La Reproducción en los Animales

La función de reproducción permite a los animales generar individuos semejantes a ellos, lo que facilita la perpetuación de la especie a lo largo del tiempo. Los animales se reproducen de forma sexual y asexual, aunque en este último caso, solo ocurre en algunos grupos de animales más sencillos.

Reproducción Asexual

La reproducción asexual se caracteriza porque un único progenitor, tras sucesivas mitosis, da lugar a una gran cantidad de descendientes idénticos al progenitor e idénticos entre sí, ya que han heredado los mismos genes. Este grupo de organismos constituye un clon.

Ventajas e Inconvenientes de la Reproducción Asexual

• Ventajas:
  • Es rápida y eficaz, pues necesita un solo progenitor que, en poco tiempo, produce gran cantidad de descendientes.
  • Los individuos están perfectamente adaptados al medio en el que viven.
• Inconvenientes:
  • Los cambios desfavorables en el medio ambiente afectan a todos los individuos, ya que son idénticos.
  • No poseen variabilidad genética suficiente para adaptarse a los cambios.

Reproducción Sexual y Gametos

La reproducción sexual se caracteriza por la presencia de gametos o células sexuales. Los gametos son células haploides que se originan mediante un proceso de meiosis. El gameto masculino es el espermatozoide y el femenino es el óvulo.

El Espermatozoide

Es una célula pequeña cuya misión es ceder su ADN al óvulo. Presenta tres partes características:

• Cabeza: Contiene un núcleo haploide con el ADN muy condensado. En la parte delantera se encuentra el acrosoma, una vesícula procedente del aparato de Golgi que contiene enzimas hidrolíticos, los cuales van a permitir que el espermatozoide atraviese las membranas que rodean al óvulo.
• Cuello o porción intermedia: Es una zona que contiene gran cantidad de mitocondrias, para obtener la energía que le permite la movilidad.
• Cola: Es un flagelo que le permite el movimiento.

El Óvulo

Es una célula grande e inmóvil, también haploide. En su citoplasma aparecen muchas sustancias de reserva, sobre todo lípidos y proteínas, que reciben el nombre de vitelo. Cerca de la membrana plasmática presenta un conjunto de vesículas de secreción denominadas granos corticales, cuyo contenido da lugar a la membrana de fecundación, una vez que el espermatozoide penetra en su interior. Exteriormente, el óvulo queda protegido por un conjunto de células llamadas células foliculares, que le suministran sustancias de reserva. Tanto el óvulo como las células foliculares segregan una serie de capas proteicas llamadas cubiertas oocitarias y en muchas ocasiones se recubre además de la clara y la cáscara de los huevos de las aves, o el corion, de los huevos de los insectos. Los gametos son producidos en unos órganos denominados gónadas. Los espermatozoides se producen en los testículos y los óvulos en los ovarios.

Ventajas e Inconvenientes de la Reproducción Sexual

• Ventajas de la reproducción sexual:
  • Los descendientes poseen gran variabilidad genética como consecuencia de las combinaciones que pueden formarse en la meiosis: distribución al azar de los cromosomas, recombinación durante la profase de meiosis I. La fecundación también se produce al azar, lo que aumenta la variabilidad de la descendencia.
  • Los descendientes son capaces de adaptarse mejor a los cambios, ya que un cambio en el medio ambiente no afecta por igual a toda la población, por lo que es más fácil que algunos individuos sobrevivan.
• Inconvenientes de la reproducción sexual:
  • Es un proceso mucho más complejo, ya que necesita dos individuos para que pueda llevarse a cabo.
  • El coste energético es mucho mayor, pues se necesita mantener con vida a los individuos parentales hasta que alcanzan la madurez sexual. Además, el coste energético de la formación de los gametos también es mucho mayor.
  • Se requiere un medio acuático para la fecundación, o el desarrollo de estructuras reproductoras especiales para el medio terrestre.

Aparato Reproductor Masculino

Anatomía del Aparato Reproductor Masculino

Consta de los siguientes órganos:

• Testículos: Son las gónadas masculinas. Dos glándulas situadas fuera de la cavidad abdominal, en una bolsa denominada escroto. Ello es así porque para el desarrollo de los espermatozoides se necesita una temperatura inferior a la temperatura del cuerpo en uno o dos grados. Internamente los testículos se dividen en una serie de lóbulos rodeados por una capa de tejido muscular llamada túnica albugínea. Cada lobulillo tiene dos o tres túbulos seminíferos replegados. En las paredes de estos túbulos se encuentran las células germinales, que originarán los espermatozoides. También aparecen aquí las células de Leydig, que forman las hormonas sexuales masculinas. Los tubos seminíferos desembocan en la red testicular, que continúa en los conductos genitales.
• Conductos genitales:
  • Epidídimo: Es la zona donde confluye la red testicular. En él se almacenan los espermatozoides.
  • Conducto deferente: Canal que conduce los espermatozoides desde el epidídimo hasta el conducto eyaculador. En su extremo aparecen las vesículas seminales, que segregan líquido espermático.
  • Conducto eyaculador: Desemboca en la uretra.
  • Uretra: Conducto mixto que forma también parte del aparato excretor.
• Glándulas anejas:
  • Vesículas seminales: Vierten un líquido nutritivo y lubricante.
  • Próstata: Glándula que vierte en la uretra un líquido alcalino, con gran cantidad de fructosa, para la nutrición de los espermatozoides. La alcalinidad permite neutralizar las secreciones ácidas de la vagina.
  • Glándulas bulbouretrales o glándulas de Cowper: Vierten una secreción mucosa que completa el contenido del semen.
• Órgano copulador o pene: Está formado por tres regiones de tejido eréctil: los cuerpos cavernosos del pene y el cuerpo esponjoso. Están constituidos por tejido conjuntivo fibroso y tejido muscular liso. Durante la cópula, las arterias introducen sangre a presión en los cuerpos cavernosos, lo que produce la erección del pene. En su parte anterior aparece el glande. Todo queda protegido por un repliegue de la piel llamado prepucio.

Fisiología del Aparato Reproductor Masculino: La Espermatogénesis

La espermatogénesis es el proceso de formación y maduración de los espermatozoides en los testículos. En los humanos dura unas 9 semanas. En él podemos distinguir las siguientes fases:

• Fase de proliferación: Cuando el organismo llega a la madurez sexual, las células germinales de las paredes de los túbulos seminíferos se dividen por mitosis y dan lugar a las espermatogonias. Estas aumentan de tamaño y se multiplican activamente por mitosis, dando lugar a los espermatocitos de primer orden, que son diploides.
• Fase de maduración: Cada espermatocito de primer orden sufre la primera división meiótica y da lugar a dos espermatocitos de segundo orden, que ya son haploides. Cada una de estas células completará la meiosis dando lugar a una célula espermátida.
• Fase de espermiogénesis: Las células espermátidas se transforman en espermatozoides mediante un proceso de diferenciación, que implica la aparición del flagelo.

Aparato Reproductor Femenino

Anatomía del Aparato Reproductor Femenino

Está formado por los siguientes órganos:

• Ovarios: Son dos glándulas alojadas en la cavidad abdominal. La parte externa se denomina corteza, en la que se encuentran los folículos, cavidades que albergan al óvulo durante su maduración. El interior del ovario es la médula, formado por tejido conjuntivo muy irrigado.
• Oviductos: También llamados trompas de Falopio o trompas uterinas. Conducen los óvulos desde el ovario al útero. El extremo de los oviductos más próximo al ovario tiene forma de embudo. En ellos se realiza la fecundación.
• Útero o matriz: Es una cavidad de gruesas paredes de músculo liso (miometrio), de unos 10 cm de longitud, que está tapizada en su interior por una mucosa muy irrigada (endometrio). Tiene forma de embudo y se pueden distinguir dos partes: la parte superior es el cuerpo y en ella desembocan los oviductos. La parte inferior es el cuello o cérvix, que se abre a la vagina. En el útero se produce todo el desarrollo embrionario del individuo.
• Vagina: Es el órgano copulador femenino. También de paredes musculosas, está tapizado por una mucosa y sirve de receptáculo al pene durante la cópula.
• Genitales externos (Vulva): Situada en la abertura de la vagina al exterior, presenta dos repliegues: los labios menores, de tejido vaginal, y los labios mayores, de piel. En su parte anterior se encuentra el clítoris, del mismo origen embrionario que el pene, que se estimula durante la cópula.

Fisiología del Aparato Reproductor Femenino

La Ovogénesis

La ovogénesis es el proceso de maduración del óvulo en el ovario. Podemos distinguir dos fases:

• Fase proliferativa: Las células precursoras de los óvulos (oogonias) se dividen mediante divisiones mitóticas y aumentan su número. Llegado un momento, aumentan de tamaño y dan lugar a los oocitos primarios, los cuales se rodean de una capa de células (células foliculares) y forman los folículos primordiales, que se disponen en la periferia del ovario. Esta fase tiene lugar durante el desarrollo embrionario de la hembra. Al nacer, ya tienen todos los que van a madurar en cada ciclo menstrual a lo largo de la vida, aproximadamente unos 500. Los ovocitos primarios se encuentran en profase I de meiosis.
• Fase madurativa: Como respuesta a señales hormonales (hormona luteinizante, LH), los folículos primordiales empiezan a crecer. Las células foliculares se dividen dando lugar a varias capas y se forma un folículo primario. Entre las células del folículo primario se origina una cavidad llamada antro y pasa a folículo secundario. Al cabo de 14 días, el folículo secundario ya está maduro y ahora recibe el nombre de folículo de Graaf. Se aprecia un antro muy grande con el oocito en su base. El oocito termina la profase I y forma el oocito secundario y el primer corpúsculo polar. En este momento se produce la ovulación: el líquido contenido en el antro ejerce una presión que rompe el folículo y libera el oocito secundario, que pasa a las trompas de Falopio, en las cuales es posible la fecundación. Si esta se produce, el oocito secundario termina la meiosis. El folículo ahora se transforma en cuerpo lúteo, que segrega progesterona, para preparar al útero ante un posible embarazo. Si no ocurre la fecundación, el cuerpo lúteo degenera.

El Ciclo Menstrual

Cada 28 días un folículo de uno de los ovarios llega a madurar. A medida que va creciendo el folículo, va segregando una cantidad mayor de estrógenos, los cuales producen un aumento del espesor del endometrio. La maduración del folículo está estimulada por la secreción de la hormona FSH. Al cabo de 14 días, la hormona LH de la hipófisis estimula la maduración del folículo y la liberación del ovocito secundario. Los niveles de FSH bajan y el cuerpo lúteo comienza a segregar progesterona, que estimula el engrosamiento del endometrio e inhibe la maduración de nuevos folículos. Si hay fecundación, los niveles de progesterona se mantienen altos, hasta completar el desarrollo embrionario. Si no hay fecundación, hacia el día 28 disminuye la cantidad de progesterona y vuelven a subir las cantidades de estrógenos, lo que lleva consigo la eliminación de la mucosa uterina, que sale al exterior mediante un flujo sanguíneo: la menstruación, durante cuatro o cinco días. Entonces se inicia un nuevo ciclo.

La Fecundación

La fecundación es la unión de un óvulo y un espermatozoide, ambas células haploides, y dan como resultado una célula huevo o cigoto, diploide, a partir de la cual se formarán todas las demás. El proceso tiene lugar en dos fases:

Fases de la Fecundación

• Fertilización (Aproximación y Penetración)

  El óvulo y el espermatozoide se aproximan por un proceso de quimiotaxis. El óvulo segrega fertilisina, un mucopéptido, y el espermatozoide segrega antifertilisina, lo que provoca la adherencia entre las células. En el lugar en el que la cabeza del espermatozoide se pone en contacto con la membrana del óvulo se produce una prominencia llamada cono de fertilización por donde penetran la cabeza y el cuello del espermatozoide. La perforación de la membrana del óvulo la realiza el espermatozoide con ayuda de la enzima hialuronidasa, contenida en el acrosoma. Una vez que la cabeza y la pieza intermedia penetran en el óvulo, los gránulos corticales del mismo se unen a la membrana plasmática, originando la membrana de fecundación, que impide la penetración de nuevos espermatozoides.

• Anfimixis (Fusión Nuclear)

  Es la fusión del pronúcleo del espermatozoide con el del óvulo para formar el núcleo del cigoto. En los pronúcleos se produce la duplicación del ADN y aumentan de tamaño; se fusionan las membranas nucleares, los dos núcleos se unen (cariogamia), se reorganizan los cromosomas homólogos y se constituye un núcleo diploide (sincarion). El centríolo del espermatozoide se duplica y se forma un huso acromático que permite la primera mitosis del nuevo individuo.

En la mujer se libera un ovocito secundario cada 28 a 35 días. Este pasa por una de las dos trompas de Falopio, en las que permanece unas 20 a 24 horas antes de morir. De los 300 millones de espermatozoides que hay en una eyaculación de unos 3 cm³ de semen, solo el 1% consigue ascender por el útero, ya que la mayoría mueren en el medio ácido de la vagina. De ese 1%, solo unos cuantos centenares llegan al tramo de las trompas de Falopio, donde tiene lugar la fecundación, y solo unos 10 llegan a contactar con el óvulo. En el cuerpo femenino los espermatozoides sobreviven unas 72 horas, de modo que la fecundación solo es posible entre 3 días antes y uno después de la ovulación.

El Desarrollo Embrionario

El desarrollo embrionario es el proceso que va desde la formación del cigoto hasta la eclosión del huevo o hasta el parto. El cigoto presenta unas reservas energéticas a expensas de las cuales se inicia el desarrollo. Esas reservas se denominan vitelo y, dependiendo de su abundancia y su distribución, encontramos los diferentes tipos de huevos:

Tipos de Huevos según la Cantidad de Vitelo

• Oligolecíticos: Tienen poco vitelo. Los presentan las esponjas, celentéreos, equinodermos y mamíferos.
• Mesolecíticos: Tienen una cantidad mediana de vitelo. Los presentan los anfibios.
• Polilecíticos: Tienen abundante vitelo. Son los huevos de aves, reptiles, peces y artrópodos.

Tipos de Huevos según la Distribución del Vitelo

• Isolecíticos: Tienen el vitelo repartido uniformemente por el citoplasma.
• Anisolecíticos o heterolecíticos: No presentan el vitelo repartido uniformemente. Estos pueden ser:
  • Telolecíticos: Presentan el vitelo situado en un polo, el polo vegetativo, mientras que el núcleo aparece en el otro polo o polo germinativo. Peces, anfibios, reptiles y aves presentan este tipo de huevo.
  • Centrolecíticos: Presentan un núcleo central, rodeado de vitelo.

Fases del Desarrollo Embrionario

• Segmentación

  Es el proceso de multiplicación del cigoto. Las células que se van dividiendo por mitosis reciben el nombre de blastómeros y en las primeras fases se forma una masa de células que recibe el nombre de mórula. Al final de la segmentación se forma una masa más o menos esférica de células, con una cavidad central que se denomina blástula. La cavidad central es el blastocele y la capa de células que lo rodea es el blastodermo. La segmentación está condicionada al tipo de huevo y a la distribución del vitelo. Los huevos centrolecíticos y telolecíticos presentan una segmentación parcial, ya que solo se dividirá la parte germinativa del huevo, mientras que los huevos isolecíticos y oligolecíticos presentan una segmentación total.

• Gastrulación

  Conjunto de procesos del desarrollo embrionario en la que se fija el patrón corporal del organismo en desarrollo. Durante esta etapa el blastodermo se reordena y se forman tres capas celulares: ectodermo, endodermo y mesodermo (Esta última capa no existe en todos los animales. Los que la presentan se denominan triblásticos. Los que no la presentan son diblásticos, como esponjas y cnidarios). La gastrulación puede producirse de tres maneras: por embolia, por epibolia y por delaminación.

Desarrollo en Mamíferos Vivíparos (Placenta)

En mamíferos vivíparos, las envueltas extraembrionarias se modifican. El corion emite numerosas prolongaciones o vellosidades coriales que contactan íntimamente con las paredes del útero. Alrededor de cada una de estas vellosidades se organizan las arterias maternas a partir de las cuales se nutrirá el embrión. Por debajo de las vellosidades coriales se extiende el alantoides que, junto con el corion y las paredes del útero, organiza una estructura mixta, redondeada y plana que es la placenta, órgano mixto que permite la nutrición del embrión y la eliminación de los productos de desecho. El embrión se conecta con la placenta a través del cordón umbilical. Es un tubo formado por dos arterias que salen del feto y se dirigen a la placenta y una vena que sale de la placenta y se dirige al feto. A través de estos vasos sanguíneos se intercambian productos de la excreción del embrión, nutrientes y gases respiratorios.

El Desarrollo Postembrionario

Después del nacimiento comienza el desarrollo postembrionario, en el cual los animales completan su formación. Esta etapa de la vida de los animales acaba cuando se alcanza la madurez sexual y el aparato reproductor es funcional.

Tipos de Desarrollo Postembrionario

• Desarrollo Postembrionario Directo

  Es simplemente un proceso de crecimiento, puesto que el animal que nace es igual que el adulto. Es característico de animales ovíparos cuyos huevos tengan gran cantidad de vitelo, como reptiles, aves y algunos grupos de insectos, y de animales vivíparos como los mamíferos.

• Desarrollo Postembrionario Indirecto (Metamorfosis)

  Es característico de animales cuyos huevos tienen poco vitelo. El individuo nace en una fase muy temprana, que se denomina larva y completa su desarrollo posteriormente. La larva sufrirá una serie de transformaciones llamadas en su conjunto metamorfosis, la cual puede ser sencilla o compleja.

  • Metamorfosis Sencilla

    La larva es muy parecida al adulto y las transformaciones se realizan de manera gradual mediante crecimiento. La presentan invertebrados como anélidos, moluscos, equinodermos, crustáceos y algunos insectos como los saltamontes.

  • Metamorfosis Compleja

    La larva es muy diferente al adulto. Pasa por una fase de inactividad llamada pupa o capullo en la que se destruyen tejidos y se forman otros nuevos. Es típica de muchos insectos.

Ventajas de la Metamorfosis

Este fenómeno permite al animal vivir en ambientes completamente diferentes y, de alguna manera, colonizar diversos hábitats. Las larvas poseen un movimiento limitado, ya que su trabajo es saciar su apetito, lo que les permite acumular energía. Por el contrario, los adultos tienen una distribución muy amplia, pues las alas les permiten movilizarse y desplazarse por un área mucho mayor.

Etiquetas: asexual, gametos, reproducción animal, sexual