Reproducción Sexual: 3 Etapas del Ciclo de Reproducción Sexual

Estos eventos se pueden agrupar en tres etapas: los eventos de pre-fertilización, fertilización y post-fertilización.

1. Eventos de pre-fertilización:

Estos eventos de reproducción sexual son anteriores a la fusión (fertilización) de gametos masculinos y femeninos.

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Estos eventos son la gametogénesis y la transferencia de gametos.

(i) Gametogénesis (Gk. gametos = gameto, génesis = producción):

El proceso de formación de dos tipos de gametos, masculino y femenino, se denomina gametogénesis. Los gametos son células haploides. En algunas algas, los dos gametos son tan similares en apariencia que se llaman homogametes (isogametes; Fig. 1.29), por ejemplo, Cladophora, Ulothrix. Por lo tanto, no es posible diferenciarlos en gametos masculinos y femeninos.

Sin embargo, en la mayoría de los organismos que se reproducen sexualmente, los gametos son de dos tipos morfológicamente diferentes, por lo que se los conoce como heterogametes (anisogametes), por ejemplo, Fucus (un alga marrón), los humanos. En estos organismos, el gameto masculino se denomina anterozoide o esperma y el gameto femenino se conoce como huevo u óvulo (Fig. 1.29 a. C.).

División celular durante la formación de gametos:

Los gametos son haploides, ya sea que las estructuras o células que los producen sean haploides o diploides. La estructura formada por la fusión de gametos es siempre diploide. Es debido a la meiosis que ocurre en la vida de todos los organismos que se reproducen sexualmente. Las células productoras de gametos que sufren meiosis se llaman meiocitos (células madre de gametos). Los últimos son diploides. Sobre la base de la etapa en que se produce la meiosis, la meiosis es de tres tipos.

(a) Meiosis cigótica:

La meiosis ocurre en el cigoto que produce organismos haploides. Por lo tanto, el cigoto funciona como meiocito. Ejemplos: Chlamydomonas y Ulothrix.

(b) Meiosis esporica:

La meiosis ocurre dentro de los esporangios. Los meiocitos se producen dentro de los esporangios que producen esporas haploides. En la germinación, las esporas haploides (meiosporas) producen cuerpos haploides llamados gametofitos. Los gametos se producen en gametofitos a través de la mitosis. Ejemplos: la mayoría de las plantas.

(c) Meiosis gamética:

Las células germinales son diploides y actúan como meiocitos, que se someten a la meiosis para producir gametos haploides. Ejemplos: la mayoría de los animales. Por lo tanto, los meiocitos tienen un número diploide (2N) de cromosomas y los gametos contienen un número haploide (N) de cromosomas.

Números de cromosomas en los meiocitos (diploides, 2N) y gametos (haploides, N) de algunos organismos.

(ii) Transferencia de gametos:

Después de la formación de gametos masculinos y femeninos, deben unirse para la fertilización. En la mayoría de los organismos, el gameto masculino es móvil y el gameto femenino no es móvil. Sin embargo, hay algunos hongos y algas en los que ambos tipos de gametos son móviles (Fig. 1.30).

Se necesita un medio a través del cual se mueven los gametos masculinos. En algas, briófitos y pteriodofitos, el agua sirve como medio a través del cual se produce la transferencia de gametos. Dado que varios gametos masculinos no alcanzan a los gametos femeninos, los gametos masculinos se producen en gran número, es decir, varios miles de veces más que los gametos femeninos.

En las plantas con flores, los granos de polen transportan los gametos masculinos que se producen en gran número. Los granos de polen se transfieren al estigma del órgano femenino (carpelo) a través del proceso de polinización. La transferencia de granos de polen de la antera al estigma se llama polinización.

La polinización es de dos tipos: autopolinización y polinización cruzada. La autopolinización es la transferencia de los granos de polen de otra flor al estigma de la misma flor o el estigma de otra flor de la misma planta o una planta genéticamente similar. La polinización cruzada es la transferencia de granos de polen de otra flor al estigma de una flor genéticamente diferente de otra planta de la misma especie.

En animales unisexuales, los gametos masculinos y femeninos se forman en diferentes individuos, por lo tanto, el organismo debe desarrollar un mecanismo especial para la transferencia de gametos. Muchos animales tienen órganos copulatorios para transferir los gametos masculinos. La transferencia de gametos y la unión de gametos es esencial para la fertilización en la reproducción sexual.

2. Fertilización:

La fertilización es la fusión completa y permanente de dos gametos de diferentes padres o del mismo padre para formar un cigoto diploide. Este proceso también se llama syngamy. Aunque los términos singamia y fertilización son frecuentemente usados ​​intercambiables. Si la singamia no ocurre, no habrá variaciones en la descendencia.

¿Dónde ocurre la fertilización?

La fertilización ocurre ya sea en el medio externo (agua) o dentro del cuerpo del organismo. Por lo tanto, existen dos tipos de fusión gamética: la fertilización externa y la fertilización interna.

(i) Fertilización externa:

Cuando la fertilización ocurre fuera del cuerpo del organismo, este tipo de fusión gamética se llama fertilización externa o singamia externa. El medio externo, como el agua, se requiere para este tipo de fertilización. Así, en la mayoría de los organismos acuáticos, como la mayoría de las algas, peces y anfibios, se produce la fertilización externa.

Los organismos que exhiben fertilización externa producen una gran cantidad de gametos en el agua para aumentar las posibilidades de fertilización. Esto ocurre en peces óseos y ranas, donde se produce una gran cantidad de descendientes. Una desventaja importante de este tipo de fertilización es que las crías no están protegidas de los depredadores y su supervivencia está amenazada hasta la edad adulta.

(ii) Fertilización interna:

Cuando el huevo se forma dentro del cuerpo femenino donde se fusiona con el gameto masculino, el proceso se llama fertilización interna o singamia interna. Muchos organismos terrestres pertenecientes a hongos, animales superiores como reptiles, aves y mamíferos y la mayoría de briófitos, pteridofitos, gimnospermas y angiospermas son los ejemplos donde ocurre la fertilización interna.

Aquí el gameto masculino es móvil y tiene que alcanzar el huevo para fusionarse con él. El número de espermatozoides producidos es muy grande, pero hay una reducción en el número de huevos producidos. Sin embargo, en las plantas de semilla, los gametos masculinos no móviles se transportan al gameto femenino mediante tubos de polen.

3. Eventos Post Fertilización:

Los eventos en la reproducción sexual después de la fertilización (formación de cigoto) se denominan eventos posteriores a la fertilización. Estos eventos se pueden describir bajo dos encabezados: cigoto y embriogénesis.

(i) Zygote:

Después de la fertilización, se forma un cigoto diploide en todos los organismos que se reproducen sexualmente. En la fertilización externa, el cigoto se forma en el medio externo (generalmente agua) mientras que en la fertilización interna, el cigoto se forma dentro del cuerpo del organismo. El desarrollo adicional del cigoto depende del tipo de ciclo de vida del organismo y de las condiciones ambientales.

(a) En muchos hongos y algas, el cigoto desarrolla una pared gruesa y forma una espora llamada zygospore. Zygospore sufre un período de descanso. Germina durante la próxima temporada de crecimiento. La zygospore sufre meiosis para producir individuos haploides. Lidera el ciclo de vida haploide.

(b) En la mayoría de los animales, el cigoto no descansa. Se divide por mitosis formando primero un embrión diploide y luego el individuo que también es diploide. Lleva un ciclo de vida diplomático.

(c) En la mayoría de las plantas, el cigoto primero forma un embrión y luego el esporofito diploide. El esporofito tiene esporangios donde se produce la meiosis para formar esporas haploides. Estos últimos producen gametofitos haploides. Los gametos se producen en los gametofitos. Lleva un ciclo de vida diplohaplontico.

(ii) Embriogénesis:

El proceso de desarrollo del embrión a partir del cigoto se denomina embriogénesis. Durante la embriogénesis, el cigoto experimenta división celular mitótica y diferenciación celular. La división celular aumenta el número de células en el embrión en desarrollo, mientras que la diferenciación celular ayuda a formar tejidos y órganos especializados para formar un organismo.

(i) Sobre la base del desarrollo del cigoto, los animales se agrupan en ovíparos, vivíparos y ovovivíparos. Los animales ovíparos como reptiles y aves ponen huevos. Sus huevos fertilizados están cubiertos por una cáscara dura calcárea y se ponen en un lugar seguro en el medio ambiente. Después del período de incubación, los jóvenes eclosionan. En animales vivíparos, como la mayoría de los mamíferos, incluidos los seres humanos, el cigoto se convierte en un animal joven dentro del cuerpo del individuo femenino.

Después de un cierto crecimiento, los jóvenes son entregados por el individuo femenino. Debido al cuidado y la protección adecuados, las posibilidades de supervivencia de los jóvenes son más en personas vivíparas. En los animales ovovivíparos, la hembra retiene los huevos dentro de su cuerpo después de la fertilización y permite el desarrollo del embrión dentro del cuerpo sin proporcionar nutrición adicional al embrión en desarrollo ya que la placenta está ausente. Sin embargo, las hembras dan a luz a las crías. Ejemplos de animales ovovivíparos son los tiburones y las serpientes de cascabel.

(ii) En las plantas con flores, el cigoto se forma dentro del óvulo de los órganos sexuales femeninos. Después de la fertilización, los sépalos, pétalos y estambres de la flor se desvanecen y caen. Los sépalos permanecen unidos en el hibisco. Sin embargo, el pistal permanece unido a la planta.

Formación de semillas y frutos:

En las angiospermas, la fertilización doble produce dos estructuras: un cigoto diploide (= oospora) y una célula endospermo primaria triploide. Zygote forma el embrión. La célula del endospermo primario triploide da lugar a un tejido nutritivo llamado endospermo. El endospermo proporciona alimento al embrión en crecimiento. Los óvulos fertilizados maduran y se convierten en semillas. La pared del ovario forma el pericarpio (pared de la fruta). El ovario maduro con pericarpio y semillas se llama fruto. El pericarpio protege a las semillas jóvenes. Después de la dispersión las semillas germinan para formar nuevas plantas.

Mantenimiento del número de cromosoma:

Las unidades reproductivas en la reproducción sexual son los gametos masculinos y femeninos producidos por los testículos y los ovarios, respectivamente. Los gametos son haploides con solo cromosomas N. En consecuencia, el cigoto resultante de la fusión de dos de estos gametos haploides se convierte en diploide con cromosomas 2N. La descendencia que se desarrolla a partir del cigoto también es diploide.