Reproducción en los seres vivios: asexual y sexual
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No recomendado para menores de 18 años Reproducción. Es un mecanismo por el cual los seres vivos se perpetúan en el tiempo, (ellos no sus genes). Hay especies que todos los individuos de una población se reproducen de una forma (sexual o asexual), y los hijos de distinta forma, se llama R. Alternante. Hay muchas maneras de reproducirse, y para su estudio se agrupan en dos tipos: &Reproducción asexual. &Reproducción sexual. Reproducción asexual: No poseen órganos especializados, sino que interviene cualquier parte del ser. Todos sus `hijos' van a ser genéticamente iguales, y eso se debe al tipo de reproducción que es el de mitosis. En los animales, conforme ascendemos en la escala zoológica la capacidad para reproducirse asexualmente va disminuyendo, en vegetales se mantiene. Mitosis Clonación. Reproducción por esporas: Tienen lugar en vegetales inferiores y en protistas. Consiste en que una célula Diploide de divide por mitosis y origina dos células diploides y estas se dividen y salen cuatro y así sucesivamente. Estas células se rodean con una cubierta protectora, que les permite soportar condiciones ambientales desfavorables. (sequedad, productos químicos...) Cuando las condiciones son favorables las células se abren formando individuos nuevos, todos ellos iguales genéticamente. Multiplicación vegetativa. En vegetales: • Yemas adventicias. Pueden ser apicales cuando están en el extremo del vegetal, y asilares cuando están en la base de las hojas. (pagina 7) • Estolones Son tallos herbáceos, que crecen paralelos al suelo y muy cerca del él. Cuando crece al pesar tanto cae y se arrastra por el suelo y por eso se llaman tallos rastreros. El punto en el que estolón entra en contacto con el suelo emite unas raíces, se llaman raíces adventicias. Y en las yemas que están encima del estolón crecen y se forman flores. • Rizomas. 1 Son tallos subterráneos, alargados, carnosos y crecen paralelos a la superficie del suelo y a poca distancia. El rizoma está por debajo y el estolón está por encima del suelo. Las yemas del rizoma dan lugar a una planta, esto en condiciones favorables. Cuando el rizoma se rompe da lugar a varias plantas de distinta igualdad genética. • Tubérculos. Tallos subterráneos globosos, en los que hay yemas. En condiciones favorables se desarrolla bajo el suelo, alcanza la superficie y sigue hacia fuera. También por debajo crecen y salen raíces que son blancas. Cuando hay condiciones desfavorables no se desarrollan y almacenan almidón. En la planta de arriba salen flores y en las raíces almacenan productos de reserva y son tubérculos. • Bulbos. Son tallos subterráneos, en los cuales el producto de reserva se almacena en las hojas. Hay bulbos escamosos y tunicados. • Escamosos en los cuales una hoja rodea a una yema. • Tunicados la cebolla. Una o varias yemas rodeadas por muchas hojas carnosas. • Bulbillos. Son unas agrupaciones de células que se producen en el extremo del tallo, en la base de las hojas... En el extremo superior de estos grupos de células se empiezan a formar hojas y en la parte de abajo se forman raíces. En la hoja o en los tallos aparecen plantas pequeñas. • Propágulos. Es una forma de reproducción asexual que se produce en vegetales inferiores (hepáticas) y se encuentran también en los líquenes. Son agrupaciones de células que se desprenden de la planta medre para ser dispersados por el viento o por el agua. Son esferoidales y son estructuras de propagación. En animales: • Escisión. El animal se rompe en 2 ó más trozos y cada trozo se va a desarrollar formando un animal completo. Hay tantos trozos como animales. Estos animales son iguales genéticamente. Arquitomía un animal sé rompe y cada trozo regenerará lo que le falta. Por ejemplo los caballitos de mar. Paratomía 1º el animal va copiando la parte que le falta para completar el animal entero y cuando esta formado se separa. Poliquevos (Xorra). Estrobilación. Es una variante de la Paratomía. • Hidrozoos • Pólipo gastrozoide se encarga de capturar la comida y de alimentar a las colonias. • Pólipo dactilozoide se encarga de defender las colonias. • Pólipo gonozoide se encarga de reproducir la colonia. 2 • Gemación. En el animal, consiste en que un grupo célula se empieza a reproducir formando una especie de quiste llamado yema. En la yema al cabo del tiempo empieza a diferenciarse. Van apareciendo tentáculos, y se va a formar otro pólipo igual. Mediante la gemación se producen nuevos pólipos. • Poliembrionia. Es un acaso de reproducción asexual en mamíferos vertebrados. Ej. Armadillo. En este animal la reproducción es sexual al principio, pero luego el embrión se fragmenta y da lugar a embriones iguales. Reproducción sexual: En la reproducción sexual, intervienen unas partes del ser muy especializadas que se llaman Gónadas, en animales, y Gametangios, en vegetales. Se utiliza la meiosis. • Las gónadas masculinas en animales son los testículos y en vegetales (inferiores) son anterídios, y estambres (superiores) • Las gónadas femeninas en animales ovarios y en vegetales (inferiores) arquegónio y pistilo (superiores). • Cariogámica. Se produce en seres unicelulares, en los cuales la propia célula va a actuar como gameto. Hay dos modalidades: Conjugación: se produce cuando intervienen dos células distintas. Cuando se encuentran las dos célula se produce un puente que con el cual se intercambia material genético, al final las dos células tienen distinto material genético. (Pagina 10.) Autogámia: se produce dentro de la misma célula. La reproducción se produce dentro de la misma célula. El núcleo va a sufrir meiosis, pero la célula no se divide, la célula tiene dos núcleos, luego 4 núcleos,... Los núcleos son distintos. De los cuatro núcleos tres degeneran (safan) al azar, el que queda se divide por mitosis y quedan dos núcleos iguales. La información del final va a ser diferente de la información de la última célula. • Somatogámia Se produce en los hongos. A un centímetro por debajo del suelo, hay una masa de filamentos blanquecinos, que es el MICELIO, HONGO. Un MICELIO es un conjunto de HIFAS y es haploide. Las HIFAS no tienen sexo y se dividen por mitosis. (Ver pagina 11) Cuando entran en contacto, se produce una fusión de células, pero no de núcleos, aparece una célula con 2 núcleos. Hifa + Hifa −. Se produce una célula binuclear. La célula se comienza a dividir por mitosis y salen al exterior. En el sombrerillo, en el borde de las células se empiezan a dividir por meiosis y salen cuatro núcleos. Se 3 recubren de citoplasma y se desprenden formando esporas. Estas esporas son arrastradas por el viento, lluvia y caen al suelo y vuelve a salir un micelio, así sucesivamente. • Gametangica. Se produce también en hongos, hay una Hifa + y una Hifa −, pero las hifas son distintas a las anteriores. Son haploides y son plurinucleares, hifas cenocíticas. Cuando dos hifas se encuentran emiten un abultamiento, (gametangio) que se va acercando, en el se meten varios núcleos, llega un momento en el que entran en contacto, con lo cual se fusionan y a continuación se produce la fusión de los núcleos. Los núcleos diploides sufren meiosis, con lo cual, por cada uno diploide salen cuatro haploides y distintos. Finalmente cada uno de los núcleos se envuelven de citoplasma, se desprende en esporas y el aire y el agua los lleva y vuelve el proceso otra vez. • Gamética. Se produce mediante los gametos, pueden ser iguales, el masculino y el femenino, entonces se llaman isogametos (algas). Cuando son iguales, pero de diferente tamaño son anisogametos (algas). Cuándo son diferentes del todo se llaman bogametos?. Hay dos tipos: AFIGÓNIA: es aquella en la cual intervienen individuos masculino o femeninos. Se produce una fusión entre un gameto masculino y otro femenino. PARTENOGÉNESIS: se desarrollan óvulos sin fecundar, los hijos son haploides. Nunca se desarrollan por meiosis siempre por mitosis y distintos. * paidogéneis es un caso particular de partenogénesis que tienen lugar en larvas, es decir, individuos que no han alcanzado el desarrollo que por completo. En los individuos hembra, si se desarrollaron las gónadas y en ellas se activan los óvulos sin fecundar. Ej. Mosquito. (Pagina 12.) Las larvas que hay dentro de la madre, devoran a la madre. Una vez que se la comen, salen y siguen comiendo fuera. En poco tiempo aumenta mucho el nº de individuos. Cuando los medios son desfavorables se acorta el periodo; la larva crece y se forma el mosquito y se larga a otro lugar, se aparea y pone huevos. Hay tres modalidades de patogénesis: • Arrenotótica. Cuando produce sólo machos. • Telitotica. Cuando produce solo hembras. • Anfitótica. Cuando produce machos y hembras. Gametogénesis. Es el proceso mediante el cual se producen los gametos. La que va a producir, células sexuales masculinas se llama espermatogénesis. La que va a producir células sexuales femeninas se llama ovogénesis. Las células que dan lugar a los gametos se llaman gónias; las que dan lugar a los espermatozoides se llaman espermatogónias y las que dan lugar a los óvulos son las ovogónias. (Ver gráfica pagina 14). 4 Espermatogénesis. (Ver gráfica pagina 14) • Fase de proliferación. En esta las espermatogónias se están dividiendo por mitosis, y las que salen son iguales. Algunas espermatogónias no siguen dividiendo, lo que hacen es crecer, esto es la fase de crecimiento y se transforman en espermatocito en primer orden. Este espermatocito de primer orden entra en meiosis, al final en la primera mitosis de la meiosis salen dos células haploides, estas células se llaman espematocitos de segundo orden, dando lugar a la espermatida. De cada espermatocito salen cuatro espermatozoides. • Fase de maduración. Cada espermatida sufre una serie de cambios transformándolos en espermatozoides. • Espermiogénesis. De cada espermatocito salen cuatro espermatidas. El ADN del núcleo se desempaquete hasta un punto que se cristaliza. Sist. Urogenital: aparato excretor y aparato reproductor. (Ver pagina 14.) • Onogénesis. (ver pagina 15 +) Las células madres de los óvulos, son los ovogónias que se encuentran en el ovario. Se están dividiendo por mitosis constantemente aumentando el nº de F. Proliferación. Una de esas ovogónias deja de dividirse y empieza a crecer se llama ovocito de primer orden, (Fase Crecimiento). Este ovocito va a sufrir una meiosis y pasa a la Fase de maduración, en la 1ª mitosis de la meiosis da lugar a dos células haploides. La que se queda con la mayoría del citoplasma va a ser el ovocito de 2º orden; y la otra el primer cropusculo polar. En la 2ª parte la mitosis de la meiosis queda una ovatida y 3 corpúsculos que se desintegran. La ovatida se va a convertir en un óvulo con unos pequeños cambios. (Ver ilustración 15.). Para pasar de ovatida a óvulo se carga de vitelo, y la membrana pasa a llamarse membrana vitelina. • Si los óvulos tienen mucho vitelo el individuo sale ya completo del huevo. • Los que tienen poco vitelo tienen que pasar por diferentes fases. • Los huevos no tienen vitelo lo que hace la madre es alimentarlos por vía de la placenta. Otras cubiertas pueden ser: • CAPAS MUCOSAS, (anfibios) protege el huevo, están producidas por las paredes del oviducto. • CAPAS DE ALBÚMEN alrededor de esta capa, hay otra que es como una cápsula de queratina. • CAPA MEMBRANOSA llamadas farfatas. Después de esta se produce la cáscara (reptiles...) Gónada embrionaria. (Ver 16) Ovarios de los vertebrados Dos tipos: 5 El tipo reptiliar cavidades y el mamífero no presenta ninguna cavidad. La ovogénesis en la especie humana comienza en el embrión. Cuando se separa la gónada, en ésta comienza a proliferar las ovogónias. Estas crecen y entran en meiosis, aquí se bloquean y no llegan adelante se bloquea, en el 5º mes, la gametogénesis en la Profase I. Con lo cual las individuas femeninas van a nacer con todos los ovocitos que van a tener durante toda su vida. Los ovocitos de 2º orden, con el crepúsculo pobre pegado, se expulsa al exterior. Si hay fecundación sufre la mitosis 2, se transforma en ovátida y forma el 2º cropusculo polar. • Ciclo ovárido. En las paredes del cortex van a estar los ovocitos de primer orden. Uno de los ovacito se rodea de las células foliculares. Después habría dos tipos de células foliculares. Este ovocito va proliferando y las células F. se van a separar formando una especie de quiste. Dentro de esta va a estar el ovocito también rodeado de células y liquido folicular. Este ovocito va a ser expulsado al abdomen (esto es la ovulación) lo que queda se llama cuerpo lúteo y este va a segregar hormonas, la LH. El ovocito que está en la cavidad abdominal va a ser recogido por las trompas de falopio. El ovocito se queda en las paredes del útero y se desprende, pero si hay fecundación el ovocito el ovocito se queda pegado y crece, se desarrolla. Las hormonas FSH y LH controlan el ciclo ovárico. La fecundación no siempre es en el útero, puede haber fecundación en las trompas de falopio, y lo que se va a instalar en las paredes del útero es el zigoto, si esto ocurre tienen que abrir a la mujer y sacar al niño porque sino palma la mujer. Gametogénesis en vegetales superiores. (Ver página 17) • Masculina. En el saco polínico las células diplóides proliferan por mitosis. Cuando los microscopios están maduros entran en meiosis (todos) y dan ligar a 4 células haploides diferentes. Estas células se llaman MICROSPORAS. Cada microspora sufre cariocinesis, es decir, se divide el núcleo por mitosis y después se va a rodear de dos cubiertos protectoras; la interna se llama INTINA y la externa EXINA. Las dos son muy duras. • Femenina. (ver página17.) El óvulo vegetal es distinto al animal. Los tegumentos son pluricelulares. Estos protegen al megasporocito. Este, sufre meiosis y surgen 4 células, pero solo queda una, las otras tres degeneran (desaparecen), La que queda es haploide. La megaspora que queda sufre tres cariocinesis. Estas tres cariocinesis dan lugar a ocho núcleos y de estos las tres antípodas y las dos sinergidas degeneran, solo quedan la coosfera y los núcleos polares. • Fecundación en angioespermas. Viento −−− anemógama POLINIZACIÓN 6 Insectos −−− Entomógama Una vez que el grano de polen se deposita en el estigma de la misma especie hay un reconocimiento entre las moléculas de la misma especie. Si son de diferentes, no reaccionan. Cuando los granos de polen caen en el estigma se abren y la célula vegetativa comienza acrecer formando el tubo polínico y este tubo avanza perforando las paredes del estilo. En un estado superior el tubo polínico sigue avanzando hasta llegar al interior de l ovario y dentro de él llega al micropilo. Esta es la misión del núcleo vegetativo. • El núcleo germinativo va a pasar al tubo polínico sufre una mitosis y se transforma en dos anterozoides. Los anterozoides son equiparables a los espermatozoides. Estos anterozoides van a llegar al micropilo. El primero que llega se va a fusionar con la coosfera y forma un cigoto diploide y el otro se fusiona con los núcleos polares formando un zigoto trípode. Este óvulo ya está fecundado, solo queda que crezca mediante la mitosis. El embrión diploide va a ser el verdadero embrión de la planta. El triploide va a ser el endospermo, este puede estar en una sola pieza que va a dar lugar un cotiledón. Y si está en dos piezas da lugar a dos cotiledones. La misión de los cotiledones es la de servir alimento, para el embrión diploide. Las paredes del ovario pueden ser carnosas y convertirse en fruto. (Ciruela, cereza). • Fecundación en animales. Puede haber fecundación externa o interna. • La fecundación externa es aquella en que los gametos son expulsados al medio, y solo se dan en los animales acuáticos. • La fecundación interna consiste en que los espermatozoides son depositados dentro de la hembra. − Las formas de introducción pueden ser de los más variadas: (consultar kamasutra). • Poniendo en contacto las cloacas (aves. • Puede haber órganos especializados para introducir los espermatozoides, como pueden ser tentáculos modificados. (calamares y pulpos) • Puede ser por palpos (arañas) • Puede haber una serie de estructuras modificadas (penes). Se pueden llevar a cabo en cualquier tipo de medio (agua, tierra). • Los ovíparos, una vez fecundados ponen los huevos. • Los ovovivíparos son aquellos que retienen los huevos en su interior, pro no los alimentan, solo los protegen. (Las vivoras). • Los vivíparos además de tenerlos en su interior también los alimentan. En este caso entre los embriones y la madre se desarrolla la placenta, a través de la cual por difusión la madre le da alimento al embrión, (glúcidos, s minerales) y el embrión le da a la madre Co2 y productos de desecho (mamíferos, tiburones, peces). En la fecundación tanto si es externa como interna el espermatozoide tiene que llegar al óvulo, en la interna es más sencillo, pero en la externa, muy difícil ya que son expulsados por el medio. El primer paso es que el espermatozoide va nadando hasta llegar al óvulo, el segundo es que el espermatozoide identifique el óvulo mediante las ANTIFERTILICINAS, las que tienen el óvulo se llaman FERTILICINAS. 7 El tercer paso es la entrada de espermatozoides en el óvulo. Cuanto más próximas estén (las especies) en la escala evolutiva, las moléculas van a ser más parecidas y va a ser posible Hibridación. Cuando el espermatozoide llega al óvulo se va a fijar en su superficie. Los primero que tienen que hacer es perforar la paredes externas del óvulo, la membrana vitelina. Entre las células de la corona radiada está el ácido hialurónico. El acrosoma del espermatozoide segrega encimas lícitas, que van a romper la unión del ácido hislurónico, y abre un conducto. La encima que la destruye se llama HIALURONIDASA. Una vez que el acromosoma de esp. Entra en contacto con la membrana vitelina el óvulo reacciona y produce un saliente hacia el espermatozoide llamado el cono de fecundación, de este cono se van a producir digitaciones que van a rodear al espermatozoide el óvulo tienen que impedir que pasen más (polispermia). Esto ocurre en dos segundos, la 1º carrera es el cambio de polaridad de la membrana, esto no es efectivo al 100%. 2º nivel efectivo es una descarga de los gránulos corticales, es decir, se acercan a la membrana y sueltan su contenido. Con lo cual, se forma una espacio que se llama membrana de fecundación (1 min). Efectivo 100%. (Ver pagina 20.) El núcleo masculino se va aproximando al femenino y fusionan los ADN y a partir de ese momento se empieza a activar el zigoto. Este procesos tienen lugar en los coiductos. • Desarrollo embrionario. El zigoto ahora va a dividirse por mitosis, en la primera división tendría dos células iguales. En la siguiente, se producen 4 iguales, en la siguiente 8 iguales Al final, tendremos un `amasijo' de células iguales, pero va a ser una diferenciación celular. (Ver pagina 20.) En el siguiente paso, las células se van a separar dejando un hueco, esta cavidad se llama BLASTOCELE. En el siguiente proceso, una parte de la grástula se invagina. • Hay animales que se quedan en este proceso. El resto de animales van a sufrir otro proceso. Se producen nuevas invaginaciones. Tienen tres capas ectodermo, mesodermo y endodermo y son animales triblásticos. En el resto de animales hay un punto de entrada de alimentos, un tubo y al final otro punto de salida. En la parte dorsal, de arriba se produce una invaginación. Luego eso se suelda y queda un tubo interno por arriba, este tubo es el NEURAl. El ectodermo va dar lugar a la piel y a todas los formaciones dérmicas(pelos, uñas, escamas, plumas,) se produce también el sistema nervioso y la parte anterior y posterior del tubo digestivo. A partir del endodermo se va a formar el tubo digestivo, el aparato respiratorio. A partir del mesodermo se va a formar el esqueleto, los músculos, el aparato excretor, el aparato reproductor, y el sistema sanguíneo. 8 Mecanismos de división celular: • Mitosis • Meiosis Mitosis: A partir de una célula diploide se obtienen dos células hijas diploides, y con la misma información genética que la célula madre. (Busca la conservación), si se produjese algún cambio se llamaría mutación. 2n = 8 n=5 4n Diploide Haploide Tetraploide (pagina 2 por detrás) Un conjunto de cromosomas diferente, que tiene una célula se llama `guarnición cromosómica', y se representa con una `N'. Los seres vivos somos diploides. Tenemos cromosomas de parejas y cada pareja de cromosomas son cromosomas homólogos y tienen los mismos genes. Partes de la mitosis: centriolos Membrana celular • Cada pareja de cromosomas se llama homólogos. La célula antes de entrar en mitosis se duplica. • Lo que se encuentra enmarañado dentro de la membrana celular, es el ADN desespiralizado (=cromático). • Esto es el ADN espiralizado (=cromosoma) Profase. El centriolo se divide en dos y comienza a separarse emigrando a los polos opuestos de la célula. Entre ellos se forman unos filamentos llamados (huso acromático) porque se tiñe muy mal. (pagina 3 por delante) Metafase. Es el periodo más corto. Los dos centriolos ya están en los extremos y entre ellos está completamente formado en HUSO ACROMÁTICO. Los cromosomas están colocados en el plano ecuatorial de la célula. Anafase. Los filamentos tractores tiran y separan los dos cromosomas y van una para cada polo. 9 Telofase. Se divide el citoplasma y se forman los dos nuevos núcleos. Meiosis: Es más completo que la mitosis, van a ser dos mitosis consecutivas. En la primera se va a producir intercambio de material entre cromosomas homólogos (recombinación genética); Reparto de cromosomas paternos y maternos al azar y se va a reducir a la mitad el de guarniciones cromosómicas (de 2N a N). En la segunda se va a producir un reparto al zar de cromátidas parentales (sin intercambio) y recombinaciones (con intercambio). Al final en la meiosis salen cuatro células con la mitad de las guarniciones cromosómicas que las que tenia la célula madre. Y, además, todas tienen diferente información g. Y estas van a dar lugar a GAMETOS: La meiosis se divide en: • Mitosis I. • Mitosis II. (ver páginas 4−6) Ciclos biológicos: (ciclos reproductores). Se establecen atendiendo al momento en que se produce la meiosis. Meiosis zigótica es cuando se produce inmediatamente formando el cigoto, y los Individuos van a ser haploides. También la meiosis se puede producir en una parte del individuo, gónadas, con lo cual, los individuos son diploides. Teniendo en cuenta donde se produce la meiosis hay tres tipos: • Ciclo haplonte (pagina 13) De esa fusión se origina una célula llamada huevo o cigoto. El cigoto sufre meiosis y se van a producir 4. Las cuatro se desarrollan y de cada una de ellas por mitosis origina un adulto pluricelular que es haploide. En las gónadas del individuo se producen gametos haploides, esto por mitosis La gametogénesis es un ciclo haplonte, la mitad machos y la mitad hembras. Ej. Las algas. • Ciclo diplonte (ver pagina 13.) El cigoto empieza a dividirse por mitosis y da lugar a un individuo adulto que va a ser diploide. En las gónadas del individuo se producen gametos por meiosis. Es el ciclo diplonte. Ej. Algas. • Ciclo diplohaplonte. (Ver pagina 13.) El cigoto empieza a dividirse por mitosis y da lugar a un adulto diploide. En las gónadas se va a producir meiosis y produce cuatro células, pero no son gametos, sino, meyosporas. Cada una de ellas empieza a crecer por mitosis y da lugar a un adulto haploide y va a producir gametogénesis por mitosis. Produce gametos, se 10 llama gametofito. Ej. Musgos y helechos. Organos sexuales. En la reproducción sexual, intervienen unas partes del ser muy especializadas que se llaman Gónadas, en animales, y Gametangios, en vegetales. Se utiliza la meiosis. • Las gónadas masculinas en animales son los testículos y en vegetales (inferiores) son anterídios, y estambres (superiores) • Las gónadas femeninas en animales ovarios y en vegetales (inferiores) arquegónio y pistilo (superiores). Las gónadas producen células muy especializadas son los gametos; Sexo Masculino Masculino Masculino femenino femenino femenino Gónadas Testículos Anterídios estambre ovarios arquegonios pistilo Gametos Espermatozoides Anterozoides Grano de polen Ovulos oosferas Ovulo Los `hijos de la reproducción sexual' son todos distintos, porque durante el proceso de gametogénesis se producen recombinaciones genéticas, y se combinan a voleo gametos masculinos y femeninos. Los gametos se producen por MEIOSIS. (SHARK) Examen de la tercera evaluación (Mayo−Junio) 1 11