TEMA 10: LA REPRODUCCIÓN DE LOS ANIMALES. 1. El proceso de la reproducción

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1 Biología y geología 1º bachillerato (distancia) TEMA 10: LA REPRODUCCIÓN DE LOS ANIMALES 1. El proceso de la reproducción - Proceso por el que se obtienen nuevos individuos semejantes a los progenitores y se perpetúa la especie. - Reproducción sexual y asexual, según si se producen células especializadas y hay intercambio de material genético. 1.1 Reproducción asexual - Participa un solo individuo. Los descendientes son idénticos al progenitor. Se denomina también multiplicación vegetativa. - Tipos: - Gemación: (poríferos, cnidarios). A partir de una yema que se desarrolla y da lugar a un individuo que se separa. Si permanecen unidos: colonia

2 - Escisión o fragmentación: Rotura en dos o más fragmentos, que darán lugar a individuo completo. (cnidarios, anélidos). 1.2 Ventajas e inconvenientes de la reproducción asexual - Sólo se necesita un progenitor. - Se obtienen muchos descendientes - Procesos sencillos - No hay variabilidad genética. Se dificulta la adaptación y la evolución 1.3 Reproducción sexual - Se unen dos células de dos individuos distintos, macho y hembra - Los descendientes tienen características de ambos progenitores - Se producen gametos n y tras la fecundación se forma una célula huevo 2n o cigoto que dará lugar a un nuevo individuo. - Reproducción por gametos o gametogamia. Tipos: o Partenogénesis: El individuo se forma a partir del gameto femenino sin producirse fecundación. Se considera reproducción sexual porque hay gametos.

3 o Anfigonia: Fecundación y fusión del materia genético (cariogamia) Isogamia: gametos iguales (protoctistas) Anisogamia: gametos con formas similares pero tamaños distintos Oogamia: Uno de los gametos es inmóvil y de gran tamaño (óvulo) y el otro móvil y pequeño (espermatozoide) 1.4 Ventajas en inconvenientes de la reproducción sexual - Dos progenitores que aportan características a los descendientes. Se mezclan los materiales genéticos de ambos gametos - Se aumenta la variabilidad de las especies y se favorece la adaptación y la evolución - Se tienen que formar células especializadas. Se deben encontrar dos individuos de distinto sexo, se tienen que fusionar y desarrollar el cigoto. Esto implica mayor dificultad y mayor gasto energético

4 2. El aparato reproductor masculino - Gónadas formadoras de gametos y hormonas sexuales. - Gonoductos que transportan los gametos al exterior - Animales hermafroditas (con ambos tipos de gónadas) platelmintos, gasterópodos, algunos anélidos, algunos peces- - Sexos separados: unisexuales (artrópodos, muchos peces, todos los demás vertebrados) 2.1 Anatomía del aparato reproductor masculino - Partes: o Pene: órgano copulador o Uretra: conducto que comunica con el exterior o Testículos: con túbulos seminíferos donde se forman los espermatozoides. Alojados en el escroto (mamíferos) o dentro del abdomen o Epidídimo: tubo a continuación de los túbulos seminíferos. Se almacenan y maduran o Conducto deferente: conecta el epidídimo con la uretra o Vesículas seminales: segrega fluido con nutrientes o Próstata: líquido alcalino a la uretra para neutralizar su ph o Glándulas de Cowper: líquido lubricante

5 3. El aparato reproductor femenino - Gónadas y gonoductos y órganos complementarios para el desarrollo del embrión - En algunas hembras de invertebrados aparecen receptáculos seminales para almacenar los espermatozoides y liberarse cuando la hembra produce óvulos y pone huevos gracias al ovopositor 3.1 Anatomía del aparato reproductor femenino

6 4. La estructura de los gametos 4.1 Estructura del espermatozoide - Cabeza con acrosoma, que contiene enzimas para la digestión de las paredes del óvulo - cuello con dos centriolos y gran número de mitocondrias - cola, rodeada al principio de una parte de citoplasma 4.2 Estructura del óvulo - Núcleo: esférico con uno o varios nucleolos - Citoplasma con gran cantidad de sustancias de reserva: vitelo. o En su citoplasma se encuentran los gránulos corticales que forman la membrana de fecundación - Envoltura primaria: equivalente a la membrana plasmática - Envoltura secundaria formada por: o La zona pelúcida, de glucoproteínas o La coronda radiada, de células foliculares que rodean al óvulo

7 5. La gametogénesis 6. La fecundación en animales - Externa: Fuera del organismo materno. La mayoría de los acuáticos y algunos terrestres (anfibios, insectos) - Interna: en el interior del aparato reproductor femenino. En algunos peces y en la mayoría de los terrestres. Mediante copulación 6.1 Etapas de la fecundación - Antes de la fecundación: o Descarga de espermatozoides o Ovulación. Expulsión del óvulo a los oviductos - Penetración del espermatozoide: o Ovocito rodeado de la corona radiada. Se traspasa por la hialuronidasa del acrosoma.

8 o Llegada a la membrana pelúcida y adherencia a ella. o Sólo un espermatozoide atraviesa la membrana y pone en contacto las membranas de ambos gametos y se fusionan - Activación del óvulo: o El óvulo forma un cono de fecundación que engloba al espermatozoide o La fusión de los gametos produce la activación del óvulo que termina su meiosis o Se produce la membrana de fecundación que impide la entrada a nuevos espermatozoides

9 - Unión de los núcleos y cariogamia o El pronúcleo masculino se desplaza hacia el pronúcleo femenino que también se mueve para encontrarse o Se produce la cariogamia. El material genético de ambos queda encerrado en una membrana común, se forma el sincarion y se constituye un cigoto diploide. 7. El desarrollo embrionario en los animales - Ontogénesis. Desde el cigoto hasta el nacimiento del individuo - Tipos de animales: o Ovíparos: desarrollan en huevos depositados en el medio. Fecundación externa o interna. o Ovovivíparos: En huevos dentro de la hembra. Alimento a partir del vitelo. Fecundación interna. o Vivíparos: desarrollo en los oviductos o en el útero materno. Alimento de la madre. Fecundación interna

10 7.1 Segmentación - División del cigoto por mitosis originando los blastómeros que forman la mórula. - blastómeros emigran periferia formando el blastodermo con cavidad interna: blastocele: blástula lerato/animal/contenidos21.htm 7.2 Gastrulación - Plegamiento blástula para formar la gástrula con tres capas: ectodermo, mesodermo, endodermo que darán origen a los distintos tejidos y órganos - Poríferos y cnidarios que desarrollan dos hojas embrionarias: diblásticos - Los demás: triblásticos

11 7.3 Formación del mesodermo Los triblásticos pueden originar dentro del mesodermo, una cavidad: celoma o Acelomados: sin celoma o Pseudocelomados: falso celoma o Celomados: con verdadero celoma

12 7.4 Organogénesis - Procesos mediante los cuales se produce la diferenciación histológica. - Los tejidos se organizan para formar órganos: organogénesis - Cada capa originará los distintos tejidos y órganos 7.5 Anejos embrionarios - Conjunto de envolturas y cavidades para nutrir y proteger al embrión, pero no forman parte del individuo adulto - En animales ovíparos (aves, reptiles) o Corion: membrana más externa o Amnios: Debajo del corion. Rodea al embrión. Deja una cavidad llena del líquido amniótico que baña y protege al embrión. o Saco vitelino: bolsa con sustancias nutritivas que se consumen durante el desarrollo. o Alantoides: membrana que permite el intercambio de gases y donde se acumulan desechos o Cáscara: protectora - En mamíferos vivíparos, las envueltas anteriores se modifican. o Estructura mixta formada por el corion, el alantoides y paredes del útero materno: placenta

13 o Cordón umbilical: conecta la placenta y la zona ventral del embrión. Presenta vasos sanguíneos para la eliminación de desechos, intercambio de gases e incorporación de nutrientes. 8 El desarrollo postembrionario - Acaba cuando llegan al estado adulto y el aparato reproductor es funcional Desarrollo postembrionario directo: simple proceso de crecimiento. Característico de reptiles, aves, algunos insectos y mamíferos Desarrollo postembrionario indirecto: Nace una larva que sufre transformaciones hasta llegar al adulto (metamorfosis). El adulto en insectos se denomina imago

14 8.1 Metamorfosis - La larva va adquiriendo mayor complejidad estructural hasta llegar a adulto: metamorfosis progresiva (sencilla o compleja) - Metamorfosis regresiva: la larva mayor complejidad que el adulto 9. Los ciclos biológicos - Conjunto de procesos que sigue una especie desde la formación del cigoto hasta que vuelve a reproducirse. - En muchos casos se alteran la reproducción sexual y la asexual - En la reproducción sexual, los gametos son n y el cigoto 2n. Se alternan dos fases: una de células haploides (haplofase) representada por los gametos (como mínimo) y otra de células diploides (diplomase) representada por el cigoto (como mínimo). 9.1 Tipos de ciclos biológicos

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16 LA CLONACIÓN. TÉCNICAS, APLICACIONES Y REPERCUSIONES - Clonación: proceso por el que una célula se divide repetidas veces formando un grupo de células, un clon, con la misma información genética. Idénticas - En ingeniería genética, clonar es aislar o multiplicar un gen, un fragmento de ADN. También formación de organismos idénticos a partir de un solo progenitor por reproducción asexual. - Técnicas: - Por disgregación de células embrionarias. Embrión en las primeras fases de desarrollo hasta mórula. Se provoca la disgregación de sus células. Cada una por separado se comporta como un cigoto iniciando todo el proceso. Es lo que ocurre con los gemelos univitelinos

17 - Por transferencia del núcleo desde una célula embrionaria. Partimos de un ovocito (al que previamente se ha eliminado su núcleo). Se disgregan células embrionarias de mórula, se cultivan en vitro y se fusionan con los ovocitos enucleados. Se forma un cigoto que dará un individuo. Por transferencia del núcleo desde una célula no embrionaria a un ovocito: Es el caso de la oveja Dolly. Se utilizaron células de glándula mamaria de un individuo, se fusionaron con un ovocito no fecundado y enucleado de otra oveja y se implantaron en otra oveja distinta (madre de alquiler).

18 Clonación de tejidos humanos: una de las técnicas utiliza células de cordón umbilical de recién nacidos. Se inyecta en un óvulo enucleado y se obtiene un embrión que contiene en cada una de sus células los genes del bebé. Se detiene en fase embrionario de blastocisto y se obtienen células madre (o células troncales) que pueden ser cultivadas y que pueden diferenciarse en cualquier tipo de tejido adulto.

19 Aplicaciones de la clonación - Investigación biológica básica - Producción ganadera - Recuperación de especies protegidas - Obtención de animales clónicos transgénicos, para producción de medicamentos y otros fármacos - Utilización terapéutica: obtención de células madre embrionarias que pueden generar cualquier tejido Clonación terapéutica y células madre - Obtención de embriones, a partir de un ovocito enucleado, en el que se ha introducido el núcleo de otra célula. - Se mantienen los embriones en blastocisto y se obtienen células madre embrionarias pluripotentes - Células madre cultivadas y programadas para producir líneas celulares para producir distintos tejidos y células - Las líneas celulares pueden proceder también de células madre embrionarias de tejidos adultos (multipotentes) - Parece ser que también hay células madre de tejidos adultos que pueden ser pluripotentes. Células madre de la grasa, etc

20 - Los tejidos cultivados son transplantados o injertados y se evita el rechazo. Repercusiones biológicas, sociales y legales - Estos temas plantean problemas éticos - Es necesaria una regulación mediante leyes y normas - En 2007, España aprueba la ley de investigación biomédica que ofrece un marco legal. - Los puntos más destacables son: (leer página 199) EL CONTROL ARTIFICIAL DE LA REPRODUCCIÓN Inseminación artificial: introducción de semen en el útero. Requiere estimulación hormonal de ovulación y selección de espermatozoides Transferencia intratubaria de gametos: se transfieren espermatozoides y óvulos a las trompas de Falopio Fecundación in vitro: se obtienen ovocitos que son fecundados en el laboratorio. Los cigotos obtenidos se cultivan in vitro y posteriormente se transfieren al útero en estado de blastocisto Inyección intracitoplasmática de espermatozoides: Se introduce un solo espermatozoide directamente en el ovocito Técnicas de reproducción asistida en animales - Inseminación artificial - Clonación de embriones - Fecundación in vitro y transferencia de embriones

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