LA REPRODUCCION

La reproducción es el proceso biológico que permite la creación de nuevos organismos. Las dos modalidades básicas de reproducción se agrupan en dos tipos, que reciben los nombres de asexual o vegetativa y de sexual o generativa.

Reproducción asexual

En la reproducción asexual no requiere la unión de gametos, un solo organismo es capaz de originar otros individuos nuevos, que son copias exactas del progenitor desde el punto de vista genético. Un claro ejemplo de reproducción asexual es la división de las bacterias (bipartición) en dos células hijas, que son genéticamente idénticas. En general, es la formación de un nuevo individuo a partir de células maternas, sin que exista meiosis, formación de gametos o fecundación. No hay, por lo tanto, intercambio de material genético (ADN).

BIPARTICIÓN. División de la célula madre en dos células hijas, cada nueva célula es un nuevo individuo con estructuras y funciones idénticas a la célula madre. Este tipo de reproducción la presentan organismos como bacterias, amebas y algunas algas.

GEMACIÓN. Se realiza cuando en la célula madre brota una protuberancia o yema y de esta se origina el nuevo individuo. En este tipo de reproducción el núcleo se divide a la mitad, pero no el citoplasma, ya que el nuevo individuo es más pequeño y solo le toca una porción.

ESPORULACIÓN. Consiste en la división del núcleo en varios fragmentos; una parte del citoplasma rodea a cada nuevo núcleo formándose así esporas. Puede producirse un número variable de células y a partir de cada una de ellas se desarrollará un nuevo individuo. Se presenta en hongos, algas y diversos protozoarios.

Reproducción sexual

La reproducción sexual requiere la intervención de organismos que produzcan gametos masculinos y femeninos. Los descendientes producidos como resultado de este proceso biológico, serán fruto de la combinación del ADN de ambos progenitores y, por tanto, serán genéticamente distintos a ellos. Esta forma de reproducción es la más frecuente en los organismos complejos. En este tipo de reproducción participan dos células haploides originadas por meiosis, los gametos, que se unirán durante la fecundación

En la reproducción sexual se presentan dos etapas: fecundación y desarrollo embrionario. FECUNDACIÓN: es la unión de gametos, se reconocen dos tipos de fecundación:

La fecundación externa en que los gametos femeninos y masculinos son liberados al medio: esta fecundación es más efectiva en lugares donde no existen muchas corrientes y donde el espacio es reducido.  Los gametos femeninos y masculinos son depositados en una masa de mucus, donde se realiza la fecundación y se producen los embriones.

La fecundación interna se da mayormente en organismos terrestres. Durante el apareamiento, los gametos masculinos son depositados en los conductos genitales de las hembras y se realiza la fecundación. La hembra, puede poner huevos (ovíparos) y en otros casos se desarrollaran los embriones dentro del organismo en forma parcial o total.

DESARROLLO EMBRIONARIO. Después de la fecundación, el cigoto comienza un proceso de división, que ocasiona un incremento del número de células, que reciben la denominación de blastómeros. Posteriormente se inicia un proceso de diferenciación celular que determinará la formación de los diferentes órganos y tejidos de acuerdo a un patrón establecido para dar lugar a un organismo final. Durante este proceso de diferenciación celular podemos diferenciar tres etapas: segmentación, diferenciación y organogénesis.   Al concluir el desarrollo embrionario el organismo resultante recibe el nombre de feto y completará su desarrollo hasta el momento del parto

Segmentación.- Son las sucesivas divisiones celulares del huevo de un animal que forman una blástula multicelular.

Diferenciación.- El proceso del desarrollo por el cual una célula o tejido relativamente no especializado sufre un cambio progresivo (habitualmente irreversible) a una célula o tejido más especializado

Organogénesis.- Proceso que dará origen a los distintos tejidos y órganos y que ocurre una vez se ha establecido las tres capas embrionarias.

La reproducción en el reino vegetal

Reproducción asexual. Existen dos tipos de reproducción asexual en plantas: multiplicación vegetativa y por gérmenes:

Multiplicación vegetativa: Asegura la perpetuación de individuos bien adaptados a ese medio y evolutivamente eficaces. Es muy común incluso en plantas superiores. Existen dos tipos: la fragmentación y la división celular que engloba la bipartición y la gemación.  La fragmentación consiste la fragmentación de partes de células, talos o vástagos de los que surgen individuos hijos. Un ejemplo de fragmentación son los esquejes. En la bipartición, la célula madre se divide por completo en dos células hijas nuevas de igual tamaño. En la gemación celular el tamaño de la célula hija es al principio menor que el de la célula madre.

Por gérmenes. Los gérmenes son células asexuales reproductivas que desarrollan directamente el individuo. Existen varios tipos: pluricelulares (los propágulos) y unicelulares (las esporas).  Hay zonas en que porciones del talo o del tallo de las plantas pluricelulares están particularmente especializadas para separarse de la planta madre y extenderse, son los propágulos (agrupaciones de células), son muy comunes en las plantas inferiores. A este tipo pertenecen: los tubérculos de la patata, los dientes de ajo, los estolones, rizomas, entre otros.  

La reproducción de las plantas angiospermas

La reproducción sexual de las plantas angiospermas es el ejemplo más popular. Es la reproducción de las plantas con flores. Cuando un grano de polen llega al pistilo de la flor, se produce la polinización. Al entrar en su interior, se produce la generación de las células germinales o gametos masculinos que fecundan los óvulos que hay  en el gineceo mediante el tubo polinizador.

Una vez los óvulos están fecundados, proceso conocido como fertilización, se forman las semillas, y una vez formadas éstas, el gineceo se convierte en el fruto que habitualmente conocemos como resultado de la reproducción de las plantas.  En resumen las etapas de la  reproducción sexual en las plantas es del siguiente modo:

Formación del polen en los estambres.

Polinización: es cuando el grano de polen llega al pistilo. La polinización se puede producir de muchas formas diferentes (anemófila, entomófila, zoomofila, etc)

Los gametos masculinos llegan al interior del gineceo donde se encuentran los óvulos mediante el tubo polinizador.

Fecundación: se produce la singamia o unión de los gametos femeninos y masculinos.

Fertilización: se forman las semillas.

El gineceo se convierte en el fruto.

Reproducción en el reino animal

Reproducción asexual.  En los animales hay dos formas comunes de reproducción asexual: gemación y fragmentación o regeneración reproductiva.  Gemación: ocurre en varios grupos de animales, pero es predominante en cnidarios, como la Hidra, las medusas, los corales y algunas anémonas.  

Fragmentación o regeneración reproductiva: este tipo de reproducción se observa en los equinodermos (estrellas de mar) y los cnidarios coloniales, como los corales. Varias especies de anélidos y platelmintos (gusanos planos) también se reproducen dividiéndose en dos o más fragmentos, cada uno de los cuales regenera un cuerpo completo. Dentro de este grupo, un ejemplo muy estudiado y modelo de trabajo en muchos laboratorios lo constituyen los turbelarios, conocidos vulgarmente como planarias.

Reproducción sexual.

En la reproducción sexual los animales producen, por meiosis, células sexuales haploides o gametos (espermatozoides y óvulos).  Los gametos deben luego unirse a través del proceso de fecundación para crear una célula diploide, el cigoto, que una vez formado inicia una serie de divisiones (segmentación), hasta formar los embriones.

Gran parte de la diversidad en los sistemas reproductivos de los animales está asociada a los mecanismos que permiten que los espermatozoides y óvulos, se pongan en contacto, es decir, los mecanismos de apareamiento.

La reproducción bisexual en los animales consiste en cuatro eventos fundamentales:

Gametogénesis (producción de los gametos).

El apareamiento (mecanismos para que los gametos puedan juntarse).

La fecundación (fusión de gametos).

Desarrollo embrionario

La gametogénesis tiene lugar en las gónadas (testículos en los machos, y los ovarios en las hembras). Allí, las células germinales, diploides, proliferan por mitosis, para luego sufrir meiosis y madurar a óvulos o espermatozoides, respectivamente.

El apareamiento permite que los gametos estén lo suficientemente cerca para que la fecundación pueda ocurrir. Los mecanismos de apareamiento dependen de la movilidad de los animales y de si se reproducen en el agua o sobre la tierra.  La más simple distinción en los sistemas de apareamiento es si la fecundación se produce en forma externa o interna.

Fecundación externa. En este tipo de fecundación, la unión del espermatozoide y el gameto femenino se efectúa afuera del cuerpo de los progenitores. En general, se da en animales de ambientes acuáticos. Los animales liberan sus gametos al agua y los mismos tienen que encontrarse para que tenga lugar la fecundación. Este procedimiento se suele llamar “desove”. Este tipo de fecundación, es típico de invertebrados acuáticos, peces y anfibios. Estos animales pueden producir un gran número de gametos, sin embargo, un alto número no garantiza que los gametos se encuentren.

En general, las actividades reproductivas del macho y la hembra están sincronizadas, ya que los gametos liberados tienen un tiempo de vida determinado. Para ello, los animales que desovan deben coordinar sus comportamientos reproductivos, tanto temporalmente (al mismo tiempo) como espacialmente (en el mismo lugar). La sincronización puede lograrse mediante señales visuales, acústicas o químicas, comportamientos de cortejo, indicios ambientales o alguna combinación de estos factores.

Fecundación interna. Los animales terrestres no pueden simplemente liberar sus gametos en el medio ambiente, ya que los espermatozoides requieren de un medio líquido para moverse y alcanzar el óvulo. Los animales terrestres evitan estos problemas mediante la liberación de los espermatozoides directamente en el tracto reproductor de la hembra. Todos los mamíferos presentan fecundación interna, así como también los reptiles, las aves, algunos invertebrados (algunos nemátodos) e incluso algunas especies de peces, como por ejemplo los tiburones.

La fecundación interna, por lo general, se realiza mediante la cópula, el comportamiento por el cual el macho deposita espermatozoides directamente en el tracto reproductor de la hembra.

Al analizar estos tres eventos se puede deducir que tanto la gametogénesis como la fecundación, son procesos bastante conservados dentro de los animales. La enorme diversidad radica en las adaptaciones que los animales poseen para el apareamiento, así como también la enorme diversidad anatómica, fisiológica y de comportamiento asociados al mismo.

En los animales, los sistemas reproductivos se distinguen también por el lugar donde se desarrolla el embrión. Existen dos patrones de cuidado y crianza de los embriones: Ovíparos y Vivíparos.

Los animales ovíparos ponen huevos en el medio ambiente, y sus embriones se desarrollan fuera del cuerpo de la madre. Son ejemplos de ellos, las aves, los reptiles, muchos peces y la mayoría de los invertebrados, como los artrópodos, los moluscos, entre otros. En estos animales la fecundación puede ser interna o externa.   Algunos animales simplemente retienen los huevos fecundados dentro del cuerpo de la madre hasta que nacen. Estos embriones siguen recibiendo nutrición de las reservas propias del huevo, por lo que esta adaptación reproductiva se denomina ovoviparidad. Este tipo de desarrollo tiene lugar en varios grupos de invertebrados, como por ejemplo en anélidos, braquiópodos, insectos y moluscos gasterópodos y es común en ciertas especies de peces y reptiles.

Los animales vivíparos conservan el embrión dentro del cuerpo de la madre durante sus primeras etapas de desarrollo, y mientras se desarrolla, recibe nutrición de su parte. Son vivíparos los mamíferos (excepto los monotremas) y los peces elasmobranquios (tiburones y rayas). Sin embargo, también se conocen algunas especies de invertebrados, anfibios y reptiles.

Para terminar, la reproducción sexual también incluye dos procesos: el hermafroditismo y la partenogénesis. 

Hermafroditismo. Es importante recordar que los animales hermafroditas son monoicos, lo que significa que un mismo organismo presenta a ambos sexos. La mayoría de los hermafroditas se autofecundan, (un individuo fecunda sus propios gametos femeninos). Sin embargo, algunos de ellos son incapaces de hacerlo o solo lo hacen en caso de que no haya pareja disponible, y lo que hacen es intercambiar gametos con miembros de la misma especie, como se mencionó anteriormente. 

Muchos invertebrados endoparásitos, como los gusanos planos, hidroides  y anélidos y todas las lapas y caracoles pulmonados son hermafroditas. Dentro de los vertebrados, encontramos algunos peces, y en algunas especies, el hermafroditismo puede darse bajo ciertas circunstancias y en cierto momento de la vida del organismo.

Partenogénesis.  Consiste en el desarrollo de un embrión a partir de un gameto o célula sexual no fecundada. Los organismos generados son genéticamente idénticos y son haploides. Es un método común de reproducción en artrópodos, aunque también puede ocurrir en algunas especies de peces, anfibios y reptiles. La mayoría de las especies que se reproducen por este mecanismo también se reproducen de forma biparental.

En algunas especies, la partenogénesis es parte del mecanismo que determina el sexo. Por ejemplo, en muchos himenópteros (hormigas y la mayoría de las especies de abejas y avispas), los machos se desarrollan a partir de huevos no fecundados y son haploides. Las hembras, en cambio, se desarrollan a partir de huevos fecundados y son diploides. La mayoría de las hembras son obreras estériles, pero unas pocas se convierten en reinas fértiles. Después de que la reina se aparea con un macho, ella tiene una fuente de espermatozoides que se controla, lo que le permite producir huevos fecundados o sin fecundar. Así, la reina determina cuándo y qué cantidad de los recursos de la colonia se gastan en los machos.

Reproducción en los seres humanos

La reproducción humana es de tipo sexual, ya  que intervienen los dos sexos: masculino y  femenino. La fecundación se lleva a cabo dentro  del cuerpo femenino. Estos se  trasladan hacia el útero, donde uno de ellos se  unirá al óvulo produciéndose la fecundación. El cigoto comenzará a dividirse hasta formar un  conjunto de células mayor llamado mórula. Poco  a poco irá adquiriendo forma humana y el  embrión recibirá el nombre de feto.  Transcurridas 40 semanas de embarazo, el feto  estará completamente desarrollado y listo para  salir al exterior. En ese momento se produce el  parto.  Aparentemente, la reproducción humana es igual que en los animales. Sin embargo, ella no es instintiva, está gobernada por los sentimientos, lo que implica el amor en la pareja, un acto voluntario y una responsabilidad frente a la llegada de un hijo.

A continuación, analizaremos los aparatos reproductores tanto del hombre como de la mujer, los cuales le permiten tener la capacidad reproductiva.

Aparato reproductor femenino

Está formado por las siguientes estructuras:

Ovarios: son dos órganos a los que también se les llama gónadas. Son pequeños, tienen el tamaño y, más o menos, la forma de una almendra. Están ubicados en la parte baja de la cavidad abdominal. Sus dos funciones fundamentales son: Producir y guardar óvulos; éstos quedan almacenados hasta la pubertad.

Producir hormonas: el ovario produce dos hormonas, el estrógeno y la progesterona. El estrógeno es la hormona sexual femenina, encargada de desarrollar en la mujer los caracteres sexuales secundarios, y preparar las paredes del útero durante cada ciclo menstrual.  La progesterona también participa en esta última tarea.

Trompas de Falopio: también denominadas oviductos. Son dos. En estas estructuras ocurre un fenómeno biológico fundamental para la vida: la fecundación. Por ellas viajan los espermios para encontrarse con el óvulo, ya que éste, al salir del ovario (ovulación), es captado por las trompas y se queda en este lugar por unas horas.

Utero: es un órgano hueco, muscular, que se conecta con las trompas y con la vagina. La cavidad interna del útero está revestida o tapizada por una mucosa llamada endometrio, el cual se prepara mes a mes para recibir al óvulo fecundado. Si no es así, ésta preparación se desprende y se produce la menstruación. El útero tiene como función recibir y albergar al óvulo fecundado.

Vagina: es un canal o tubo muscular que se extiende desde el cuello del útero hasta los genitales externos o vulva. Sus funciones son: recibir el órgano masculino o pene para depositar el semen; permitir la salida de la menstruación; eliminar los óvulos no fecundados; y ser el conducto de salida de la guagua durante el parto normal.

Genitales externos: corresponden a un conjunto de estructuras que cubren el orificio uretral, por donde sale la orina, el orificio vaginal y el clítoris.

Aparato reproductor masculino,  Está formado por: Testículos: son dos gónadas u órganos, ubicados fuera de la cavidad abdominal, en una bolsa llamada escroto, de piel. En su interior, existen unos túbulos llamados seminíferos donde se producen los espermios. Los testículos están fuera de la cavidad abdominal, ya que los espermios, que ellos fabrican, deben producirse a una temperatura menor que la corporal para llegar a ser fértiles. Su otra función es producir la testosterona, la hormona sexual masculina responsable de desarrollar y mantener los caracteres sexuales secundarios en el hombre. Los testículos comienzan a funcionar alrededor de los 12 a 14 años.

Epidídimo: es un tubo en forma de espiral, que se ubica fuera del testículo. Después de ser formados en el testículo, los espermios pasan al epidídimo, cuya función es almacenarlos temporalmente; en esta estructura alcanzan su movilidad.  Conductos deferentes: son dos conductos largos, que se extienden desde el epidídimo hasta el conducto de evacuación de las vesículas seminales. Su función es transportar a los espermios hasta las vías superiores del sistema reproductor.  Vesículas seminales: son dos glándulas que producen la fructosa, secreción que proporciona energía a los espermios.

Próstata: glándula única, grande, que rodea la porción superior de la uretra (ubicada en el pene, que permite la salida de la orina y el semen). Esta glándula produce una secreción que ayuda a disminuir la acidez de la uretra y vagina, impidiendo la muerte de los espermios.

Pene: órgano eréctil, está fuera de la cavidad abdominal, formado por un tejido llamado cuerpos cavernosos. Durante la excitación sexual, éstos se llenan de sangre, provocando cambios en la longitud, circunferencia y firmeza del pene. Este órgano tiene como función penetrar en la vagina de la mujer para depositar el semen.

Ciclo ovárico   Luego de la pubertad el ovario oscila en un ciclo entre la fase folicular (folículo maduro) y la fase luteínica (presencia del cuerpo lúteo). Este ciclo se interrumpe solo durante el embarazo y continúa hasta la menopausia donde finaliza la capacidad reproductiva de la mujer. El ciclo ovárico dura generalmente 28 días. Durante la primera fase, el ovocito madura dentro del folículo. En el punto medio del ciclo, el ovocito es liberado del ovario en un proceso conocido como ovulación. Luego de la ovulación el folículo forma el cuerpo lúteo que sintetiza hormonas que preparan al útero para el embarazo.  El ovocito secundario pasa de la cavidad del cuerpo, ayudado por los movimientos de las cilias de las fimbrias, al oviducto (trompas de Falopio). El oviducto desemboca en el útero.  El útero tiene una capa interna, el endometrio, en el cual se implanta el huevo fertilizado. En la parte final del útero se encuentra el cérvix que lo conecta a la vagina. La vagina recibe al pene durante el coito y sirve como canal de nacimiento.

El ciclo ovárico comprende dos fases reguladas por hormonas. El folículo segrega estrógeno antes de la ovulación ; el cuerpo lúteo segrega tanto estrógeno como progesterona luego de la ovulación. Hormonas del hipotálamo y de la hipófisis anterior regulan el ciclo ovárico. El ciclo ovárico comprende los eventos en el ovario; el ciclo menstrual ocurre en el útero.

El ciclo menstrual varía entre 15 y 32 días. El primer día del ciclo es el primer día de flujo menstrual (día 0) conocido como menstruación. Durante la menstruación el endometrio uterino es destruido y eliminado como flujo menstrual. Las hormonas FSH y LH se segregan en el día 0, comenzando tanto el ciclo ovárico como el menstrual. La FSH y la LH estimulan la maduración de un solo folículo en uno de los ovarios y la secreción de estrógenos. La elevación del nivel de estrógeno en sangre produce la secreción de LH, que estimula la maduración del folículo y la ovulación (día 14, o mitad del ciclo). La LH estimula al folículo remanente a formar el cuerpo lúteo, que produce tanto estrógeno como progesterona.  El estrógeno y la progesterona estimulan el desarrollo del endometrio y la preparación del endometrio uterino para la implantación del cigoto. Si no hubo embarazo, la caída de los niveles de FSH y LH hace que se desintegre el cuerpo lúteo. La caída de los niveles hormonales también causa la eliminación del endometrio necrotizado por una serie de contracciones musculares del útero.