LA FORMACIÓN DE GAMETOS

La gametogénesis es el proceso de formación de gametos 
(células sexuales haploides) a partir de células germinativas (células diploides), mediante procesos meióticos que se llevan a cabo en las gónadas (testículos en los machos, ovarios en las hembras y ovotestes en los animales hermafroditas).

1. LAS FASES DE ESPERMATOGÉNESIS EN EL HOMBRE

Se pueden distinguir las siguientes fases:
 
    - Fase de multiplicación. Cuando el organismo llega a la madurez sexual, entre los 12 y los 15 años, las células germinales del interior de los tubos seminíferos de los testículos, se multiplican activamente por mitosis dando lugar a los espermatogonios.
    - Fase de crecimiento. Los espermatogonios aumentan de tamaño y se transforman en los espermatocitos de primer orden.
    - Fase de maduración. Cada espermatocito de primer orden (2n), que en los humanos tienen 46 cromosomas, mediante la primera división de la meiosis, origina dos espermatocitos de segundo orden (n), cada célula haploide en los humanos tiene 23 cromosomas . Cada una de estas células origina dos espermátidas (n), células haploides.
    - Fase de espermiogénesis. Las espermátidas se transforman en espermatozoides mediante un proceso de diferenciación celular. En los humanos el paso de una espermatogonia a 4 espermatozoides dura 9 semanas. 
                        

   2. LAS FASES DE LA OVOGÉNESIS DE LA MUJER

Consta de las siguientes fases:
    - Fase de multiplicación. Las células germinales, ya antes del nacimiento de la niña, se multiplican por mitosis, produciendo ovogonias.
    - Fase de crecimiento. Las ovogonias acumulan sustancias de reserva, se hacen más grandes y se transforman en ovocitos de primer orden  (dipolides). Estas células se hallan alojadas en unas cavidades del ovario rodeadas por una capa de células foliculares. Cada una de estas estructuras se denomina folículo de Graaf.
     - Fase de maduración. En la pubertad, 11 y 15 años, en las niñas comienza el ciclo menstrual. En cada ciclo varios folículos experimentan un rápido crecimiento y su ovocito de primer orden experimenta la meiosis. Generalmente sólo uno acaba el proceso mientras que los demás se detienen en fases intermedias y se degradan, dando folículos atrésicos. El ovocito de primer orden (2n), célula diploide con 46 cromosomas, mediante la primera división de la meiosis, origina un ovocito de segundo orden (n), célula haploide y una célula muy pequeña llamada el segundo corpúsculo polar tambien haploide, luego la ovótica da lugar al óvulo. En la mujer, los dos corpúsculos polares se degradan.

                               

ESPERMATOZOIDE Y ÓVULO

                                            ESPERMATOZOIDE

El citoplasma de la espermátida degenera mientras que el núcleo se agranda y se construye la cabeza del espermatozoide. En su extremo, se forma una prominencia derivada del aparato de Golgi, el acrosoma, que contiene enzimas líticas para disolver la membrana del óvulo durante la fecundación.
La cola, formada por un largo flagelo, arranca de la pieza intermedia; en ella se localizan abundantes mitocondrias que suministran la energía necesaria para el movimiento.

               

                   

                                                     ÓVULO

El óvulo apenas sufre modificaciones. En el citoplasma se almacena una compleja mezcla de sustancias de reserva que constituyen el vitelo y pequeñas vesículas derivadas del aparato de Golgi, los gránulos corticales, se disponen en su periferia.
Alrededor de la membrana plasmática existe una envuelta transparente, la zona pelúcida y sobre ella, una corona radiada, formada por células foliculares. El núcleo se localiza en un polo celular formando la vesícula germinativa.


                                    

LA FECUNDACIÓN

La fecundación es el proceso de fusión de los gametos para formar el cigoto. Las células gaméticas, como todas las células, solo pueden sobrevivir en un medio acuoso, por lo que la fusión de los gametos, masculino y femenino, debe efectuarse en este ambiente.
Según el lugar donde ocurra, se distinguen dos tipos de fecundación:

•     Fecundación externa. Es el tipo de fecundación frecuente en animales acuáticos. Los óvulos sin fecundar son expulsados por la hembra y, posteriormente, el macho libera los espermatozoides que fecundarán a esos óvulos en el medio acuoso exterior.

•    Fecundación interna. Es característica de los animales terrestres. Para que se produzca es necesario el apareamiento entre el macho y hembra.  Los machos de muchos invertebrados, reptiles, aves y todos los mamíferos poseen un órgano copulador para introducir los espermatozoides en las vías genitales femeninas donde tiene lugar la fecundación. Los organismos que carecen de este órgano se aparean poniendo en contacto sus orificios reproductores. Otras especies liberan paquetes de espermatozoides, denominados espermatóforos, que son atraídos por la hembra.
                     

                                       MECANISMO DE LA FECUNDACIÓN 

Cuando el espermatozoide entra en contacto con el óvulo, perfora las membranas externas de este 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. Esto produce la activación del óvulo, el cual segrega al exterior el contenidos de los granos corticales; se forma así la membrana de fecundación, que evita la fecundación por otros espermatozoides o polisperma. Una vez en el interior del óvulo, el núcleo espermático (pronúcleo masculino) y el núcleo del óvulo (pronúcleo femenino) se fusionan, proceso denominado cariogamia para formar el núcleo dipolide del cigoto.

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                                          FECUNDACIÓN Y  DESARROLLO


Según el lugar donde suceda la fecundación y se desarrolla el cigoto o célula huevo,se distinguen tres tipos de reproducción:

• Ovípara. Los huevos son expulsados al medio externo. Esta modalidad se presenta en todos casos de fecundación externa y en algunos de fecundación interna (aves).
• Ovovivípara. Los huevos se desarrollan  en el interior del aparato reproductor de la hembra, donde recibe albergue y protección. La fecundación es interna. Algunos peces y reptiles son ovovivíparos.
• Vivípara. Los huevos se desarrollan en el interior del aparato reproductor materno, que contribuye a la nutrición del embrión durante su desarrollo. La fecundación es interna. Así ocurre en los mamíferos y algunos peces y reptiles. 

EL DESARROLLO EMBRIONARIO

  El desarrollo embrionario es el proceso por el cual se forma un nuevo individuo a partir de la célula huevo. En este proceso se pueden distinguir las siguientes fases: segmentación, gastrulación y organogénesis.

• Segmentación

  El desarrollo embrionario se inicia con una serie de rápidas divisiones celulares consecutivas  a partir de la célula huevo, proceso denominado segmentación.

  En la mayoría de los animales, la segmentación procede con una rápida síntesis de ADN. El embrión se convierte en una masa esférica de células, cada vez más pequeñas, con aspecto de mora, y por ello se le denomina mórula.

  Conforme progresa la segmentación, los blastómeros (células) se disponen formando una capa de la superficie del embrión que deja una cavidad en el interior, el blastocele. Este estado embrionario recibe el nombre de blástula.

  La segmentación y la formación de la blástula están muy influidas por la cantidad de vitelo del huevo. Los huevos con poco vitelo, como los de los erizos de mar y de los mamíferos, se dividen por completo mientras que los que poseen gran cantidad, como los de las aves, solo lo hacen parcialmente; la parte en la que se acumula el vitelos permanece sin segmentar.

         -La segmentación en los mamíferos

  En los mamíferos placentarios, como los seres humanos, el cigoto produce tanto el embrión como las complejas estructuras extraembrionarias que se disponen entre el embrión y el útero materno, como la placenta.

  Debido al escaso contenido de vitelo del cigoto, su segmentación es completa y las primeras divisiones producen una mórula, sin embargo, en el paso del estadio de 16 a 32 células estas se separan en dos grupos. Las más internas forman una masa que se convertirá en el embrión y las más externas se convierten en un saco envolvente, denominado trofoblasto, que intervendrá en la formación de la placenta.

  Las células trofoblásticas secretan líquido y crean una cavidad con la masa interna de células colocada en un extremo. En este estadio, el embrión de mamífero se llama blastocisto.

• Gastrulación

  La gastrulación es el proceso por el cual las células de la blástula se desplazan y se disponen en capas, denominadas hojas embrionarias. Según el número de hojas embrionarias, los animales pueden ser:

   ·Diblásticos. La gástrula presenta dos capas u hojas embrionarias, la hoja externa o ectodermo y la hoja interna o endodermo, a partir de la cuales se formarán de los futuros órganos.

  El endodermo delimita una cavidad, el arquenterón (intestino primitivo), que comunica con el exterior por un orificio, el blastoporo. En el adulto el arquenterón constituye la cavidad en la que tiene lugar la digestión y el blastoporo se convierte en la única abertura que comunica esa cavidad con el exterior. Las esponjas y los clentéreos son diblásticos.

·Triblásticos. En la mayoría de los animales se forma una tercera hoja embrionaria, el mesodermo, entre el ectodermo y el endodermo. 

  El mesodermo, a su vez, está constituido por dos hojas: una de ellas, la hoja parietal se suelda al ectodermo; la otra, la hoja visceral, se adhiere el endodermo. Entre ambas hojas queda la cavidad general del cuerpo de los organismos triblásticos: el celoma.

Entre los animales triblásticos existen dos modelos básicos de desarrollo:

  - Los protóstomos, que incluyen a los anélidos, moluscos, artrópodos y grupos próximos. El termino protóstomos, significa la "la boca primero", ha ce referencia a que la boca del nuevo individuo se forma a partir del blastoporo, la primera abertura del embrión.

  - Los deuteróstomos, como los equinodermos y cordados. En los deuteróstomos o de "boca secundaria", la boca la boca se abre posteriormente en un lugar diferente al blastoporo.

EL DESARROLLO EMBRIONARIO

LA ORGANOGÉNESIS

 En esta etapa del desarrollo embronario, se forman los grupos de oŕganos después de la segmentación y la gastrulación, a partir de las hojas embronarias. Durante este proceso, los tejidos primarios que se han formado en la gastrulación crecen y se diferencian. De esta manera, se pueden diferenciar los siguientes órganos o tejidos: 

• Derivados del ectodermo: 

           -La epidermis de la piel y sus órganos anejos (pelos,plumas, glándulas sudoríparas...).
           -La mucosa de las cavidades naturales del cuerpo (cavidad bucal, fosas nasales...).
           -El tejido nervioso.
           -Las células receptoras de los órganos sensoriales.

• Derivados del endodermo:

            -El revestimiento epitelial del tubo digestivo y respiratorio.
            -Las glándulas digestivas.
            -La vejiga urinaria.

• Derivados del mesodermo:

            -La capa dérmica de la piel.
            -El revestimiento de las cavidades internas.
            -Los órganos del aparato circulatorio.
            -Los riñones.
            -Las gónadas.
            -El sistema esquelético y muscular.


 

LAS MEMBRANAS EXTRAEMBRIONARIAS

  Las membranas extraembrionarias son prolongaciones membranosas del embrión, pliegues que lo rodean para crear cuatro bolsas que les aporta protección y aseguran su nutrición, respiración y excreción hasta que pueda realizarlo por sí mismo. Estas estructuras reciben el nombre de:

-Saco vitelino. Es la primera membrana embrionaria que se forma y rodea a la masa del vitelo, cuando existe.
-Amnios. Es una membrana que rodea al embrión y segrega el líquido amniótico, que le proporciona un ambiente acuoso.
-Corion. Envuelve el amnios y el saco vitelino, se encarga de limitar la pérdida de agua del embrión y controlar el intercambio gaseoso entre este y el medio externo.
-Alantoides. Forma una bolsa en la que se almacenan los desechos metabólicos del embrión.

  En la mayor parte de los mamíferos, las membranas extraembrionarias, junto con los tejidos de la pared del útero, forman la placenta, el órgano encargado de nutrir al embrión, y el cordón umbilical, que une al embrión a la placenta.


 

EL DESARROLLO POSEMBRIONARIO

  El desarrollo posembrionario comienza con el parto en los animales vivíparos o con la eclosión del huevo en los ovíparos. Puede ser directo o indirecto:

-Desarrollo directo. Es típico de animales ovíparos con abundantes reservas vitelinas. El individuo que nace tiene un aspecto similar al del adulto, pero de menor tamaño. Su desarrollo posembrionario consiste en: el crecimiento del individuo y la maduración de sus órganos.

-Desarrollo indirecto. Se produce cuando las reservas vitelinas del huevo son escasas, entonces, el embrión no puede completar su desarrollo y da lugar a una larva que es diferente del adulto. El paso de larva a adulto ocurre mediante unas series de transfomaciones denominadas metamorfosis.

 La metamorfosis

 Podemos distinguir dos tipos de metamorfosis según la complejidad del proceso en el que la larva pierde alguno de sus órganos y genera otros nuevos:

-Metamorfosis sencilla o incompleta: en la que la larva va cambiando de forma hasta transformarse en adulto sin pasar por una etapa de inactividad.

-Metamorfosis complicada: en la que la larva, tras alcanzar su máximo desarrollo, detiene su actividad y atraviesa una etapa denominada de ninfa o de pupa.