Fertilización en animales: el proceso de fertilización en animales - ¡Explicado!
Fertilización en animales: el proceso de fertilización en animales!
La unión del citoplasma y los pronúcleos de las hembras masculinas gametos para formar un cigoto diploide se conoce como la fertilización.
Fertilización externa e interna:
La fertilización requiere la descarga de óvulos y espermatozoides en las proximidades. Esto se puede lograr en agua en animales acuáticos, o en cavidades especiales de la hembra, más comúnmente en animales terrestres.
En la mayoría de los animales acuáticos, como los equinodermos, muchos peces y anfibios (ranas), tanto los óvulos como los espermatozoides, se depositan directamente en el agua donde fertilizan. Esto se llama fertilización externa que tiene lugar fuera del cuerpo del organismo. En otros animales acuáticos (p. Ej., Cefalópodos) y en la mayoría de los animales terrestres, el macho deposita los espermatozoides durante la copulación, ya sea en el oviducto de la hembra (como en los vertebrados) o en recipientes especiales llamados espermatecas (p. Ej., Insectos, arañas) Esa fertilización tiene lugar dentro del cuerpo del organismo. Esto se llama fertilización interna.
Sitio de fertilización:
En el ser humano, la fertilización tiene lugar principalmente en la unión ampular-ístmica del oviducto (trompa de Falopio).
Llegada de los espermatozoides:
El hombre descarga semen en la vagina de la mujer cerca del cuello uterino durante el coito (cópula). Esto se llama inseminación. Una sola eyaculación de semen puede contener 300 millones de espermatozoides.
Movimiento de los espermatozoides:
Desde la vagina, los espermatozoides viajan hacia el útero, pero solo unos pocos miles encuentran su camino hacia las aberturas de las trompas de Falopio. Principalmente, las contracciones del útero y las trompas de Falopio ayudan en el movimiento de los espermatozoides, pero luego se mueven por su propia motilidad. Los espermatozoides nadan en el medio fluido a una velocidad de 1.5 a 3 mm por minuto para llegar al sitio. Los leucocitos del epitelio vaginal engullen millones de espermatozoides.
Llegada del ovocito secundario:
En el ser humano, el ovocito secundario se libera del folículo de Graaf de un ovario maduro (ovulación). El ovocito es recibido por el embudo de Falopio cercano y enviado a la trompa de Falopio por movimientos de fimbrias y sus cilios. El ovocito secundario puede ser fertilizado solo dentro de las 24 horas posteriores a su liberación del ovario.
El ovocito secundario está rodeado de numerosos espermatozoides, pero solo uno de ellos logra fertilizar al ovocito. Como la segunda división meiótica está en progreso, el esperma entra en el ovocito secundario. La segunda división meiótica se completa con la entrada del esperma en el ovocito secundario. Después de esto, el ovocito secundario se llama óvulo (huevo).
Capacitación de los espermatozoides:
Los espermatozoides en el tracto genital femenino son capaces de fertilizar el óvulo por las secreciones del tracto genital femenino. Estas secreciones del tracto genital femenino eliminan las sustancias de recubrimiento depositadas en la superficie de los espermatozoides, especialmente las del acrosoma. Por lo tanto, los sitios receptores en el acrosoma están expuestos y el esperma se vuelve activo para penetrar en el óvulo. Este fenómeno de la activación de espermatozoides en mamíferos se conoce como capacitación. Se tarda aproximadamente de 5 a 6 horas para la capacitación.
Las secreciones de vesículas seminales, glándula prostática y glándulas bulbouretrales (glándulas de Cowper) en el semen contienen nutrientes que activan los espermatozoides. Las secreciones de estas glándulas también neutralizan la acidez en la vagina. El medio alcalino hace que los espermatozoides sean más activos.
Eventos físicos y químicos de la fertilización:
Estos eventos incluyen los siguientes procesos:
(i) Reacción acrosomal:
Después de la ovulación, el ovocito secundario llega a la trompa de Falopio (oviducto). Los espermatozoides capacitados experimentan una reacción acrosomal y liberan varios químicos contenidos en el acrosoma. Estos químicos se denominan colectivamente lisinas de esperma. Las lisinas de esperma importantes son:
(i) hialuronidasa que actúa sobre las sustancias fundamentales de las células del folículo,
(ii) enzima que penetra en la corona y que se disuelve corona radiata y (iii) zona lisina o acrosina que ayuda a digerir la zona pelúcida.
La concentración óptima de iones de pH, Ca ++, Mg ++ y la temperatura son esenciales para la reacción acrosomal. Ca ++ juega un papel importante en la reacción acrosomal. En ausencia de Ca ++, la fertilización no se produce.
Debido a la reacción acrosomal, la membrana plasmática del espermatozoide se fusiona con la membrana plasmática del ovocito secundario, de modo que los contenidos del espermatozoide entran en el ovocito. La unión de los espermatozoides al ovocito secundario induce la despolarización de la membrana plasmática del ovocito. La despolarización evita la polispermia (entrada de más de un espermatozoide en el ovocito). Asegura la monospermia (entrada de un espermatozoide en el ovocito).
(ii) Reacción cortical:
Justo después de la fusión de espermatozoides y membranas plasmáticas de ovocitos, el ovocito secundario muestra una reacción cortical. Los gránulos corticales están presentes debajo de la membrana plasmática del ovocito secundario. Estos gránulos se fusionan con la membrana plasmática del ovocito y liberan su contenido, incluidas las enzimas entre la membrana plasmática y la zona pelúcida. Estas enzimas endurecen la zona pelúcida que también evita la entrada de espermas adicionales (polispermia).
(iii) Entrada de esperma:
En el punto de contacto con los espermatozoides, el ovocito secundario forma una proyección denominada cono de recepción o cono de fertilización que recibe el esperma. El centriolo distal del espermatozoide se divide y forma dos centriolos para generar la formación del huso mitótico para la división celular. El ovocito secundario de mamífero (huevo) no tiene centriolos propios.
(iv) Cariogamia (Anfimixis):
La entrada de esperma estimula el ovocito secundario para completar la segunda división meiótica suspendida. Esto produce un óvulo maduro haploide y un segundo cuerpo polar. La cabeza del esperma que contiene el núcleo se separa de la pieza central y la cola y se convierte en el pronúcleo masculino. El segundo cuerpo polar y la cola de esperma degeneran.
El núcleo del óvulo se llama ahora, el núcleo femenino. Los pronúcleos masculinos y femeninos se mueven uno hacia el otro. Sus membranas nucleares se desintegran al mezclar los cromosomas de un espermatozoide y un óvulo se conoce como cariogamia o anfimixis. El óvulo fertilizado (huevo) ahora se llama cigoto (Gr. Zygon-yolk, zygosis a unión). El cigoto es una célula diploide unicelular que tiene 46 cromosomas en humanos. Ahora se dice que la madre está embarazada.
(v) Activación de huevo:
La entrada de esperma estimula el metabolismo en el cigoto. Como resultado, las tasas de respiración celular y la síntesis de proteínas aumentan considerablemente.
Proceso de fertilización:
El proceso de fertilización incluye los siguientes pasos que son los siguientes:
(a) Activación del huevo:
Se completa en las siguientes etapas:
(i) Movimiento del esperma hacia el óvulo:
El encuentro entre el espermatozoide y el óvulo es puramente accidental, porque los movimientos de los espermatozoides son totalmente aleatorios. Pero en algunas especies, los espermatozoides son guiados hacia el óvulo por sustancias químicas. Los fertilizantes y las antiferililizinas se activan después de la colisión fortuita de los espermatozoides con los óvulos.
El huevo secreta una sustancia química conocida como fertilizante (compuesta de glicoproteína). El esperma tiene en su capa superficial una sustancia proteica llamada antifertilizina (compuesta de aminoácidos ácidos). El fertilizante de un óvulo interactúa con el anti-fertilizante de un esperma de la misma especie. Esta interacción hace que los espermatozoides se adhieran a la superficie del huevo. La adhesión de los espermatozoides a la superficie del huevo se produce mediante la unión de moléculas de fertilizante que establecen un enlace inicial.
(ii) Activación del esperma:
La porción periférica del acrosoma de esperma se rompe y libera su contenido, las lisinas de esperma. La porción central del acrosoma se alarga y forma un tubo largo y delgado conocido como filamento acrosómico.
Cuando el esperma posee un filamento acrosomal que sobresale de la cabeza del esperma, se dice que se activa para la penetración en el óvulo no fertilizado. La enzima liberada hialuronidasa (lisina de esperma) por el acrosoma disuelve la corona radiata, la zona pelúcida y la membrana vitelina, lo que permite que el esperma penetre en estos recubrimientos.
(iii) La activación de la inseminación del huevo.
En el punto de contacto con el esperma, el óvulo forma una proyección, que se denomina cono de recepción o cono de fertilización que recibe el esperma. La penetración del esperma en el óvulo se conoce como la inseminación. Justo después de la entrada del esperma en el óvulo, se forma una membrana de fertilización en el óvulo para evitar la entrada de otros espermatozoides.
(b) Anfimixis:
Durante la inseminación, todo el espermatozoide puede entrar en el óvulo como en los mamíferos o el espermatozoide deja su cola fuera del óvulo o lo arroja poco después de ingresar al citoplasma del óvulo. El óvulo completa la segunda división meiótica y extruye el segundo cuerpo polar. La cabeza del espermatozoide se hincha para formar el pronúcleo masculino y el núcleo del óvulo se convierte en el pronúcleo femenino. La fusión del pronúcleo masculino haploide con el pronúcleo hembra haploide forma el núcleo del óvulo fertilizado o cigoto.
Embrión:
Escote:
El término división o segmentación se aplica a la serie de división mitótica rápida del cigoto que convierte el cigoto unicelular en una estructura multicelular blastómeros llamada mórula que finalmente se transforma en blastula, que tiene un blastodermo grueso sin capas alrededor de un espacio central, blastocoel. Tipos de escote
A Según la cantidad y el patrón de distribución de la yema en el cigoto, la escisión es de dos tipos: holoblasta y meroblasta.
1. Escisión holoblástica:
Divide el cigoto y los blastómeros completamente en células hijas. Es de dos tipos: igual y desigual.
(i) Escisión holoblastica igual:
Forma blastómeros iguales. Ocurre en peces estrella.
(ii) Escisión holoblastica desigual:
Forma blastómeros desiguales. Los blastómeros son micromeres (más pequeños) y macromeres (más grandes). Se encuentra en rana.
2. Escisión meroblastica:
En este tipo de escisión, las divisiones se limitan al polo animal o la región periférica del huevo. La yema permanece indivisa. Es de dos tipos: discoidal y superficial.
(i) Escisión discoidal:
Las divisiones se limitan al disco citoplásmico ubicado en el polo animal. Ocurre en reptiles, aves y mamíferos ponedores de huevos.
(ii) Escisión Superficial:
La escisión queda restringida a la porción periférica del huevo. Ocurre en artrópodos especialmente en insectos.
B. Basado en la potencialidad de los blastómeros, la escisión es de dos tipos: determinada e indeterminada.
1. Determinación (mosaico) de escisión:
En este tipo de escisión, se forma un embrión completo solo si todos los blastómeros permanecen juntos, por ejemplo, los huevos anélidos.
2. Escote indeterminado (no mosaico):
En este tipo de escisión, cada blastómero temprano en la separación de otros blasómeros puede dar lugar a un embrión completo, por ejemplo, huevos de cordados.
Gastrulación:
La formación de la gástrula a partir de la blastula monoblástica se llama gastrulación. La gastrulación es la fase de desarrollo embrionario durante la cual las células de la blastula (en ranas) / vesícula blastodérmica (en mamíferos) se mueven en pequeñas masas o como una lámina de células para alcanzar la ubicación final. Tales movimientos de las células se llaman movimientos morfogenéticos. Se diferencia en dos tipos.
1. Epiboly:
El término epiboly se deriva de la lengua griega, que significa "lanzar sobre" o "extenderse sobre". Epiboly significa sobrecrecimiento de las regiones formadoras de ectodermo alrededor de la región formadora de endodermo. Ocurre en ranas donde los micromeros se dividen rápidamente en la mitad animal y se extienden sobre los megámeros sobre la mitad vegetal.
2. Emboly:
El término embolización también se deriva de la lengua griega que significa "tirar" o "empujar". La migración de células endodérmicas y mesodérmicas prospectivas de la superficie al interior del embrión se denomina embolia. Incluye invaginación, involución, ingresión y deslaminación.
(i) Invaginación:
Es el proceso de inflexión o inyección del polo vegetal del embrión (blastula) en su cavidad (blastocoel), formando una estructura de doble pared. Es como empujar un lado de una pelota de goma con un pulgar. La invaginación se produce en la blastula de rana.
(ii) Involución:
El término involución significa "girar hacia adentro" o "rodar por debajo". La involución es el proceso de enrollar o girar las células de la superficie hacia el interior del embrión. Ocurre en la blastula de rana.
(iii) Ingresión:
El término ingresión significa "migración hacia el interior". En la ingresión, los blastómeros forman nuevas células de su superficie. Nuevas células migran hacia el blastocoel de la blastula para formar una gástrula sólida. Es decir, forma gástrula sólida o esterogastrula sin archenteron (cavidad primitiva). Archenteron se forma más tarde dividiendo la masa celular interna. La ingresión es de dos tipos.
(a) Ingresión unipolar:
La migración hacia el interior de las células está restringida únicamente al polo vegetal. Se ve en obelia.
(b) Ingresión apolar:
La migración hacia el interior de las células se produce desde todos los lados del blastodermo (pared de la blastula). Ocurre en la hidra.
(iv) Delaminación:
El término delaminación significa "escindir". La deslaminación es un proceso en el cual la separación de una capa de células ocurre desde la capa original de la blastula. Ocurre durante la gastrulación de pollito y conejo.
En todos los animales triploblásticos, tres capas de gérmenes, a saber, ectodermo, mesodermo y endodermo, están formadas por los movimientos morfogenéticos.
Proceso:
En humanos, los gérmenes se forman tan rápidamente que es difícil determinar la secuencia exacta de eventos.
Formación de disco embrionario:
Hemos visto que el blastocisto temprano consiste en masa celular interna y trofoblasto. La masa celular interna contiene células llamadas células madre que tienen la potencia de dar origen a todos los tejidos y órganos. Las células de la masa celular interna se diferencian en dos capas alrededor de 8 días después de la fertilización, un hipoblasto y un epiblasto. El hipoblasto (endodermo primitivo) es una capa de células columnares y el epiblasto (ectodermo primitivo) es una capa de células cuboidales. Las células del hipoblasto y el epiblasto forman un disco embrionario de dos capas.
Formación de la cavidad amniótica:
Aparece un espacio entre el epiblasto y el trofoblasto, llamado cavidad amniótica llena de líquido amniótico. El techo de esta cavidad está formado por células amniogénicas derivadas del trofoblasto, mientras que su piso está formado por el epiblasto.
Formación de Coelom Extraembrionario:
Las células del trofoblasto dan lugar a la masa de células llamadas mesodermo extraembrionario. Este mesodermo se llama extraembrionario porque se encuentra fuera del disco embrionario. No da lugar a ningún tejido del propio embrión. El mesodermo extraembrionario se diferencia en el mesodermo extraembrionario somatopleúrico externo y el mesodermo extraembrionario splanchnopleuric interno. Ambas capas encierran el coelom extraembrionario.
Formación del corion y amnion:
En esta etapa, se forman dos membranas embrionarias muy importantes, el corion y el amnios. El corion está formado por el mesodermo extraembrionario somatopleúrico en el interior y el trofoblasto en el exterior. El amnios está formado por las células amniogénicas internas y el mesodermo extraembrionario splanchnopleuric externo.
Como se mencionó anteriormente, las células amniogénicas se derivan del trofoblasto. Más tarde, el corion se convierte en la parte embrionaria principal de la placenta. El corion también produce gonadotropina coriónica humana (hCG), una hormona importante del embarazo.
Amnion rodea el embrión creando la cavidad amniótica que está llena de líquido amniótico. El líquido amniótico sirve como un amortiguador para el feto, regula la temperatura corporal del feto y previene la desecación.
Formación de saco vitelino:
Las células aplanadas que surgen de la propagación del hipoblasto y se alinean dentro del blastocoel. Estas son células endodérmicas que recubren el saco vitelino primario. Con la aparición del mesodermo extraembrionario y, posteriormente, del coelom extraembrionario, el saco vitelino (membrana embrionaria) se vuelve mucho más pequeño que antes y ahora se llama el saco vitelino secundario.
Este cambio de tamaño se debe a la naturaleza de las células de revestimiento. Estas células ya no están aplanadas sino que se vuelven cúbicas. El saco vitelino secundario consiste en mesodermo embrionario extra externo splanchnopleuric y células endodérmicas internas.
El saco vitelino es una fuente de células sanguíneas. También funciona como un amortiguador y ayuda a prevenir la desecación del embrión.
Formación de Raya Primitiva:
La gastrulación implica el reordenamiento y la migración de las células del epiblasto. Se forma una veta primitiva que es un surco débil en la superficie dorsal del epiblasto. Se alarga desde la parte posterior hasta la parte entera del embrión. La racha primitiva establece claramente la cabeza y los extremos de la cola del embrión, así como sus lados derecho e izquierdo.
Formación de capas embrionarias:
Después de la formación de la línea primitiva, las células del epiblasto se mueven hacia adentro por debajo de la línea primitiva y se desprenden del epiblasto. Este movimiento inversor se llama invaginación. Una vez que las células se han invaginado, algunas de ellas desplazan el hipoblasto que forma el endodermo. Otras células permanecen entre el epiblasto y el endodermo recién formado forma el mesodermo. Las células que quedan en el epiblasto forman ectodermo.
Así se forman tres capas germinales, a saber, endodermo, mesodermo y ectodermo, que dan lugar a todos los tejidos y órganos del cuerpo.
Organogenesis
Las capas germinales primitivas formadas durante la gastrulación se derraman en grupos de células llamadas como rudimentos de órganos primarios y el proceso de formación de órganos a partir de las tres capas germinales se conoce como organogenias. Los rudimentos de los órganos primarios se subdividen en rudimentos de órganos secundarios que son las etapas iniciales en la formación de los órganos y sus partes. En esta etapa, el embrión adquiere semejanzas con el adulto o una larva.
