Reproductor
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REPRODUCCIÓN ASEXUAL / SEXUAL VENTAJAS REPRODUCCIÓN ASEXUAL No necesita buscar pareja No deben producir células sexuales A partir de un individuo se forma una población el doble de numerosa que en la reproducción sexual REPRODUCCIÓN SEXUAL Nuevas combinaciones genéticas Gran variabilidad Promueve la evolución a nuevas formas de vida Los descendientes están en mejores condiciones ante cambios a nuevos ambientes INCONVENIENTES Monotonía genética Iguales a sus progenitores, lo que produce inferioridad ante los cambios del medio No propicia la diversidad ni la evolución de nuevas formas de vida Necesidad de buscar pareja Necesidad de producir células especializadas Presencia de depredadores durante el coito Menor ritmo de crecimiento de la población que en la reproducción asexual CICLOS BIOLÓGICOS REPRODUCCIÓN ASEXUAL EN ANIMALES Escisión o fragmentación El animal se rompe en dos o más fragmentos. Cada uno de ellos se desarrollará formando un animal completo. Esa ruptura puede ser como parte de una acción del animal, como sucede en los pólipos y medusas, o puede ser accidental. El ejemplo más característico es el de las estrellas de mar, en las que a partir de cada uno de sus brazos se puede regenerar una estrella completa. Gemación Se da también en invertebrados primitivos. Consiste en que en una zona determinada del animal un grupo de células se dividen formando una especie de quiste denominado YEMA. Esta yema puede separarse del animal madre y originar un nuevo individuo. También puede permanecer unida a él formándose de esta manera una agrupación de individuos originados por reproducción asexual llamada COLONIA, como por ejemplo sucede en los corales. Esporulación Ocurre en algún invertebrado, aunque es mucho más rara que en vegetales, y se suele dar cuando el animal atraviesa alguna época desfavorable, tal es el caso de animalillos que viven en charcas que se desecan, como algunos crustáceos y rotíferos. Cuando la charca se va desecando, estos animales producen unas estructuras de resistencia comparables a esporas o quistes que tienen una fuerte cubierta. Una vez que la charca vuelve a tener agua, las esporas y quistes germinan, se abren y se desarrolla un nuevo animal. Poliembrionia Es el único tipo que acontece en vertebrados, en los que tras la reproducción sexual se forma el embrión normalmente. Después el embrión se fragmenta y da lugar a varios embriones iguales. Encontramos este tipo de reproducción en ciertos mamíferos pequeños, como armadillos y mustélidos. Cuando sucede esta reproducción asexual en humanos, da lugar a gemelos monocigóticos. REPRODUCCIÓN SEXUAL EN ANIMALES La reproducción sexual se realiza mediante la unión de dos células provenientes de dos individuos distintos. Ambos progenitores pueden ser morfológicamente distintos y pertenecen a sexos diferentes, macho y hembra. Los descendientes poseen caracteres procedentes de ambos progenitores. En la reproducción sexual de los animales, cada uno de los progenitores producen células haploides (células cuya dotación cromosómica está formada por un único juego de cromosomas, representándose por n) especializadas, llamadas gametos, que portan información genética del individuo que las produce. La unión de ambos gametos recibe el nombre de fecundación, y tras ella, se forma una célula huevo diploide (célula cuya dotación cromosómica está formada por un juego doble de cromosomas, representándose por 2n), denominada cigoto, a partir de la cual se desarrolla un nuevo individuo. La reproducción por gametos se denomina gametogamia, y puede ser de dos tipos: Partenogénesis: el nuevo individuo se desarrolla a partir únicamente del gameto femenino, sin producirse fecundación. Puede ser accidental o habitual y a pesar de no haber fecundación, se considera como un tipo de reproducción sexual ya que hay producción de gametos. Es típica de insectos como la abeja y hormigas, donde los óvulos sin fecundar da lugar a machos. También se da en algunos crustáceos y otros invertebrados. Anfigonia: es el tipo más frecuente e implica la fecundación y fusión del material genético de los gametos (cariogamia). Se forma un cigoto que posee ambas informaciones genéticas, y a partir del cual se desarrolla un individuo con caracteres de ambos progenitores. Según las características que presenten los gametos, se distinguen: Isogamia: Gametos estructuralmente iguales, normalmente con cilios y flagelos. Es frecuente en los Protoctistas. Anisogamia: Los dos gametos tienen formas similares, pero tamaños diferentes. Oogamia: Es una anisogamia extrema, con un óvulo de gran tamaño e inmóvil y un espermatozoide pequeño y móvil. Se da en la mayor parte de animales. GAMETOGÉNESIS Es el proceso de formación de los gametos, tanto en las gónadas masculinas como en las femeninas: GAMETOS El tamaño de los espermatozoides no guarda relación con el tamaño del animal: - Mosca de la fruta (Drosophila melanogaster): 5,8 cm - Salamandra (Taricha granulosa): 290 μm - Abeja (Apis melífera): 270 μm - Manta raya (Raja meganteria): 250 μm - Rata (Rattus norvergicus): 170 μm - Gallo (Gallus gallus): 100 μm - Serpiente (Bothrops diporus): 90 μm - Carnero (Ovis aries): 70 μm - Humano (Homo sapiens): 60 μm - Elefante (Elephas maximus): 58,5 μm - Ballena jorobada (Megaptera): 52,5 μm - Rana venenosa (Allobates fermorale): 50 μm CICLO MENSTRUAL HUMANO El ciclo sexual femenino (o ciclo menstrual) es el proceso mediante el cual se desarrollan los gametos femeninos (óvulos u ovocitos), y en el que se produce una serie de cambios dirigidos al establecimiento de un posible embarazo. El inicio del ciclo se define como el primer día de la menstruación y el fin del ciclo es el día anterior al inicio de la siguiente menstruación. La duración media del ciclo es de 28 días, aunque puede ser más largo o más corto. La primera menstruación se denomina menarquía y el fin de la menstruación se denomina menopausa. FECUNDACIÓN La fecundación es el proceso de fusión de los gametos masculino y femenino (n+n) para formar el cigoto o célula huevo (2n). Puede ser: Externa, cuando los óvulos sin fecundar son liberados al exterior por la hembra (medio acuoso) y posteriormente el macho liberará los espermatozoides que fecundarán a estos óvulos. Se da en animales acuáticos como los peces y los anfibios, y algunos terrestres como los insectos. Interna, en la que es necesario el apareamiento entre macho y hembra. Los machos de muchos vertebrados, aves, reptiles y todos los mamíferos poseen un órgano copulador para introducir los espermatozoides en las vías genitales femeninas donde tiene lugar la fecundación. El encuentro entre los gametos se realiza normalmente gracias a la movilidad del espermatozoide. En el proceso de fecundación se distinguen las siguientes etapas: 1. Penetración del espermatozoide. En los mamíferos, el ovocito está rodeado de la corona radiada. El paso del espermatozoide, a través de la corona, se realiza mediante la enzima hialuronidasa del acrosoma. Los espermatozoides llegan a la membrana pelúcida y se adhieren a su superficie. Gracias a las enzimas que se liberan desde el acrosoma, un espermatozoide de todos los que llegan, consigue atravesar la membrana pelúcida, poniendo en contacto las membranas de ambos gametos y fusionándolas. 2. Activación del óvulo. En el punto de contacto con el espermatozoide, el citoplasma del óvulo produce un cono de fecundación que engloba paulatinamente al espermatozoide y se retrae. La fusión de los gametos inicia la activación del óvulo, que completa la meiosis. Los gránulos corticales del óvulo provocan un cambio en su superficie formando la membrana de fecundación que impide la entrada de nuevos espermatozoides. El núcleo, un centriolo y algunas mitocondrias del espermatozoide penetran en el citoplasma del óvulo. 3. Unión de núcleos o cariogamia. El núcleo espermático, que recibe ahora el nombre de pronúcleo masculino, se desplaza hacia el pronúcleo femenino, que también se mueve a su encuentro, desde la zona donde ha tenido lugar la segunda división meiótica, y se produce la cariogamia. El material genético de ambos pronúcleos quedan encerrados por una membrana común, formándose el sincarion, y construyendo un cigoto diploide. APARATO REPRODUCTOR HUMANO REPRODUCCIÓN EN ANIMALES R. ASEXUAL R. SEXUAL DIOICOS FECUNDACIÓN PORÍFEROS Por fragmentación Más frecuente La mayoría son hermafroditas Interna CNIDARIOS Por gemación Sí Sexos separados Externa PLATELMINTOS (gusanos planos) Rara, por fragmentación y gemación Sí Sexos separados con dimorfismo sexual Interna, con órganos copuladores NEMÁTODOS No Sí, incluida la partenogénesis Casi siempre sexos separados Interna ANÉLIDOS Por fragmentación Sí La mayoría son hermafroditas Algunos con sexos separados MOLUSCOS No Sí Sexos separados y hermafroditas Interna y externa ARTRÓPODOS No Sí Sexos separados Interna EQUINODERMOS Por fragmentación Sí Sexos separados Externa PECES Sí Sexos separados la mayoría Externa e interna (en Condrictios) ANFIBIOS Sí Sexos separados Interna REPTILES Sí, incluida la partenogénesis en algunos lagartos Sexos separados Interna, casi todos con órgano copulador AVES Sí Sexos separados Interna MAMÍFEROS Sí Sexos separados Interna, con órgano copulador No Interna Externa MÉTODOS ANTICONCEPTIVOS HUMANOS DESARROLLO EMBRIONARIO El desarrollo embrionario comienza en el momento en que se forma el cigoto y termina con el nacimiento del individuo, por eclosión del huevo o en el parto. Dependiendo de donde se produzca el desarrollo embrionario y de las estructuras que intervienen, se distinguen tres tipos de animales: OVÍPAROS: se desarrollan en huevos, que son depositados en el medio donde viven. La fecundación puede ser interna o externa. OVOVIVÍPAROS: se desarrollan en huevos que son retenidos en el interior de la hembra, obteniendo el alimento directamente de ella. La fecundación es siempre interna. VIVÍPAROS: el embrión se desarrolla en los oviductos o en el útero de la madre, obteniendo el alimento directamente de ella. La fecundación es siempre interna. La duración del embarazo es muy variable: Ser humano: 9 meses Ballena: 12 meses Perra y gata: 2 meses (260 días) Delfín: 11 meses Hurón: 45 días Elefante: 22 meses Vaca: 10 meses Coneja: 30 días Rinoceronte: 18 meses Osa: 7 meses Rata: 21 días Jirafa: 15 meses Leona: 3 meses El desarrollo dentro de la madre asegura mayor protección y viabilidad a los embriones. Durante el desarrollo embrionario se forman todas las estructuras y se desarrollan las funciones básicas del futuro adulto. DESARROLLO PORÍFEROS OVÍPAROS CNIDARIOS OVÍPAROS PLATELMINTOS OVÍPAROS NEMÁTODOS OVÍPAROS ANÉLIDOS OVÍPAROS MOLUSCOS La mayoría OVÍPAROS y algunos OVOVIVÍPAROS ARTRÓPODOS OVÍPAROS y algunos insectos OVOVIVÍPAROS EQUINODERMOS OVÍPAROS PECES La mayoría OVÍPAROS y algunos, VIVÍPAROS Los tiburones son OVOVÍPAROS ANFIBIOS La mayoría OVÍPAROS y Urodelos, VIVÍPAROS REPTILES La mayoría OVÍPAROS y algunos, VIVÍPAROS (algunas lagartijas, Boas y serpientes cascabel) y unos pocos OVOVIVÍPAROS (como la víbora) AVES OVÍPAROS MAMÍFEROS Monotrema, OVÍPAROS y el resto, VIVÍPAROS Aunque las transformaciones del embrión se suceden ininterrumpidamente, se distinguen las siguientes fases: segmentación, gastrulación, formación del mesodermo y organogénesis: 1. SEGMENTACIÓN. Proceso mediante el cual, el cigoto, tras repetidas mitosis, da lugar a una mórula y posteriormente a una blástula (con la cavidad denominada blastocele). La cantidad de vitelo del huevo determina el tipo de segmentación y el tamaño del blastocele: 2. GASTRULACIÓN. Transformación de la blástula en gástrula, formándose el endodermo y el ectodermo (dos hojas embrionarias). Se puede hacer por embolia o por epibolia. Los animales diblásticos no desarrollan más hojas, pero los triblásticos forman el mesodermo. 3. FORMACIÓN DEL MESODERMO. Se forma entre el ectodermo y el endodermo. En algunos casos se forma en su seno una cavidad llamada celoma (los animales celomados, como el ser humano), en otros casos no se llega a formar (animales acelomados) e incluso en algunos casos hay un celoma falso, no delimitado por células del mesodermo (animales pseudocelomados). En el caso de los celomados, el celoma se puede formar por enterocelia o por esquizocelia. 4. ORGANOGÉNESIS. Es el proceso de formación de los órganos del animal. Los distintos órganos y tejidos se diferencian a partir de las tres (o dos en los diblásticos) hojas embrionarias: - Del ectodermo surgen la epidermis del tegumento, las formaciones tegumentarias, el recubrimiento de las aberturas naturales del cuerpo (boca, fosas nasales...), el sistema nervioso central y los nervios periféricos. - Del endodermo el tubo digestivo y sus glándulas anejas, revestimiento interior de los pulmones, vejiga urinaria y cloaca. - Del mesodermo la capa dérmica de la piel, huesos y musculatura esquelética en los no celomados y además, en los celomados, las gónadas, aparato excretor y circulatorio (corazón incluido). ANEJOS EMBRIONARIOS Son un conjunto de envolturas y cavidades cuya función es segregar y nutrir al embrión, pero que no van a formar parte del organismo adulto. Se desarrollan a partir de la gástrula y son especialmente importantes en reptiles, aves y mamíferos. OVÍPAROS: AVES Y REPTILES o CORION, membrana más externa formada a partir del ectodermo y del mesodermo. o AMMNIOS, debajo del corion, rodeando al embrión. En su interior deja una cavidad llena de líquido amniótico que baña al embrión y lo protege. Se forma del ectodermo y del mesodermo. o SACO VITELINO, bolsa situada en la parte ventral del embrión, cargada de sustancias nutritivas que se consumen durante el desarrollo. Se forma a partir del endodermo y del mesodermo. o ALANTOIDES, membrana a través de la cual se produce el intercambio de gases y donde se acumulan los productos de desecho del embrión. Se forma a partir del endodermo y del mesodermo. o CÁSCARA. El conjunto de embrión y anejos embrionarios se encuentran dentro de una cáscara producida por unas glándulas especiales. VIVÍPAROS: MAMÍFEROS Las envueltas anteriores se modifican: o El corion emite numerosas prolongaciones o vellosidades coriales, que contactan íntimamente con las paredes del útero. o El alantoides se extiende por debajo y se forman vasos sanguíneos que establecen uniones con los de la madre y permiten el transporte de compuestos nutritivos hacia el embrión. La estructura mixta redondeada y plana constituida por el corion, el alantoides y las paredes del útero materno se llama placenta. El cordón umbilical conecta la placenta y la zona ventral del embrión; tiene estructura tubular, y engloba vasos sanguíneos, a través de los cuales se eliminan productos de excreción del embrión, se intercambian gases para la respiración y se incorporan nutrientes. o El saco vitelino queda muy reducido y sin vitelo. DESARROLLO POST-EMBRIONARIO Después del nacimiento, comienza el desarrollo post-embrionario, en el que los animales completan su formación. Acaba cuando llegan al estado adulto y el aparato reproductor es funcional. Existen dos tipos de desarrollo post-embrionario, según la complejidad del proceso: DESARROLLO POST-EMBRIONARIO DIRECTO Consiste en crecer, es decir, constituye un simple proceso de crecimiento. El animal que nace es igual que el adulto. En ocasiones se completa con una diferenciación funcional de algún órgano. Es característico de animales con gran cantidad de vitelo, como reptiles, aves y algunos grupos de insectos, y en vivíparos como los mamíferos. DESARROLLO POST-EMBRIONARIO INDIRECTO Al contrario que el anterior, es característico de los animales con poco vitelo en sus huevos, como algunos insectos. El individuo nace en una fase muy temprana denominada larva, y completa su desarrollo después. La larva sufre una serie de transformaciones estructurales y fisiológicas hasta llegar al estado adulto, denominado imago en los insectos. El conjunto de transformaciones se denomina metamorfosis. Lo habitual es que la larva vaya adquiriendo una mayor complejidad estructural hasta llegar a adulto en una metamorfosis progresiva (ya sea sencilla como en los saltamontes o compleja como en las mariposas). En los animales parásitos suele darse una metamorfosis regresiva, en la que la larva tiene una complejidad mayor que el adulto. La ecdisona es la hormona que provoca la muda del exoesqueleto y la metamorfosis de los insectos. La metamorfosis sencilla, mediante mudas y sin inactividad, está presente en anfibios, anélidos, moluscos, crustáceos, equinodermos y algunos insectos. La metamorfosis compleja se da en muchos insectos, como los Lepidópteros (mariposas). REPRODUCCIÓN ANIMAL, actividades 1. En la siguiente imagen indica cómo se denominan las células 1, ¿y la estructura C? ¿A qué fases del desarrollo embrionario corresponden A y B? Las células 1 corresponden a los blastómeros, la estructura C se denomina bastocele y la fase correspondiente de A y B es la segmentación (mórula y blastula). 2. Explica por qué la clonación implica un proceso de reproducción asexual y no sexual. La reproducción sexual no nos permite obtener copias idénticas, al revés, genera diversidad, y por lo tanto se recurre a la reproducción asexual para copiar/clonar una célula, ya que de esta forma saldrán idénticas a la originaria. 3. La fotografía adjunta representa un corte transversal de una blástula en la fase final de la segmentación. a) Indica sobre el dibujo la situación del polo animal, del polo vegetativo y del blastocele. b) ¿Qué tipo de segmentación se ha producido? Segmentación total desigual. c) Como consecuencia de la respuesta a la pregunta b), ¿puedes deducir el tipo de huevo y el grupo al que pudiera pertenecer? Huevos de regulación, telolecito o indeterminados. 4. ¿Qué es la metamorfosis? ¿Qué grupos de animales presentan metamorfosis? Explica la relación de la metamorfosis con el desarrollo embrionario. La metamorfosis es el cambio y el desarrollo de algunos animales a lo largo de su vida. Muchos insectos, anfibios, moluscos, crustáceos, cnidarios… La metamorfosis y el desarrollo postembrionario indirecto, al haber poco vitelo el desarrollo es mas rápido, se forman organismos diferentes del adulto capaces de alimentarse por si mismos y de ir acumulando nutrientes para construir al adulto mediante a metamorfosis. 5. Como comentamos en otros temas, un endemismo es un término utilizado en biología para indicar que la distribución de un taxón está limitada a un ámbito geográfico reducido y que no se encuentra de forma natural en ninguna otra parte del mundo. ¿Guardan alguna relación los endemismos con la biodiversidad? Razona la respuesta. La biodiversidad es la variedad o diversidad del mundo biológico. Un endemismo está limitado a un ámbito geográfico reducido, por lo tanto al no mezclarse con otras especies, se crea mayor biodiversidad gracias al endemismo. 6. Completa la siguiente tabla comparativa entre los diferentes grupos de vertebrados: Reproducción Fecundación Desarrollo embrionario Peces Anfibios Sexual Sexual Externa Externa Ovíparos Ovíparos Reptiles Sexual (adaptada al medio donde se encuentran) Interna Ovíparos (algunas serpientes conservan los huevos en su interior) Aves Mamíferos Sexual Sexual Interna Interna Ovíparos Vivíparo 7. Observa la siguiente imagen y responde a las preguntas planteadas a continuación: a) ¿Qué animales aparecen en las fotografías A y B? A = Mariposa B = Oruga b) ¿Existe algún tipo de relación entre ambos animales? En caso afirmativo, explica cuál. Si. Podemos decir que la fotografía B (oruga), es el paso previo a la fotografía A (mariposa), ya que en el proceso de reproducción las mariposas ponen sus huevos en plantas y nacen como orugas, que posteriormente se alimentan de hojas de dicha planta para llegar a ser mariposas.
