Escisión o fisión

Mediante este tipo de reproducción algunos organismos dividen su cuerpo en varias partes, cada una de las cuales genera el resto faltante, originando así dos o más organismos a partir de uno.

La regeneración implica la división continua de las células por mitosis, que permite la formación del resto faltante. En este caso la regeneración se considera también como una forma de reproducción, presentándose en organismos como planaria, lombriz de tierra y estrella de mar.

La regeneración también se presenta en organismos pluricelulares complejos, incluso en el hombre, pero ésta es limitada; es decir, a través de ella sólo se pueden formar algunos tipos de tejidos y órganos, pero nunca el organismo completo, por lo que en este caso se considera como una regeneración simple.

Gemación

En este tipo de reproducción el organismo progenitor forma una yema o brote que se separa y crece formando un organismo independiente; en otras ocasiones la yema no se separa, y el individuo formará parte de una colonia.

Cabe aclarar que en algunos textos se utiliza el término reproducción o propagación vegetativa para indicar procesos de escisión o gemación indistintamente en plantas y animales, y ello causa confusión, por lo que en este material se considera pertinente no utilizarlo.

Es importante mencionar que un gran número de organismos se reproducen tanto asexual como sexualmente durante sus ciclos de vida, mismos que se estudiarán más adelante.

Figura 2. Hidra.

Figura 3. Planaria.

De acuerdo con las figuras 2 y 3 menciona qué proceso reproductivo se lleva a cabo _________________________ ¿Qué diferencia hay entre ambos?__________________

Gametogénesis

Éste es el proceso mediante el cual se forman los gametos; se llama ovogénesis a la formación de óvulos, y espermatogénesis a la formación de espermatozoides.

Los gametos se forman a partir de grupos especiales de células germinativas diploides; el mecanismo a través del cual se producen estas células es la meiosis que, como recordarás, es el proceso mediante el cual se efectúa recombinación genética y reducción cromosómica por medio de dos divisiones celulares sucesivas, produciendo cuatro células haploides (n), característica exclusiva de los gametos y que reviste el mismo aspecto cualitativo en la hembra que en el macho. Debido a la importancia de este proceso en la reproducción sexual es necesario que lo repases en el fascículo III de Biología I.

Completa el siguiente cuadro con el número cromosómico correspondiente:

De acuerdo con el esquema, ¿qué sucede con el número cromosómico en cada

generación?_____________________________________________________________

¿Esto es posible? __________________________¿por qué?______________________

¿Qué proceso mantiene constante el número cromosómico de la especie en cada

generación?_____________________________________________________________

Espermatogénesis

En las gónadas masculinas o testículos se producen los espermatozoides, en sus paredes se localizan las espermatogonias 2n, las cuales se multiplican para el crecimiento y restitución celular (fase de proliferación) que se presta durante el desarrollo del embrión y primeras fases juveniles; después suspenden la actividad y crecen (fase de crecimiento), transformándose en espermatocitos primario 2n. Estas células sufren la primera división meiótica produciendo células haploides llamadas espermatocitos secundarios n, (fase de meiosis). Para el organismo masculino la meiosis se inicia durante la pubertad. Estas cuatro células sufren una serie de trasformaciones, convirtiéndose en espermatozoides funcionales (fase de maduración).

Figura 10.

El proceso de maduración de células sexuales femeninas se inicia a través de las ovogonias células diploides (2n) localizadas en las paredes del ovario. Estas células se producen por mitosis originando su crecimiento y reposición durante la fase llamada de proliferación. Durante el desarrollo o madurez sexual de la hembra una ovogonia se divide en ovocito primario (2n), lo que sucede durante la fase de crecimiento. Un ovocito primario sufre la primera división meiótica dividiéndose el citoplasma en forma desigual, originando una célula mayor, el ovocito secundario (n) y una célula de menor tamaño llamado primer cuerpo polar. En la segunda división meiótica el ovocito secundario vuelve a dividir su citoplasma de manera desigual produciendo una ovótida (n) y un cuerpo polar (n). Al final del proceso se originan tres cuerpos polares (n), y una ovótida que sufre un proceso de especialización cuyo producto final es el óvulo. En esta última fase intervienen una serie de hormonas sexuales y se conoce como de maduración (figura 10B),

Durante la formación de óvulos las fases de meiosis y maduración se efectúan en la mayoría de los animales al mismo tiempo. En el caso de la especie humana, durante el desarrollo embrionario de la mujer las aproximadamente 400000 ovogonias del ovario inician el proceso de reducción meiótica hasta profase I, la cual continuará hasta la pubertad; el desarrollo del ovocito primario contenido en el folículo de Graff madura y termina la primera división meiótica posteriormente durante la ovulación. El ovocito secundario sufrirá la segunda división meiótica únicamente si es fecundado por un espermatozoide.

En la ovogénesis una sola célula hija sobrevive como óvulo funcional; los otros tres núcleos hijos de pierden como cuerpos polares, pero contribuyen con su citoplasma al óvulo. Esto proporciona una gran cantidad de citoplasma, el cual se utilizará durante el desarrollo del embrión.

Observa detenidamente los esquemas de gametogénesis que se ilustran en las figuras 10A y 10B y contesta las siguientes preguntas:

1. ¿Cuál es el nombre de las células madres de espermatozoides y de óvulos?___________________________y______________________________.
2. Durante la gametogénesis qué nombre reciben las células que sufren la primera división meiótica__________________________ y _______________________
3. ¿Cuántas células se forman al final de la segunda división meiótica en ambos procesos________________________________________________¿cuál es su nombre?_________________________________________________________
4. ¿En que consiste la fase de maduración? _______________________________

Morfología de los gametos

Figura 11.

Observa detenidamente las figuras anteriores y contesta lo siguiente:

1. Menciona las estructuras al óvulo y al espermatozoide.
2. a) ______________________________ a) ______________________________ b) ______________________________ b) ______________________________ c) ______________________________ c) ______________________________ d) ______________________________ d) ______________________________
1. Distingue forma y tamaño de los gametos.
2. Menciona dos características únicas de estas células.

óvulo espermatozoide

a) ____________________________ a) _____________________________

b) _____________________________ b) ______________________________

Como observaste, el óvulo posee las estructuras de cualquier célula, entre ellas el núcleo, de suma importancia porque aporta su dotación haploide de genes, el citoplasma que posee material de reserva llamado vitelo, que varía de acuerdo con la especie de 5% a 95%, y las diversas membranas que protegen al óvulo de lesiones mecánicas y también defienden a éste de espermatozoides de otras especies.

El espermatozoide aporta con su núcleo haploide el complemento genético para la formación del futuro organismo y activa el programa de desarrollo del óvulo; otra estructura importante es el acrosoma, que contiene gran cantidad de enzimas hidrolíticas necesarias para la penetración; además, los centriolos, que originan al flagelo, y, por último, la mitocondrias del cuello, que dotarán de energía a la célula para su propulsión. El tamaño y la forma de los gametos varían de acuerdo a la especie.

Fecundación externa

Es el tipo de fecundación más extendido en el medio acuático, en ésta las parejas macho-hembra liberan simultáneamente sus óvulos y espermatozoides al agua. Este medio líquido es favorable para la subsistencia de los gametos y desplazamiento de los espermatozoides; sin embargo, los gametos son susceptibles a cambios de temperatura, pH² y a depredadores, lo que propicia un aumento en su mortalidad. Los animales que presentan este tipo de fecundación liberan una gran cantidad de gametos, esto permite la subsistencia de algunos de ellos y asegura, por lo tanto, la fecundación (figuras 17A y 17B).

Figura 17.

Los tiempos de liberación de gametos deben coincidir, porque el tiempo de vida de éstos es corto; este problema lo resuelven con patrones elaborados de comportamiento comúnmente conocidos como cortejo sexual. Un ejemplo lo observamos en las ranas: Durante la primavera, los machos emiten sonidos propios de su especie y mediante ellos atraen a las hembras y los estimulan por contacto corporal para que expulsen sus óvulos e inmediatamente después ellos liberan sus espermatozoides.

Ejemplos:

En la gran diversidad de los animales existen algunas especies de anfibios y peces con fecundación interna.

² Forma de expresar la concentración de iones hidrógeno, se utiliza para indicar el grado de acidez o alcalinidad.

Fecundación interna

En este tipo de fecundación el macho deposita sus espermatozoides dentro del aparato reproductor de la hembra, así ambos gametos quedan protegidos de los depredadores y de los riesgos que presenta el medio externo. Sin embargo, al emigrar a un habitat terrestre, los animales tuvieron que adaptarse a fin de seguir disponiendo de un medio acuoso para sus gametos, condición que ha sido resuelta con la presencia, en los machos, de glándulas productoras de líquidos, como son las vesículas seminales.

Como leíste antes, para que la fecundación externa como la interna se lleven a cabo se requieren ciertas condiciones. Menciona tres de ellas. a) ________________________________________________________________ b) ________________________________________________________________ c) ________________________________________________________________ Completa el siguiente cuadro:

Reproducción Sexual

Concepto: Capacidad de los organismos de procrear descendencia con la participación de células especializadas.

Aspectos generales:

Unisexuales: poseen un solo tipo de

gónada, ovario o testículo. Tipos de organismos con reproducción sexual.

Hermafrodita: poseen los dos tipos de gónadas, ovarios y testículos. Dimorfismo sexual: Características que distinguen al macho de la hembra.

Procesos de la reproducción sexual:

1. Gametogénesis.
2. Fecundación.
3. Desarrollo embrionario.

Concepto: Proceso de formación de gametos. Ovogénesis: Proceso de formación de óvulos Espermatogénesis: Formación de espermatozoidesGametogénes

Morfología de los gametos. i

Óvulo-grande, con material nutritivo, con estructuras protectoras, inmóvil. Espermatozoides: pequeños móviles.

Concepto: Fusión del óvulo con el espermatozoide

a) Encuentro del óvulo y el espermatozoide Fecundación

Proceso de fecundación

b) Activación del óvulo c) Fusión del óvulo con el espermatozoide

Externa: Unión de los gametos fuera del cuerpo

Tipos de fecundación Interna: Unión de los gametos dentro del cuerpo

Formas de inseminación: Se entiende por inseminación a la forma de encuentro de los gametos para la fecundación. Los animales hermafroditas poseedores de los dos tipos de gónadas presentan un intercambio de gametos (entre dos organismos de la misma especie) previo a la reproducción, proceso que se conoce como inseminación cruzada. Este intercambio de gametos asegura la variabilidad genética de los nuevos individuos; sólo en casos excepcionales como la solitaria (parásito único) ocurre la autofecundación, que consiste en la unión de óvulos y espermatozoides procedentes del mismo organismo, lo que reduce la variabilidad genética de la especie.

Partenogénesis

Es un tipo de reproducción que presenta características muy particulares, en que el nuevo organismo se forma a partir de un óvulo sin fecundar, originando un animal adulto, como si hubiera sido fertilizado por un espermatozoide.

La partenogénesis es importante para ciertas especies porque ayuda a mantener una estructura social, para otras se presenta como una adaptación a las épocas en que el número de individuos baja considerablemente o cuando el ambiente se torna difícil para la supervivencia de la especie que se trate.

Rotíferos Insectos Afidios

Partenogénesis

Artrópodos

Reptiles

Moluscos

En las abejas, la reina se cruza con el macho (zángano) durante el <<vuelo nupcial>>, los espermatozoides son almacenados en un receptáculo, conectado con el aparato reproductor de la hembra; la reina es capaz de abrir o cerrar el receptáculo, permitiendo que los óvulos fecundados se desarrollen en abejas obreras y reinas, y los no fecundados en zánganos.

Aparatos reproductores

REFLEXIÓN

Si los organismos presentan estructuras para la nutrición, respiración y excreción, ¿Qué estructuras son las que intervienen en la reproducción? ¿Todos los animales presentan las mismas estructuras para la reproducción, incluyendo el humano?

Aparato reproductor femenino: Las estructuras que participan en la reproducción varían de una especie a otra, dependiendo de su grado de evolución (dado por su nivel de organización), el tipo de fecundación que presentan y el tipo de desarrollo embrionario que posean (pudiendo éste ser externo o interno). Dentro de esa diversidad se pueden encontrar dos modelos básicos de aparatos reproductores.

Figura -18. Esquemas generales de los aparatos reproductores, dependiendo de que la fecundación sea externa o interna.

El aparato reproductor femenino más sencillo lo encontramos en organismos con fecundación externa; estos poseen dos estructuras básicas, los ovarios productores de óvulos y los oviductos que los conducen al exterior (figura 18 A)

En las hembras con fecundación interna, el aparato reproductor se encuentra formado por ovarios, oviductos, útero y vagina. En el transcurso de la evolución de estos animales se observa una reducción en el número de ovarios, quedando sólo un par en mamífero; el oviducto ensancha formando el útero, éste puede ser uno o varios, cada uno con su conducto que desemboca en la cloaca,³ presente en peces, anfibios, reptiles y aves. En los mamíferos los úteros se fusionan formando uno sólo, que, aún cuando permite el

³ Abertura común al aparato digestivo, excretor y reproductor.

desarrollo de menos crías, éstas pueden ser más grandes; esto se considera una adaptación al medio terrestre, porque permite el cuidado de la cría hasta que nace (figura 18 B).

En la evolución de los metazoarios se observa que el aparato reproductor en los

En la figura 19 ilumina con diferente color cada uno de los órganos del aparato reproductor femenino.

Aparato reproductor femenino

El aparato reproductor en la mujer se encuentra formado por los siguientes órganos: Los ovarios, constituidos por un conjunto de células denominadas folículos de Graaf, productores de óvulos y hormonas sexuales, estrógenos y progesterona, reguladoras del desarrollo de las características sexuales secundarias en la mujer; los oviductos, también llamados trompas de Falopio , son conductos cuyas paredes se encuentran formadas de tejido muscular liso, su contracción en ondas peristálticas conducen al óvulo hacia el útero; el oviducto es el lugar en que ocurre la fecundación; el útero, órgano hueco formado por tejido muscular estriado, presenta un revestimiento interno; el endometrio, formado por dos capas de tejido, una que se desprende durante la menstruación y otra más interna a partir de la cual se regenera la capa que se desprende. En este órgano el embrión se aloja y nutre durante su desarrollo.

Durante el acto sexual, la vagina, que es un tubo corto que comunica con el exterior, recibe al órgano copulador o pene que deposita los espermatozoides; en el nacimiento sirve de canal a través del cual pasa el feto.

Los órganos sexuales externos son labios mayores, labios menores, clítoris y monte de Venus, los cuales forman la vulva.

Con la información anterior llena el siguiente cuadro:

Aparato reproductor masculino

Al igual que las hembras, los aparatos reproductores más sencillos se presentan en machos con fecundación externa. Consta de dos estructuras básicas, los testículos, formados por tubos pequeños llamados seminíferos, en cuyo interior se realiza la espermatogénesis, y el conducto espermático que conduce los espermatozoides al exterior, a través de la cloaca (figura 20 A).

En vertebrados los testículos se localizan dentro de la región ventral y sólo en mamíferos los encontramos dentro de una bolsa o escroto fuera de la cavidad del cuerpo, esto se debe a que los espermatozoides no pueden sobrevivir con la temperatura existente en el interior del cuerpo de los organismos homeotermos (que controlan su temperatura).

Los animales con fecundación interna presentan estructuras que les permiten adaptarse al medio terrestre, como las vesículas seminales, las cuales actúan como glándulas secretoras de líquidos que facilitan el desplazamiento de los espermatozoides. El pene u órgano copulador tiene la función de depositar los espermatozoides dentro del aparato reproductor de la hembra; en reptiles y mamíferos probablemente se originó a partir de la cloaca, de ahí su relación con el aparato excretor (figura 20 B).

En la figura 21 ilumina con diferente color cada uno de los órganos que constituyen el aparato reproductor en el hombre.

Aparato reproductor masculino

El aparato reproductor en el hombre se encuentra constituido por las siguientes estructuras: los testículos, órganos productores de espermatozoides y de hormonas sexuales (andrógenos) responsables del desarrollo de las características sexuales en el varón, se encuentran rodeados por una bolsa de piel llamada escroto; el epidídimo es un conducto sumamente enrollado, en éste los espermatozoides adquieren la capacidad de movimiento después de 18 horas, por lo que es conocido como cámara de maduración; luego del epidídimo, el esperma pasa al vaso o conducto deferente, donde en su mayor parte queda almacenado. Las vesículas seminales son un par de glándulas huecas secretoras de un fluido viscoso que contiene nutrientes. La próstata es una glándula productora de un líquido alcalino que neutraliza la acidez de la uretra y la vagina. Las glándulas de Couper son un par de glándulas pequeñas situadas en la base del pene, producen líquidos que lubrican la uretra y la neutralizan al igual que la próstata. El conjunto de secreciones de los tres tipos de glándulas –más el fluido seminal- recibe el nombre de semen.

El pene, que como ya se sabe, es el órgano copulador, está formado por tejido esponjoso eréctil, tejido conectivo fibroso y piel que lo recubre; en su interior se encuentra la uretra, conducto común para el aparato reproductor y excretor.

Con la información anterior llena el siguiente cuadro:

Figura 22.

Observa detenidamente los esquemas y contesta lo siguiente:

En las figuras 22 A y 22 B ilumina los órganos correspondientes al aparato reproductor del tiburón y el ave.

De acuerdo con las estructuras que presentan, el tipo de fecundación del tiburón es:

______________________________y el del ave:_______________________________.

¿Qué tipo de desarrollo embrionario presenta el ave? ____________________________

¿Y el tiburón? _________________________________________.

Ciclos reproductores

Todos los animales se preparan fisiológicamente y/o psicológicamente para la reproducción durante una época del año (la cual varía de acuerdo con la especie); las hembras y machos maduran sus gametos y preparan sus aparatos reproductores para la cópula. Durante esta etapa los animales experimentan una intensa necesidad de apareamiento, su comportamiento se encuentra regulado por sustancias químicas (hormonas) que producen internamente, así como por estímulos del medio externo. Se cree que éste es el resultado de un proceso de selección natural, porque se lleva a cabo en la época más favorable del año, y de esta manera se asegura la supervivencia de las crías.

Los estímulos externos a los cuales responden los animales pueden ser visuales, olfativos, auditivos y demás, como en el caso del cerdo y perro, y sonidos especiales que emiten los insectos, ranas, aves y otros.

Estos ciclos se repiten durante la vida fértil de los animales, sus fases están sujetas a las influencias del medio, y la expulsión del óvulo (ovulación) depende de que haya cópula o no, con excepción de los mamíferos. En la mayoría de los mamíferos este ciclo recibe el nombre de <<ciclo estral>> y en la especie humana se conoce como <<ciclo menstrual>>.

Ciclo menstrual. Este ciclo es propio de la especie humana y se lleva a cabo en la mujer; durante este periodo ocurren una serie de transformaciones que se producen principalmente en el ovario y el útero, regulados por un conjunto de hormonas, y tienen como finalidad la maduración del óvulo y preparar al útero para el embarazo.

El primer ciclo menstrual comienza durante la pubertad entre los 12 y 15 años de edad, e indica el inicio de la vida fértil de la mujer, se repite mes a mes y termina aproximadamente a los 45 años de edad, recibiendo el nombre de menopausia.

Para su estudio, este ciclo se ha dividido en cuatro fases: fase folicular, de ovulación, lútea y fase de menstruación.

A) Fase folicular. El ciclo comienza cuando el hipotálamo⁴ estimula a la hipófisis⁵ para producir las hormonas folículo estimulante (HEF) y la luteinizante (HL) que regulan los cambios cíclicos en el ovario (figura 23).

Por influencia de la HEF un número determinado de folículos de Graaf comienzan a crecer, aunque en condiciones normales sólo un óvulo alcanza su madurez total mes a mes; las demás células foliculares secretan estrógenos, los cuales inducen la respiración y crecimiento del endometrio; esta fase dura aproximadamente de 8 a 10 días.

Figura 23.

En la figura 23 puedes ver fácilmente que la HEF va de la glándula pituitaria hacia:

⁴ Parte del cerebro que produce sustancias (neurosecreciones) capaces de estimular, en otras partes, a la hipófisis. ⁵ Glándula productora de hormonas.

Después que el folículo comienza a crecer en el ovario, sus células producen la hormona:

B) Fase de ovulación. La elevada concentración de estrógenos constituyen el estímulo para que la hipófisis sintetice la HL, e inhiba la producción de HEF; la hormona luteinizante es necesaria para que el folículo pierda elasticidad y se rompa dejando en libertad al ovocito, fenómeno denominado ovulación, esto ocurre aproximadamente catorce días después de iniciado el ciclo. Durante ésta el ovocito termina su primera división meiótica e inicia la segunda división (figura 24)

Figura 24

El estrógeno detiene la producción de: ______________________________ _________

En la glándula pituitaria.

También el estrógeno hace que la glándula pituitaria produzca otra hormona llamada:

_______________________________________. La HL provoca la _________________

___________________________.

C) Fase lútea. Una vez liberado el óvulo éste comienza su recorrido por el oviducto, su tiempo de vida es aproximadamente de 24 horas. Durante este periodo si no es fecundado muere.

El folículo vacío se llena de células y mediante la acción de HL adquiere un pigmentoamarillo, por lo que recibe el nombre de cuerpo amarillo o lúteo. Éste actúa como glándula endócrina produciendo progesterona, ésta circula en la sangre, llega a la hipófisis y actúa suprimiendo la producción de HEF. La progesterona actúa también en el útero, provocando que su revestimiento interno (endometrio) crezca y se vascularice, preparándolo de esta manera para la implantación del óvulo, sí es fecundado (figura 25).

Figura 25.

El cuerpo amarillo produce una hormona llamada _______________________________.

¿Qué hormona provoca la producción de progesterona? _________________________.

D) Fase de menstruación Si el óvulo no es fecundado aproximadamente 13 o 14 días después, el cuerpo amarillo degenera y deja de producir progesterona, por lo que el endometrio se desprende y cae, junto con el óvulo no fecundado, constituyendo el sangrado menstrual o menarquía. El primer día de menstruación es considerado el primer día del ciclo. La menstruación dura de tres a cinco días.

Los bajos niveles de progesterona son el estímulo para que la hipófisis empiece a producir la HEF y con él, el nuevo ciclo.

Completa la tabla siguiente anotando en los sitios en blanco el texto correcto:

Autofecundación: Unión de óvulos y espermatozoides Otras formas de

pertenecientes al mismo individuo fecundación

Fecundación cruzada: Unión de gametos pertenecientes a dos organismos diferentes

Partenogénesis: Formación de un nuevo individuo a partir de un óvulo sin fecundar.

Aparatos reproductores:

Estructura y función del aparato reproductor humano femenino

con fecundación externa: ovarios, oviductos Esquemas generales

con fecundación interna: ovarios, oviductos, útero, vagina, vulva, glándulas anexas

Estructura y función del aparato reproductor humano masculino

Con fecundación externa: testículos y conductores Esquemas espermáticos. generales Con fecundación interna: testículos, conductos deferentes,

vesículas seminales, próstata, glándulas de Cowper, pene.

Estructura y función del aparato reproductor humano

Ciclos reproductores

Concepto. Etapa en la cual los animales preparan sus aparatos reproductores para la reproducción. Hormonas sexuales (testosterona y estrógenos). Regulación. Estímulos externos (olor, color, sonido). Características generales Ciclo menstrual. Fases: a) folicular; b) ovulación; c) lútea, y d) menstruación.

Fases

El desarrollo embrionario se efectúa a través de tres etapas o fases:

Segmentación: aumento del número de células. Gastrulación y morfogénesis: diseño de la forma. Diferenciación u organogénesis: formación de tejidos y órganos.

Segmentación: Esta primera etapa se efectúa según el tipo de huevo. Los huevos de los animales se clasifican conforme a la cantidad y distribución del vitelo –material nutritivo del cual se nutre el embrión-, siendo esto determinante en el tipo de desarrollo que sigue a la fecundación.

Figura 26. Distintas clases de óvulos: a) alécitos; b) heterolécitos; c) telolécitos, y d) centrolécitos. El vitelo nutritivo o deuteroplasma se representa en negro.

Observa la figura 26 y contesta lo siguiente:

¿Qué diferencias encuentras en los distintos tipos de cigotos mostrados?

¿Cuáles presentan la mayor cantidad de sustancias nutritivas?

Menciona que tipo de cigoto formará una larva y por qué

Durante la segmentación el cigoto se divide por mitosis formando 2, 4, 8, 16, 32, etc., células conservando la cantidad de citoplasma del cigoto. Este proceso termina con la formación de la blástula, que es una estructura molecular esférica y hueca (figura 27). En el caso del embrión humano, el proceso de segmentación ocurre en el oviducto, durante su tránsito hacia el útero.

Poliembromía

Ésta es un proceso por medio del cual se forman varios embriones a partir de un huevo y consiste en la división asexual más o menos precoz de los embriones y a veces de los propios huevos. Esto sucede en varios grupos de animales.

En ciertos insectos los individuos producidos son del mismo sexo. También se presenta en algunos mamíferos como en armadillo, en que los diferentes embriones procedentes de un huevo vienen a insertarse en un solo corión (membrana extraembrionaria).

En la especie humana, la formación de gemelos idénticos o fraternales es un ejemplo de este tipo. Establece la diferencia en el nacimiento múltiple a) y b) de la figura 29.

Después de que se ha formado la blástula, la división celular continúa a una velocidadbaja de crecimiento celular, morfogénesis y diferenciación. Ésta es la segunda fase llamada gastrulación, durante la cual se forman dos o tres capas de células diferenciadas.

Esta fase se inicia con una invaginación de la blástula causada por la división rápida de un grupo de células, que se acomodan introduciéndose en el interior del blastocele, formándose de esta manera en el embrión dos capas embrionarias o blastodérmicas: el endodermo (hoja interna) y el ectodermo (hoja externa). La gastrulación puede formarse de dos maneras distintas: por embolia o epibolia (figura 30).

Durante su desarrollo algunos animales sólo presentan estas dos etapas, a partir de las cuáles se formarán todas las estructuras que presenta el animal adulto; a estos animales se les denomina diblásticos y no presentan verdadera cavidad corporal; ejemplo de ellos son los poríferos y celenterados. El resto de los animales formarán una tercera lámina intermedia denominada mesodermo.

La aparición del mesodermo tiene importancia en la evolución de los metazoos, porque a partir de ésta se desarrolla el celoma que constituye en el animal adulto su cavidadcorporal en la que se encuentran alojados la mayoría de los órganos. Ésta lámina se forma de dos maneras distintas: la enterocefalia (figura 31) y la esquizocelia (figura 32).

A los animales que poseen las tres capas embrionarias se les denomina triblásticos y pueden tener o no celoma; algunos ejemplos son platelmintos, anélidos y cordados. A los animales que presentan celoma se les denomina celomados y los que carecen de ella acelomados.

La presencia o ausencia de celoma es considerada como un criterio importante para la clasificación de los organismos del reino metazoa.

Durante la gastrulación y a consecuencia del crecimiento desigual y acomodo celular, el embrión cambia de forma adquiriendo una simetría (forma en que las partes de un cuerpo están acomodadas). Considerando lo anterior, en los metazoarios se presentan tres tipos de organismos: asimétricos, con simetría radial y con simetría bilateral.

Cuando crecen en colonias, las esponjas no presentan una forma definida, se dice que son asimétricos (figura 34a).

Algunos metazoarios tienen cuerpo cilíndrico, esférico o circular plano como las anémonas, erizos o estrellas de mar, en los cuales se presenta un disco central de donde radían tentáculos, brazos o espinas, como los rayos de una rueda. Todos ellos tienen simetría radial (figura 34b).

Figura 34

Aquellos animales que tienen lados derecho e izquierdo iguales poseen simetría bilateral (figura 34c). Los animales como el caballo, camaleón y sapo pueden ser divididos en dos partes por un plano que pasa por un eje longitudinal desde el centro de la superficie superior hasta el centro de la superficie inferior (polaridad). La superficie superior del animal es la dorsal y la inferior es la ventral. También tienen un frente definido o extremo anterior y una parte trasera o extremo posterior. En el hombre, el lado dorsal es la espalda y el lado ventral es el frente.

Las tres capas principales formadas durante la gastrulación se van diferenciando, a su vez para formar tejidos distintos que se agruparán en órganos, aparatos y sistemas, esto ocurre durante la tercera etapa de desarrollo llamada diferenciación u organogénesis.

El endodermo dará origen al tubo digestivo y glándulas anexas, así como al revestimiento interior de los pulmones; el mesodermo de origen celómico a órganos del aparato gonadal, excretor y circulatorio; en la capa más externa, el ectodermo epidérmico formará piel y formaciones tegumentarias como las glándulas sebáceas y sudoríparas, así como pelos y plumas; recubrimiento de las aberturas naturales del cuerpo: boca, fosas nasales y ano, y el ectodermo neural, el sistema nervioso central y nervios periféricos.

En el ser humano esta tercera etapa del desarrollo del embrión se lleva a cabo, ya implantado en la pared uterina, sólo unos días después de la concepción; en esta etapa al embrión se le denomina blastocito.

La segmentación, gastrulación y diferenciación de tejidos a partir de las tres etapas germinales son las etapas fundamentales del desarrollo (figura 35). Son universales puesto que ocurren durante el desarrollo de cualquier animal.

En las primeras etapas del desarrollo los embriones de todos los vertebrados se parecen mucho unos a otros. ¿Cómo se explica este hecho? ¿Qué diferencias se pueden encontrar?

A continuación, y utilizando el esquema, menciona las formaciones (tejidos y órganos) a que darán lugar cada una de las hojas blastodérmicas durante la diferenciación.

Tipos de desarrollo

En el reino metazoa encontramos diferencias en la forma en que se desarrollan los animales, y la mayoría pasan por una serie de cambios, desde la formación del huevo hasta constituirse en un adulto (figura 37).

Existen dos tipos de desarrollo: indirecto o externo y directo o interno

Desarrollo indirecto o externo

Este tipo de desarrollo pasa por diferentes estadios:

cigoto

embrión

larva

adulto

Al conjunto o serie de estadios se le llama metamorfosis (meta = cambio y morpho = forma); este proceso es regulado por hormonas, cuya producción es controlada por los genes que son activos en ciertos estadios, La metamorfosis en insectos puede ser completa o incompleta.

Observa las figuras 38 y 39 y escribe el nombre de los estadios en la metamorfosis incompleta:___________________________________________________;Señala otros organismos que la presentan:_______________________________________________. ¿Cuáles son los estadios de la metamorfosis completa?: ______________________________________________________________________; Señala otros organismos que la presentan:

______________________________________________________________________. Resume las diferencias entre los tipos de metamorfosis. ¿Qué cambios se presentan de larva a pupa y de pupa a adulto?

El proceso de metamorfosis completa es de gran valor para la supervivencia de la especie. Muchos insectos como los lepidópteros (mariposas) ponen sus huevos en la primavera y se vuelven azotadores en el verano; durante esta etapa devoran grandes cantidades de alimento para crecer con rapidez, transformándose en pupa durante el invierno y en adulto en la primavera siguiente; asimismo, su dieta cambia en cada fase.

NOMBRES DE LARVAS EN ALGUNOS ANIMALES.

¿A qué factores ambientales corresponden los cambios presentados? Observa el cuadro anterior y contesta qué daños pueden causar al hombre y por qué.

Desarrollo directo o indirecto

Se presentan cuando el animal se convierte en adulto sin pasar por ningún estado larvario. En este caso, en el embrión se forman dos tipos de células: unas formarán al embrión propiamente dicho y las otras formarán cuatro membranas alrededor del embrión llamadas membranas extraembrionarias. Estas son adaptaciones que permiten sobrevivir al embrión, hasta que éste esté listo para llevar su vida independiente.

Este desarrollo se presenta en peces (sólo en algunas especies), reptiles, aves y mamíferos. En estos últimos puede ser parcial (marsupiales) o total (placentarios).

En algunos animales ovíparos (ponedores de huevo) como las aves y reptiles el embrión se recubre de un cascarón durante su paso por los oviductos, dentro de este huevo se forman las membranas extraembrionarias que le permitirán desarrollarse; estas membranas son:

1. Corión. Su función es impedir la excesiva evaporación del agua a través del cascarón.
2. Amnios. Esta membrana, que rodea al embrión, forma una bolsa llena de líquidos que constituye el ambiente del embrión, protegiéndolo de los golpes.
3. Alantoides. Constituye la estructura respiratoria del embrión y acumula desechos metabólicos hasta el momento de la eclosión.⁶

• Saco vitelino. Que contiene vitelo que servirá para alimentar al embrión (figura 40).

En los marsupiales como los canguros y las zarigüeyas, los huevos se fecundan en el interior del cuerpo y el embrión comienza a desarrollarse en el útero de la madre recibiendo algo de alimento, pero los pequeños embriones (miden unos cuantos centímetros) son rápidamente expulsados del útero. Éstos se arrastrarán al interior de una bolsa llamada marsupio en el abdomen materno, donde se localizan las glándulas mamarias, alimentándose con la leche materna durante el crecimiento y desarrollo del organismo. Estos órganos carecen de placenta.

Los reptiles fueron los primeros vertebrados que pusieron huevos en tierra y las membranas extraembrionarias evolucionaron, adaptándose a las necesidades ovíparas o vivíparas (desarrollo del embrión dentro de la madre y parir vivas a sus crías) de los animales terrestres.

Después de la fecundación el cigoto de los reptiles y las aves desarrolla un cascarón a su alrededor que le proporciona el ambiente completo, además por ser poroso permite el intercambio de gases en el exterior.

En los vivíparos el cigoto se desarrolla parcial o totalmente dentro de la cavidad uterina, desarrollando las membranas extraembrionarias. El corión en contacto con el útero forman la placenta; el alantoides y el saco vitelino se reducen y pierden algunas de las funciones que ahora realiza la placenta; la mayoría de los mamíferos (a excepción del ornitorrinco y erizo hormiguero que producen huevos con cascarón) y algunos peces son ejemplos de animales vivíparos.

⁶ Rompimiento del huevo <<nacimiento>>

Observa la figura 40 y menciona las diferencias entre ovíparos y vivíparos.

Gestación o embarazo

En los mamíferos la reproducción sexual alcanza su máximo desarrollo; la fecundación es interna y va seguida del desarrollo embrionario interno completo en el cuerpo de la madre conocido como gestación (cuadro 1; figura 41). Durante el periodo de desarrollo, se dice que la hembra está preñada o embarazada. Entre la fecundación y el nacimiento el embrión crece dentro del cuerpo de la madre y recibe su alimentación, así como el oxígeno de la sangre de la madre. Este intercambio tiene lugar a través del órgano llamado placenta, que une y relaciona el embrión con el útero (figura 42). Después del nacimiento, el pequeño se alimenta durante cierto tiempo con la leche de las glándulas mamarias de la madre.

Observa la figura 41: ¿Qué función desempeña el cordón umbilical en el feto? ¿Hay mezcla de sangre materna y fetal durante el embarazo?

Cuadro 1 Proceso de gestación en la mujer.

Cuadro 2. Duración de la gestación de algunos mamíferos.

Parto. La gestación termina con un conjunto de hechos que llamamos parto o proceso de nacimiento. Se inicia con contracciones lentas y rítmicas de los músculos del útero. Estas contracciones rompen el amnios lleno del líquido amniótico (comúnmente llamada fuente), en la cual se ha desarrollado el nuevo ser. Esta primera etapa se llama trabajo de parto o dilatación. (figura 43).

Las contracciones del útero aumentan en frecuencia y fuerza, uniéndose a las contracciones de los músculos abdominales para empujar al niño a través del canal de parto, formado por la dilatación de la pelvis y la vagina; esta etapa se llama expulsión (figura 43). Finalmente se presenta el alumbramiento consistente en la expulsión de la placenta y cordón umbilical (figura 43).

Considerando lo estudiado en páginas anteriores, completa el siguiente cuadro:

Cuadro 3.

Cuadro 4. Comparación de la reproducción sexual y desarrollo de invertebrados

Cuadro 5. Comparación de la reproducción sexual en vertebrados.

Desarrollo embrionario

Concepto: Serie de cambios que se efectúan en el cigoto hasta formar un nuevo individuo.

Segmentación: división celular sucesiva, sin incremento de tamaño. Tipos de cigotos o huevos.

Fases Gastrulación: formación de capas embrionarias (endodermo, mesodermo, ectodermo), celoma y simetría. Diferenciación: formación de tejidos y órganos u organogénesis.

Poliembrionía: desarrollo de dos o más organismos a partir de un cigoto.

Membranas extraembrionarias: corión, saco vitelino, amnios y alantoides.

Indirecto o externo: desarrollo de un individuo fuera del cuerpo materno

Metamorfosis

Tipo de

Directo o interno: formación de un individuo dentro del cuerpo desarrollo

materno Parcial (marsupiales) Total (placentarios)

1er. Trimestre: Se forman los principales sistemas de órganos.

2do. Trimestre: Se produce un rápido crecimiento del Embarazo

feto.

(gestación humana)

3er. Trimestre: Continua el crecimiento, necesita una fuerte demanda de nutrimentos que toma de la madre.

Dilatación o trabajo de parto Parto Expulsión(etapas) AlumbramientoEn resumen las características de la reproducción sexual son:

• Requiere células especializadas llamadas gametos.
• Es un proceso completo porque requiere de estructuras diferenciadas y especializadas.
• El mecanismo implicado en este proceso es la meiosis, mediante el cual se reduce a la mitad el número de cromosomas.
• Es necesaria la presencia de dos progenitores con algunas excepciones.
• El número de descendientes es reducido en comparación con aquellos en donde el desarrollo es interno.
• La progenie presenta variabilidad genética, lo que permite una mayor adaptabilidad de los animales a su ambiente.
• Este tipo de reproducción forma parte de los mecanismos esenciales para la evolución de los organismos y en particular de la especie.

MASCULINA

Algunos expertos afirman que la calidad del semen humano ha bajado de la misma manera que ha ascendido los casos de esterilidad. Antes los biólogos consideraban que un semen era normal si contenía más de 60 millones de espermatozoides por centímetro cúbico. Ahora se conforman con 20 millones. Se supone que el 30 por ciento de los casos de esterilidad en la pareja se debe a la parte masculina. Entre las principales causas destacan:

Impotencia coeundi. Por alguna alteración funcional, psíquica y hormonal el varón es incapaz de realizar el coito.

Oligospermia. Eyaculación insuficiente de espermatozoides (menos de 20 millones por centímetro cúbico). En los casos en que el individuo no es capaz de producir gametos se habla de azoospermia.

Astenospermia. Presencia mayoritaria de espermatozoides poco móviles –más de 60 por ciento – en el líquido seminal.

Taratospermia. En ocasiones, los espermas son portadores de importantes anomalías que les impiden romper la cubierta del óvulo. También puede ocurrir que se eyacule esperma inmaduro y muerto. En los sémenes de baja calidad, más de un 40 por ciento del esperma aparece defectuoso.

Anomalías testiculares. Los testículos atrofiados o con graves malformaciones pueden ser el origen de una esterilidad. Es el caso del descenso incompleto de los testículos al escroto durante la infancia, lo que es posible corregir mediante una sencilla operación. A veces el problema surge en los canales seminíferos, que pueden estar alterados por causas congénitas o por secuelas de infecciones. Los tumores testiculares, en especial los malignos, alteran la fertilidad de la persona.

Emasculación. Eliminación quirúrgica del pene y de los testículos.

FEMENINA

En nuestro país, alrededor de 10 millones de mujeres, entre los 14 y 35 años, están en edad fértil. Sin embargo, muchas de ellas tendrán dificultades o no podrán, en el peor de los casos, concebir hijos. Entre los principales motivos de esterilidad y baja fertilidad femenina destacan:

Trastornos hormonales. La ovulación puede verse alterada por desajustes hormonales en los ovarios y en la hipófisis, glándula del tamaño de un garbanzo alojada en la base del cerebro, que secreta entre otras las hormonas foliculoestimulantes (FSH), luteinizantes (LSH) y prolactinas.

Infecciones. Gonorrea, sífilis, tuberculosis, peritonitis, apendicitis y un buen número de otras enfermedades infecciosas pueden lesionar y, algunas veces, obstruir las trompas de Falopio.

Endometriosis. Trastorno que se caracteriza por el asentamiento de las mucosas uterinas, fuera del útero, generalmente en la actividad pelviana y abdominal.

Anticuerpos. Aunque esta causa de esterilidad puede atribuirse a los dos miembros de la pareja, a veces el sistema inmunológico de la mujer fabrica anticuerpos que rechazan las células germinales de su compañero. No se produce fecundación. Si los anticuerpos son producidos por el hombre, se eliminan mediante lavado.

Defectos en las trompas. Si la conexión entre el útero y el ovario está interrumpida, el espermatozoide jamás alcanza al óvulo. Esto ocurre cuando las trompas están taponadas y atrofiadas o no existen.

Tumores. Fibromas y otros tumores, en muchos casos malignos, llegan a lesionar gravemente el aparato reproductor femenino. (Revista Muy Interesante núm. 3, p. 5, 1992).

1. ¿Cuáles son los órganos que presentan anomalías y son causas de esterilidad femenina y masculina?
2. ¿Cuáles son los trastornos en los gametos que provocan esterilidad?
3. ¿Qué otras causas provocan esterilidad en el humano?
4. Investiga una causa sicológica de la esterilidad masculina y femenina. ¿Qué relación tiene esto con otras áreas del conocimiento?

III. conservación de la tortuga negra en Michoacán.

México llegó a contar con el contingente más abundante y diverso de tortugas marinas en el mundo. En los años sesentas todavía podían encontrarse millones de estos reptiles en las costas mexicanas del Atlántico y del Pacífico. En México, existen siete especies de tortugas marinas: entre ellas se hallan las mayores agrupaciones reproductoras de golfita, laúdy negra. Pero el aumento de la captura, por el auge en el comercio internacional de productos de tortuga marina, ha provocado que las poblaciones de estas especies en México se encuentren en peligro de desaparecer.

El estado de Michoacán es un área importante para el anidamiento y la reproducción de la tortuga negra (Chelonia agassizi), laúd (Dermochelys coriacea) y golfita (Lepidochelys olivacea). También se encuentran pequeñas poblaciones de tortuga carey (Eretmochelys imbricata) en la costa michoacana.

La tortuga negra ha sido explotada intensamente para obtener carne y huevo. Otra causa importante de mortalidad de las tortugas es su captura accidental en los lances de arrastre para la pesca de camarón. Hasta hace 20 años, aproximadamente, más de 10000 hembras de tortuga negra anidaban durante la temporada reproductora en Michoacán. En la actualidad, se estima una población de sólo 5000 a 9000 hembras en todo el Pacífico oriental. Los únicos centros importantes de anidación de esta especie en el mundo son las playas de Colola y Maruata en dicho estado.

Desde 1982, la escuela de Biología de la Universidad Michoacana, en coordinación con las secretarías de Pesca, Desarrollo Urbano y Ecología, y de Marina, y con el apoyo del gobierno estatal, el Fondo Mundial para la Vida Silvestre y del Servicio de Pesca y Vida Silvestre de los Estados Unidos, lleva a cabo un programa de estudio y conservación de las tortugas marinas en la costa de esa entidad. Con la colaboración de las comunidades de Colola y Maruata se ha logrado eliminar casi por completo el saqueo de los nidos en las principales playas en que ocurre. Estos se transplantan a viveros protegidos donde hasta ahora se han producido más de un millón y medio de crías de tortuga marina. Durante este periodo, también se ha obtenido información importante sobre la historia natural de la tortuga negra. El conocimiento de su biología resulta fundamental para desarrollar estrategias para su conservación y manejo nacional.

Dos medidas legislativas han fortalecido los esfuerzos para la conservación de esta especie: a partir de 1983 quedó prohibida la captura de tortuga negra y, en 1986, las principales playas de anidamiento en Michoacán fueron declaradas reserva natural para la conservación de las tortugas marinas. (Revista Ciencia y Desarrollo núm. 4, noviembre-diciembre).

1. ¿En qué consiste el programa de estudio y conservación de esta especie y cuál es su relación con la economía de la región?
2. ¿Cómo ha ayudado a la conservación de esta especie el conocimiento de su reproducción?

ESPINOZA, F., y K. Miralles, et al.: Curso de Biología. Orientación Universitaria. Alambra, México, 1988, 370 pp.

FRIED, H. G.: Biología. McGraw-Hill, México, 1990, 470 pp.

GRENVILLE, W. H.: Biología del individuo. Alambra, México, 1975, 350 pp.

ORAM, F., y P. Raymond: Biología. Sistemas vivientes. Trad. Jorge González, 2ª. Ed. CECSA, México, 1983, 784 pp.

OTTO, H. J., y Towle: Biología. Trad. Salvador Lima, Publicaciones Cultural, México, 1979, 620 pp.

RICHARD, A.: Fundamentos de Zoología. Limusa, México, 1985.

SHERMAN, I., y V. Sherman: Biología. Perspectiva humana. McGraw-Hill Interamericana, México, 1989.

SOLOMON, e. p., c. a. Ville, y P. W. Dawis: Biología. Interamericana, México, 1987.