Gametogénesis

Espermatogénesis

En el hombre, la fase proliferativa de la espermatogénesis tiene lugar durante toda su vida fértil, continuamente. Espermatogonias (proliferación). Se transforman en espermatocitos de primer orden (crecimiento). Tras la primera división meiótica se forman dos espermatocitos de segundo orden (n) y se obtienen cuatro espermátidas (maduración). Produciendo nuevas espermátidas (diferenciación).

Ovogénesis

En la mujer, estas primeras etapas ocurren durante el desarrollo embrionario (proliferación). Los oocitos de primer orden se rodean de células foliculares y forman los folículos primordiales, y su actividad se detiene hasta la pubertad (crecimiento). Cada oocito de primer orden forma un oocito de segundo orden (n) y el primer corpúsculo polar (maduración). En la segunda división meiótica, el oocito de segundo orden da lugar a un único óvulo (n) y a un segundo corpúsculo polar (diferenciación). En la mujer, tan solo un oocito de primer orden entra periódicamente en fase de maduración.

Espermatozoide

El citoplasma de la espermátida degenera mientras que en el núcleo se construye la cabeza; en su extremo se forma una prominencia derivada del aparato de Golgi, el acrosoma, que contiene enzimas para disolver la membrana del óvulo. La cola, formada por un largo flagelo, contiene abundantes mitocondrias para el movimiento.

Óvulo

En el citoplasma se almacenan sustancias de reserva que constituyen el vitelo y los gránulos corticales. Alrededor de la membrana plasmática existe una envoltura transparente, la zona pelúcida, y sobre ella una corona radiada. El núcleo se localiza en un polo celular.

Fecundación

Tipos de Fecundación

• Fecundación externa: frecuente en animales acuáticos, excepto el pulpo, algunos peces y mamíferos acuáticos.
• Fecundación interna: necesaria la cópula. Los machos poseen un órgano copulador para introducir los espermatozoides en las vías genitales femeninas. Los organismos que carecen de este órgano se aparean poniendo en contacto sus orificios reproductores.

Mecanismos de la Fecundación

Cuando el espermatozoide entra en contacto con el óvulo, perfora las membranas externas por medio de las enzimas del acrosoma. Tras ello, se fusionan las membranas de ambos gametos y el núcleo de la cabeza del espermatozoide penetra en el interior del óvulo. Este segrega al exterior el contenido de los gránulos corticales; se forma así la membrana de fecundación, que evita la fecundación por otros espermatozoides. El núcleo espermático y el núcleo del óvulo se fusionan (cariogamia).

Desarrollo Embrionario I

Segmentación

El desarrollo embrionario se inicia con una serie de rápidas divisiones celulares consecutivas a partir de la célula huevo. El embrión se convierte en una masa esférica de células llamada mórula. Conforme progresan las células (blastómeros), se disponen formando una capa en la superficie del embrión que deja una cavidad en el interior: el blastocele. Este estado embrionario recibe el nombre de blástula.

Gastrulación

Proceso por el cual las células de la blástula se desplazan y disponen en capas llamadas hojas embrionarias.

Organogénesis

A partir del ectodermo se forma la epidermis y sus anexos, y el tejido nervioso; del endodermo, el tubo digestivo y respiratorio, y las glándulas digestivas; y del mesodermo, la capa dérmica de la piel, el corazón, los riñones, las gónadas y el sistema esquelético y muscular.

Desarrollo Post-embrionario

Tipos de Desarrollo

• Desarrollo directo: crecimiento hasta alcanzar el tamaño del adulto y la madurez sexual (reptiles, aves e insectos primitivos).
• Desarrollo indirecto: el embrión da lugar a una larva; su transformación en adulto se realiza mediante una metamorfosis.

Metamorfosis

• Metamorfosis sencilla: gradual (anfibios, equinodermos, moluscos).
• Metamorfosis complicada: típica en muchos insectos. La larva, tras alcanzar máximo desarrollo, atraviesa una fase de ninfa o pupa. La ninfa deja de comer y se inmoviliza; tienen lugar procesos internos que la transformarán en un individuo adulto.

Plantas Espermatofitas

La Flor

Pedúnculo floral

Une la flor al resto de la planta. En su extremo presenta un ensanchamiento (receptáculo), donde se insertan las demás piezas florales. También pueden localizarse nectarios (glándulas productoras de néctar).

Periantio

Cáliz (conjunto de sépalos) y corola (conjunto de pétalos).

Órganos sexuales

• Androceo (parte masculina): estambres (filamento + antera con sacos polínicos donde se forman los granos de polen).
• Gineceo (parte femenina): carpelos soldados formando el pistilo (ovario + estilo + estigma).

Polinización

Transporte de granos de polen desde los estambres hasta el estigma.

• Autopolinización: polen de la misma flor o de flores de la misma planta.
• Polinización cruzada: polen de flores de plantas diferentes.
• Polinización anemógama: por el viento.
• Polinización entomógama: por insectos (también aves y murciélagos).

Fecundación y Formación de Semilla

Doble Fecundación

Una vez que el grano de polen llega al estigma, se desarrolla formando el tubo polínico hasta llegar al óvulo. En el interior del óvulo se desarrolla el saco embrionario (8 núcleos haploides en 7 células; una con dos núcleos secundarios). Por el tubo polínico descienden dos núcleos espermáticos, dando lugar a una doble fecundación: un núcleo espermático se fusiona con la oosfera (formando el embrión), y el segundo con los núcleos secundarios (formando el tejido triploide llamado albumen).

Estructura de la Semilla

Formada por el embrión, el albumen y las membranas derivadas de las que rodean al saco embrionario. El embrión está constituido por una planta en miniatura con una pequeña raíz (radícula), un tallito (plúmula) y una o dos hojas (cotiledones).

• Plantas monocotiledóneas: un cotiledón.
• Plantas dicotiledóneas: dos cotiledones; el albumen puede incorporarse a los cotiledones.

Germinación

Tipos de Frutos

• Frutos carnosos: acumulan sustancias que sirven de alimento a animales; resisten los procesos digestivos y son depositadas con las heces.
• Frutos secos: las paredes del ovario se impregnan de una sustancia leñosa y se endurecen para proteger la semilla y evitar la desecación.

Germinación de la Semilla

Si las condiciones ambientales son buenas, germina (entrada masiva de agua, ruptura de la membrana e inicio de la actividad celular en el embrión). Inicialmente, el embrión se nutre de las reservas de la semilla hasta que la nueva planta desarrolla hojas verdes y puede auto nutrirse por fotosíntesis.

Tipos de Ciclos Biológicos

Tipos de Ciclos

• Ciclo diplonte: el adulto es diploide; la meiosis tiene lugar al formarse los gametos.
• Ciclo haplonte: el adulto es haploide; la meiosis es la primera división del cigoto (hongos haplontes).
• Ciclo haplodiplonte o diplohaplonte: existen adultos diploides y haploides; la meiosis ocurre al formarse las esporas (plantas).

Ciclo Biológico de las Espermatofitas

En la fase diploide, un tipo de individuo produce por meiosis esporas haploides. Las meiosporas dan lugar a una forma adulta haploide (gametofito), donde se forman los gametos haploides. Tras la fecundación, el cigoto diploide reproduce un individuo diploide.