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REPRODUCCIÓN. DIFERENCIACIÓN FORMAL Y GENÉTICA DE LAS REPRODUCCIONES ASEXUAL Y SEXUAL. GAMETOGÉNESIS. FECUNDACIÓN EN ANIMALES Y PLANTAS SUPERIORES.

1. DEFINICIÓN Y TIPOS

La reproducción es una cualidad de todo ser vivo que asegura la perpetuidad de la especie. Básicamente se distinguen tres tipos de reproducción : a. Reproducción asexual. b. Reproducción sexual. c. Reproducción alternante ( es la que se da en organismos, los cuales en su ciclo biológico alternan la reproducción sexual y asexual.).

2. REPRODUCCIÓN ASEXUAL

En la reproducción asexual, un organismo produce copias idénticas de sí mismo aprovechando condiciones ambientales favorables. También se llama reproducción vegetativa o agámica ya que se realiza sin gametos y sólo intervienen procesos mitóticos. El organismo " hijo " es genéticamente idéntico a su progenitor ya que este tipo de reproducción no produce variabilidad genética, ya que no se produce meiosis, por lo que la única fuente de variabilidad genética en la reproducción asexual son las mutaciones.

3. REPRODUCCIÓN 1SEXUAL EN ORGANISMOS SUPERIORES

También se le llama reproducción gámica, ya que se lleva a cabo con células sexuales o gametos ( espermatozoides y óvulos en animales y anterozoides y oosferas en vegetales), los cuales se forman en las gónadas de los animales y en los gametangios de los vegetales, mediante un proceso llamado GAMETOGÉNESIS QUE IMPLICA MEIOSIS Y POR LO TANTO REDUCCIÓN CROMOSÓMICA EN LOS GAMETOS LOS CUALES SERÁN HAPLOIDES ( n ). Así, por lo tanto, con esta reducción cromosómica en los gametos se mantiene constante el número de cromosomas en las especies con reproducción sexual. Por otra parte una característica muy importante en la reproducción sexual es la VARIABILIDAD GENÉTICA, la cual se consigue por : 1. PARTICIPAR DOS GAMETOS CON INFORMACIÓN GENÉTICA DISTINTA. 2. PORQUE EN LA FORMACIÓN DE GAMETOS ( GAMETOGÉNESIS ) SE PRODUCE LA MEIOSIS CON EMIGRACIÓN AL AZAR DE LOS CROMOSOMAS Y CON RECOMBINACIÓN GENÉTICA DE ÉSTOS. 3. POR LAS MUTACIONES.

4. GAMETOGÉNESIS

Es el proceso de formación de los gametos y tiene lugar como ya dijimos en las gónadas ( testículos y ovarios ). Al proceso de formación de espermatozoides se le denomina espermatogénesis y al de formación de óvulos ovogénesis u oogénesis, y los dos procesos aunque en esencia son iguales existen algunas diferencias importantes.

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ESPERMATOGÉNESIS : Los testículos poseen en su interior tubos seminíferos con unas células llamadas espermatogonias ( diploides, 2n ), que sufrirán una serie de procesos hasta dar lugar a los espermatozoides ( n, haploides ). En la espermatogénesis distinguimos varias fases : 1) Fase multiplicación o proliferación : Las espermatogonias ( 2n ) se multiplican activamente por mitosis formando más espermatogonias. El objetivo de esta fase es que las espermatogonias no se acaben. 2) Fase de crecimiento : Las espermatogonias aumentan de tamaño y comienzan a diferenciarse dando lugar al espermatocito de primer orden o primario ( 2n ). 3) Fase de maduración ( fase meiótica ) : Los espermatocitos de primer orden sufren meiosis con la consiguiente reducción cromosómica y variabilidad genética. En la primera división meiótica se obtiene los espermatocitos de segundo orden que son haploides ( n ) pero cada cromosoma posee todavía dos cromátidas. En la segunda división meiótica se obtienen las espermátidas ( n ), que ya son haploides desde todos los puntos de vista. 4) Fase de diferenciación : Las espermátidas ( n ) se transforman en espermatozoides ( n ) .

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OVOGÉNESIS ( OOGÉNESIS ) : Es el proceso de formación de óvulos ( n ) a partir de ovogonias ( oogonias ) ( 2n ), y ocurre en las gónadas femeninas, es decir , en los ovarios. Sus fases son las siguientes : 1) Fase de multiplicación o proliferación: Las oogonias ( 2n ) dan lugar a más oogonias por mitosis. 2) Fase de crecimiento : Las oogonias aumentan de tamaño, originándose oocitos de primer orden, los cuales, lógicamente también son diploides ( 2n ). 3) Fase de maduración o fase meiótica : Se produce meiosis, lo que supone reducción cromosómica y variabilidad genética ( por la emigración de los cromosomas a los polos al azar y por la recombinación genética ) En la primera división meiótica, el oocito de primer orden da lugar a un oocito de segundo orden ( n, haploide ) que recibe la mayor parte del citoplasma materno, y aun corpúsculo polar también haploide ( n ), el cual es una célula degenerativa de tamaño más pequeño que el oocito de segundo orden y que tiene un poco de citoplasma materno. En la segunda división meiótica ocurren dos cosas : a. El oocito de segundo orden da lugar a un óvulo ( n, haploide ), y a un segundo corpúsculo polar, el cual también es degenerativo o no viable al igual que el primer corpúsculo polar. b. El primer corpúsculo polar genera otros dos corpúsculos polares que también degeneran. En los mamíferos, la ovogénesis se inicia en el embrión y se interrumpe en la Profase 1, hasta llegar a la madurez sexual. En este momento, bajo la influencia de hormonas, el proceso continúa y se origina el oocito de segundo orden y el corpúsculo polar.

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5. FECUNDACIÓN EN VEGETALES SUPERIORES O ESPERMAFITAS. ANFIGONIA EN ANGIOSPERMAS.

Las espermafitas ( plantas con semillas y flores ) en su ciclo diplo-haplonte alternan como ya sabemos el esporófito ( forma adulta de la planta que es diploide, 2n ) con los gametófitos ( forma adulto haploide, n ) que son los que van a formar los gametos. El gametófito femenino está representado por el óvulo y más concretamente por el saco embrionario, y el gametófito masculino está representado por el grano de polen. A los gametos masculinos se les llama ANTEROZOIDES y a los gametos femeninos OOSFERAS. Las Angiospermas poseen hojas modificadas para la reproducción que son las FLORES (ESPORÓFITOS, 2n ). Una flor típica posee 4 verticilos ( hojas que nacen a la misma altura ) : 1. Dos estériles : El cáliz y la corola. 2. Dos fértiles : a) Uno masculino ( el ANDROCEO ). b)Una femenina ( el GINECEO ). Estos dos verticilos fértiles representan el aparato reproductor masculino y el femenino.

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EL ANDROCEO : Está formado por los estambres que formarán los granos de polen o gametófitos masculinos. A su vez cada estambre consta de un filamento que lleva en su parte superior la antera la cual lleva a su vez sacos polínicos o microesporangios, y en cada saco polínico o microesporangio las células madres del grano de polen que son 2n ( todavía forman el esporófito ) sufren meiosis dando cada una lugar a 4 microesporas haploides (n), que maduran y se transforman en 4 granos de polen que también son haploides ( n ). Los granos de polen son los gametófitos masculinos, a partir de los granos de polen se forman los gametos masculinos o anterozoides ( n ). Cada grano de polen posee dos cubiertas : la exina ( cubierta externa ) y la intina ( cubierta interna ) que protegen a una célula vegetativa y a una célula generativa, la cual a su vez tiene dos núcleos : Los núcleos espermáticos o núcleos generativos ( estos dos núcleos espermáticos son los anterozoides, es decir, los gametos masculinos ).

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EL GINECEO : Está formado por carpelos ( hojas modificadas ), las cuales se sueldan para formar el pistilo. Cada pistilo consta de las siguientes partes : 1) El ESTIGMA que es una parte terminal ensanchada destinada a la recepción del polen. 2) El ESTILO que es un cuello largo. 3) Un OVARIO que es donde se encuentran los óvulos.

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Cada óvulo se halla unido al ovario por el funículo ( tejido placentario ), y está protegido por dos tegumentos que dejan en el extremo opuesto al funículo un poro que recibe el nombre de micrópilo. Además en su interior existe una masa parenquimatosa que es diploide ( 2n ), Una de estas células diploides ( 2n ) sufre meiosis dando lugar a 4 células haploides de las que 3 degeneran ( abortan ) y una crece formando el saco embrionario ( macroespora ) que es el gametófito femenino. El núcleo del saco embrionario sufre 3 mitosis, originando 8 núcleos, y de estos 8 núcleos, 4 se sitúan en un extremo del saco embrionario, y los otro 4 restantes se sitúan en el otro extremo. Luego, un núcleo de cada extremo se desplaza hacia el centro y se fusionan formando un núcleo diploide ( 2n ) llamado núcleo secundario del saco embrionario. Los 6 núcleos restantes ( recordar que eran haploides, n ), junto con el citoplasma que les rodea a cada uno, forman 6 células ( n ) de manera que las tres que se encuentran en el extremo opuesto al micropilo se denominan antípodas y que no tienen destino en la fecundación, y de las otras tres que estén en el extremo del micropilo, una se sitúa en las proximidades del micropilo y recibe el nombre de oosfera ( es el gameto femenino), y las otras dos acompañan a la oosfera ( estas dos que acompañan a la oosfera reciben el nombre de sinérgidas ).

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¿ CÓMO OCURRE EL PROCESO DE FECUNDACIÓN ? Tras la polinización ( ya sea autopolinización o polinización cruzada ), el grano de polen toma contacto con el estigma, de manera que la exina ( cubierta externa del grano de polen) se rompe, y la intina ( cubierta interna del grano de polen ) avanza a través del estilo a modo de dedo de guante ( este avance se produce gracias a la proliferación de la célula vegetativa del grano de polen y forma el tubo polínico el cual llega hasta el

micropilo del óvulo, el cual está abierto gracias a la actividad enzimática de las sinérgidas.

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Mientras tanto, la células generativa ya ha originado dos anterozoides que se

desplazan a través del tubo polínico para producir una doble fecundación : 1) Un anterozoide se une a la oosfera, originando el zigoto diploide ( 2n ) que tras sucesivas divisiones y diferenciaciones dará al lugar al embrión, para formar luego la semilla donde posteriormente el ovario o a veces el cáliz se engruesa y recubre la semilla, formando el fruto, con la semilla en su interior. 2) El otro anterozoide se unirá al núcleo secundario del saco embrionario formando una célula triploide ( 3n ), que se divide rápidamente dando lugar a un tejido triploide ( 3n ) que se llama endospermo o albumen que sirve para alimentar al embrión. Cuando la semilla cae al suelo y se encuentra en condiciones favorables germina, y el embrión sale de su vida latente, originando la planta adulta o esporófito.

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En la época adecuada, la planta desarrollará nuevos órganos reproductores o flores, iniciando una nueva fase gametofítica.

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CUESTIONES 1. Se observan 7 cromátidas en cada uno de los polos celulares. Razona en qué fase

divisional se encuentra dicha célula. 2. ¿ Cuántos espermatozoides se producirán a partir de un espermatocito II ? ¿ Y de una

espermátida ? 3. Si una espermatogonia tiene 16 cromosomas, ¿ cuántas poseerán los espermatozoides

II procedentes de ella ? 4. Sabiendo que un cierto individuo posee un promedio de 60 pg de ADN en sus células

somáticas en metafase, razona el ADN que habrá en sus espermatocitos II. 5. En un estudio histológico se ha calculado que el valor medio de ADN de una célula

en la fase G2 es igual a 8 pg. Señala cuál será el contenido de ADN de dichas células en la fase G1 y en la profase mitótica.

6. Señala el número de parejas de cromosomas homólogos que se observan en una célula en : a) Anafase 1. b) Reposo divisional.

7. Cierta célula diploide posee 6 cromosomas. Dibuja esa célula en Anafase 1. 8. Los óvulos de cierta especie animal poseen 0,6 pg de ADN. Señala cuál será la

cantidad de ADN presente en un núcleo interfásico en fase S de una célula de esa especie.

9. Indica cuántos espermatozoides se producirán de : a) Una espermatogonia. B) Dos espermatocitos 1. C) Tres espermatocitos II.

10. El ciruelo que es una especie diploide, tiene un número haploide de cromosomas de n=24. Indica razonadamente cuantos cromosomas posee :

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• Las células que originan los granos de polen y los óvulos. • El núcleo de los granos de polen. • Una célula de la raíz. • Una célula del endospermo. 11.¿ Cuántos óvulos se formarán a partir de ? : • Una ovogonia. • Dos ovocitos I. • Tres corpúsculos polares. • Tres ovocitos II. 12.Cierto animal, desarrollado en condiciones de laboratorio, ha sido tratado

químicamente con el fin de provocar la detención de la mitosis en metafase. Posteriormente se ha homogeneizado el cultivo, con objeto de extraer el ADN nuclear. Sabiendo que en el tejido había ocho millones de células, y que se obtuvieron 0.30 mg de ADN, calcular cantidad de ADN nuclear existente en las células citadas cuando se encuentran en la fase G1, suponiendo que se ha extraído todo el ADN existente.

13.En qué situación divisional se encuentra la célula de un ser vivo diploide que se describe a continuación : “ ... posee tres cromosomas con dos cromátidas cada uno, colocados en el ecuador del huso acromático ...”.

14.Si una célula en anafase II posee 20 cromátidas ( 10 en cada uno de los polos celulares ), ¿ cuántos cromosomas poseerá la célula madre de esa meiosis ?