecen estos males. Pero, en estos momentos, nuestro ADN puede estar
mutando en alguna célula y no nos enteraremos puesto que muchas de las
mutaciones que se producen no causan efecto alguno.
En cambio, hay otras mutaciones que con el tiempo, se van transmitiendo
de generación en generación y son positivas porque son la fuente de la
evolución. Por ejemplo, de esta forma pudieron surgir hasta nuestros días
las diferentes especies.
Cuando una bacteria tiene una mutación en su ADN, ésta se transmite a los
descendientes y probablemente se forme una nueva cepa de bacterias. En
otras especies este proceso puede demorar mucho más tiempo que el que
transcurre entre unas pocas generaciones.
Por lo tanto, aquellos organismos que se reproducen asexualmente
dependen exclusivamente de las improbables e impredecibles mutaciones
en su material genético como fuente de variabilidad. Sin embargo, aquellos
que se reproducen sexualmente como vimos, tienen más fuentes de
variabilidad genética pues “mezclan” sus cromosomas en la meiosis y en la
fecundación.
La fecundación es un evento que sucede en aquellas especies que producen
ambos tipos de gametas (ya sea que las produzca un mismo organismo u
organismos separados).
Se trata de la unión del núcleo de la gameta masculina con el núcleo de la
gameta femenina.
Esta unión puede ocurrir dentro o fuera del cuerpo de los progenitores.
En la fecundación externa la unión de ambas gametas (femenina y
masculina) se produce fuera de los cuerpos de ambos progenitores. En
general, esto se produce en individuos que se reproducen o viven en el agua
pues es un medio que permite que los espermatozoides naden hasta los
óvulos, lo cual exige una gran sincronización por parte de los progenitores
para liberar al agua esas gametas. Ambos, además, deben estar cerca
físicamente para facilitar el encuentro de las gametas y se deben dar las
condiciones climáticas adecuadas para que se produzca la fecundación.
En la naturaleza, por lo general, es la gameta masculina la que se mueve
hacia la femenina siendo esta última más voluminosa que la masculina y
usualmente con incapacidad para moverse por si misma. Además, se
producen muchas más gametas masculinas que femeninas.
En muchos peces, ranas y sapos se da la fecundación externa, en el agua.
En el caso de las ranas, el macho “abraza” a la hembra efectuando un ritual
de apareamiento llamado amplexo. El macho al rodear a la hembra aprieta
su abdomen estimulándola a que libere los óvulos los cuales son
fertilizados inmediatamente por los espermatozoides del macho.
Amplexo o “abrazo sexual” en
ranas.
En la fecundación interna las gametas masculinas ingresan al cuerpo de la
hembra o estructuras femeninas.
En aquellas especies con fecundación extrena, los espermatozoides se
desplazan en el agua. Del mismo modo, en aquellas especies con
fecundación interna, los espermatozoides necesitan por lo general, un
medio líquido para moverse que, en el caso de la mayoría de los
Mamíferos, este líquido se llama esperma y contiene a los espermatozoides.
La fecundación interna aumenta las probabilidades de que el o los óvulos
sean fecundados porque el esperma es conducido directamente a ellos.
Para que se produzca la fecundación interna tiene que haber existido antes
una copulación en la cual el pene del macho se introduce en el cuerpo de a
hembra y libera el esperma. Pero, este acto, de ningún modo asegura que
haya fecundación puesto que, en el caso de los humanos, los
espermatozoides deben recorrer un camino sinuoso hasta llegar al óvulo y
aún así, no se garantiza que un solo espermatozoide fecunde al óvulo.
Aún cuando un hombre eyacule (libere su esperma dentro de la mujer), no
se producirá la fecundación si no hay un óvulo disponible o si ya culminó
su tiempo de vida. En general, los mamíferos copulan en ciertas estaciones
o cuando la hembra da señales de estar ovulando.
Desde hace varias décadas, los científicos desarrollaron técnicas de
fecundación fuera del cuerpo de la hembra en especies donde
característicamente se da la fecundación interna. Es el caso de la
fecundación “in vitro”, donde se forma el cigoto o célula huevo, producto
de la unión de ambas gametas extraídas de los padres, en un recipiente de
laboratorio. Luego esperan el tiempo suficiente para que dicho cigoto se
multiplique generando más células para luego implantarlo en el útero de la
madre y que se continúe gestando allí.
Glándulas y hormonas:
En nuestro cuerpo se producen diferentes tipos de sustancias químicas cuya
producción está controlada por centros nerviosos.
Estas sustancias, que están compuestas de diferente forma, tienen destinos
distintos. Unas se liberan al exterior del cuerpo (como el sudor y la saliva)
y otras quedan en el interior de nuestro cuerpo y “viajan” por la sangre
conectando lugares lejanos entre si.
Los órganos responsables de producir estas sustancias químicas se llaman
glándulas.
Las sustancias químicas que se producen en muchos casos en órganos de
una parte del cuerpo y que se transportan por la sangre a otras partes del
mismo, se llaman hormonas.
Cabe aclarar que en los órganos donde se producen muchas de las
hormonas, existe un grupo de células especializadas en segregar o secretar
hormonas por lo que estas células son las responsables de la formación de
estas sustancias.
Al conjunto de glándulas que producen hormonas, es decir, cuyo producto
de secreción queda en la sangre y no es liberado al exterior, se llaman
glándulas endócrinas. Al conjunto de glándulas endócrinas se le llama
Sistema Endócrino.
Como pueden ver en la figura de la página anterior, hay glándulas que
compartimos tanto hombres como mujeres pero hay otras que no.
Las gónadas o glándulas sexuales, son las encargadas de producir las
hormonas sexuales.
Las gónadas femeninas se llaman ovarios y las masculinas testículos. En la
figura pueden ver su ubicación.
Los ovarios producen hormonas como los estrógenos y progesterona, dos
hormonas sexuales femeninas.
Los testículos producen hormonas como la testosterona, hormona sexual
masculina.
Cuando una hormona es producida, se transporta por la sangre llegando a
todas las células del organismo. Sin embargo, no todas las células
“necesitan” de dicha hormona: ¿Cómo reconoce a esa hormona, el órgano
destinado a recibirla?.
Casi todos los órganos tienen un conjunto de células llamadas “células
blanco”. Estas células tienen los receptores adecuados para reconocer a la
hormona que necesitan. Si una célula de otro órgano no tiene ese receptor
esta hormona no actuará sobre ella porque no será reconocida.
El funcionamiento de las glándulas es complejo ya que éstas se relacionan
entre si mediante su producto de secreción, relacionándose además con los
centros nerviosos superiores.
Investiguen más sobre este tema en la bibliografía recomendada y en el
capítulo de la guia.
CONCEPTOS PARA TENER EN CLARO:
 Fértil: Se refiere a la capacidad de generar descendencia para el caso
de seres vivos.
 Cromosoma: Un cromosoma es una molécula de ADN superenrollado.
El ADN es la molécula espiralada que se encuentra en el núcleo de
todas nuestras células y que tiene la información para determinar todo lo
que somos y necesitamos. Se suele llamar material genético a todo el
contenido que se encuentra dentro del núcleo celular.
El ADN en cierto momento de la vida celular se enrolla mucho
formando cromosomas, antes de que la célula se divida y genere otras
iguales (este tipo de división se llama Mitosis y es así como se dividen
la mayoría de las células de nuestro cuerpo menos las que producen
gametas que se dividen por Meiosis).
Entonces, los genes son trozos de ADN que están en los cromosomas y
son los que determinan las diferentes características visibles o no, que
tenemos.
Quizás les ayude esta ilustración para comprender la relación entre
ADN, genes y cromosomas.
 Niveles de organización de la materia: Como habrán estudiado, los
átomos se relacionan formando moléculas y dentro de la materia
orgánica (aquella que forma a los seres vivos), muchas moléculas se
“asocian” entre si para forman macromoléculas como las proteínas,
los glúcidos, los lípidos. Luego, todas esas sustancias forman a las
células.
Muchas células están agrupadas formando tejidos y varios tejidos se
agrupan formando órganos. Los órganos se relacionan para forman
sistemas y éstos, componen al organismo.
Podemos encontrar niveles de organización inferiores a átomos y
superiores a organismos.