Gametos y Reproducción Sexual
En los organismos con reproducción sexual, además de las células somáticas (del cuerpo), existen las células sexuales o gametos, producto de divisiones meióticas, a diferencia de las células somáticas que se originan por mitosis. Los gametos son células especializadas para la reproducción, lo que se refleja en su estructura y dotación cromosómica. Estas poseen un solo juego de cada cromosoma (haploides), lo que permite mantener el número de cromosomas de la especie después de la fecundación.
El Ovocito
El ovocito es una célula gigante con todo lo necesario para la formación de un nuevo ser vivo. Aporta lo necesario para su desarrollo y supervivencia antes de que su genoma y sistema inmune se activen o pueda adquirir sus propios nutrientes. El ovocito posee en su citoplasma grandes reservas de proteínas, lípidos, vitaminas, azúcares, RNA mensajeros, anticuerpos, etc. Su gran tamaño se debe a la acumulación de materiales de reserva durante la ovogénesis, gracias a divisiones celulares asimétricas en la meiosis, donde el citoplasma se reparte de forma desigual para privilegiar el crecimiento del ovocito.
El ovocito posee varias «capas»:
- Cortex: una delgada capa del citoplasma periférico (adyacente a la membrana plasmática) con gránulos corticales que contienen enzimas y polisacáridos.
- Membrana plasmática: recubre el citoplasma.
- Envoltura vitelina: una envoltura fibrosa de glicoproteínas que recubre la membrana plasmática (en mamíferos, la zona pelúcida).
- Capa de gelatina: rodea toda la estructura.
Los ovocitos del erizo de mar miden aproximadamente 800 µm de diámetro. Su citoplasma contiene un pigmento rojo que los protege de la radiación solar, con una zona de baja densidad en el centro donde se ubica el pronúcleo femenino.
La Fecundación
La fecundación se resume en:
- Activación del espermio: en el erizo, ocurre al contacto con el agua de mar.
- Reacción acrosómica: se liberan enzimas del acrosoma que permiten al espermio penetrar el ovocito. En el erizo, se forma la prolongación acrosómica.
- Fusión de membranas de ambos gametos.
- Bloqueo de la poliespermia: impide que un ovocito sea fecundado por más de un espermio.
- Finalización de la meiosis y liberación de polocitos (no ocurre en el erizo, ya que el óvulo se descarga con la meiosis completada).
- Fusión de pronúcleos: forma el núcleo del cigoto.
El Erizo de Mar
El erizo de mar es un invertebrado esférico con un hemisferio aboral (superior) y otro oral (inferior). En el centro del hemisferio aboral se encuentran el ano y el gonoporo (salida de gametos). En el polo oral está el peristomio (membrana con la apertura bucal).
El Espermio
El espermio, especializado para la fecundación, mide 45 µm en el erizo. Se divide en:
- Cabeza: contiene el núcleo y el acrosoma (vesícula con enzimas proteolíticas).
- Cuello: contiene mitocondrias (energía) y un centriolo (organiza el axonema).
- Cola (flagelo): proporciona motilidad, con una estructura interna de microtúbulos (axonema).
Formación del Cigoto
Tras la fusión de gametos, se forma el cigoto. El espermio aporta su núcleo y centriolo, mientras que el ovocito aporta el núcleo, organelos, nutrientes, etc. En el erizo, la fecundación y el desarrollo embrionario son externos, por lo que liberan gran cantidad de gametos al mar para aumentar las probabilidades de éxito reproductivo. Esta característica facilita su estudio.