La reproducción en el reino animal se aborda desde diferentes ángulos. En este artículo se considerarán las estrategias y modalidades.
La propagación asexual o agame o somática o vegetativa es una simple multiplicación que da una descendencia casi idéntica al organismo parental si no implica meiosis. En los casos en que la multiplicación asexual implica meiosis, la descendencia puede ser diferente del organismo parental (ver partenogénesis a continuación).
En zoología, a veces también se utiliza el término "reproducción asexual".
La división binaria o escisiparidad es cuando una célula (madre) se divide en dos células (hijas). El genotipo de las dos células hijas es idéntico al de la ex-célula madre. Esta reproducción tiene lugar principalmente en bacterias. Por tanto, este mecanismo general asocia la replicación del cromosoma bacteriano y el alargamiento y luego la escisión del cuerpo celular. Sin embargo, estos dos procesos no están necesariamente ligados y, en ciertos casos, la escisión del cromosoma puede realizarse independientemente de la citodesis , dando lugar así a formas bacilares muy largas, que comprenden varios cromosomas en la misma célula.
FragmentaciónLa fragmentación se describe como un fenómeno de estolonización. De un individuo obtenemos una cadena de individuos. Hay varios tipos de estolonización:
En el caso de la gemación o de la gemiparidad, se forman crecimientos en forma de yemas, a partir de un individuo parental conservado. Hay cogollos:
La partenogénesis es un método de reproducción que no requiere la presencia de un gameto masculino, solo un huevo y que da como resultado individuos haploides. Se encuentra de forma natural y con mucha frecuencia en ciertos himenópteros o insectos palo (de los cuales es el principal modo de reproducción), y se sospecha en varios phyla incluso en vertebrados ( peces ). Se obtuvo de forma experimental e incidental con óvulos humanos.
VariantesHay otras partenogénesis particulares.
PseudogamiaLa pseudogamia o ginogénesis , es un modo de desarrollo del óvulo que implica la estimulación del óvulo por un espermatozoide o incluso por medios mecánicos artificiales (una aguja por ejemplo). El material genético de los espermatozoides "fertilizantes" se degenera y, por lo tanto, no se expresa en la descendencia. Este modo de reproducción se encuentra en especies de peces y escarabajos .
AndrogénesisLa androgénesis es el desarrollo de un individuo a partir de un espermatozoide. Todavía no se ha observado en la naturaleza, sigue siendo solo experimental. Se irradia un óvulo para destruir el núcleo y se inyecta un espermatozoide en su citoplasma. El espermatozoide utiliza los elementos de este último y conduce a la formación de un embrión (gracias a tratamientos previos especiales). Esta manipulación se realizó con éxito con un tritón ( anfibio ) . Todos los individuos así obtenidos son haploides y no son viables .
La multiplicación asexual no crea diversidad genética : la reproducción asexual que reproduce el ADN de forma idéntica, las mutaciones debidas a errores de copia aleatorios, son raras y tienen pocas posibilidades de dar un resultado viable. Por tanto, la reproducción exclusivamente asexual es especialmente viable en microorganismos cuyas poblaciones pueden incluir un gran número de individuos que se reproducen rápidamente. Es entonces el gran número de reproducciones lo que asegura la existencia de mutaciones viables.
La multiplicación asexual está regulada por factores externos como la temperatura, la nutrición, el fotoperiodo, la densidad de los individuos ... Esta regulación se efectúa por factores de crecimiento y no por hormonas reales producidas por una glándula endocrina. La multiplicación asexual está ligada a la capacidad regenerativa de los organismos. Es un modo fácil y se mantiene en el tiempo de forma breve.
La reproducción sexual implica la fusión de gametos , por lo tanto, la producción de células germinales que dan lugar a células haploides sexuales a través del proceso homogéneo llamado gametogénesis : las células de un ser se dividen en dos , cada nueva célula lleva solo la mitad de los cromosomas ( meiosis ). Estas células con la mitad de la composición genética se llaman gametos ; en el caso de los humanos , se trata de espermatozoides en hombres y óvulos en mujeres.
Para algunos seres, la producción de gametos (gametogénesis) tiene lugar en órganos llamados gónadas ; en los humanos, las gónadas son los testículos en los hombres y los ovarios en las mujeres.
En el caso de este tipo de reproducción, deberíamos hablar de procreación , ya que la herencia genética no se reproduce (un niño no tiene los mismos cromosomas que su padre o su madre sino una mezcla de los dos), ni siquiera nuevos. se crean los cromosomas (se cruzan ).
El aislamiento de esta línea germinal es diferente según la rama . Las nociones de línea germinal y línea somática fueron introducidas por Weissman En 1892 .
Hay organismos que no tienen gónada ni gonoducto . Este es el caso de los poliquetos . Tienen hemocelos en su cavidad general y la diferenciación de los gametos se produce a partir del mesodermo . Son individuos que forman gametos masculinos o femeninos. Estos gametos pasan a través del conducto nefridiano para ser liberados al medio marino. Sigue una fusión de estos dos gametos que forman un hipotético futuro individuo. En otras especies, los gametos toman prestada una lesión que se forma lateralmente. No hay paso a través de la nefridia. Este es el caso más simple y primitivo.
Gónadas no permanentesPodemos atender dos casos:
En las esponjas, los elementos germinales pueden aparecer en cualquier momento del ciclo. No hay dispositivo de evacuación. Solo para la línea masculina hay gonies que se agrupan en grupos en la mesoglea . Estos gonis están rodeados de células ( collencitos ). Este conjunto forma un quiste (un testículo rudimentario no permanente en el que tiene lugar la espermatogénesis). Estos quistes se liberan al ambiente externo al pasar por el ectodermo . Entran a través del sistema de inhalación en una esponja hembra. Luego, los quistes entran en contacto con los coanocitos del endodermo femenino. Las células de Mesoglea se diferenciarán en genocitos o amedocitos y se implantarán en el endodermo. Las células femeninas producen sustancias para atraer espermatozoides. Esto conduce a la fertilización.
En las hidras hay gónadas temporales rudimentarias. En la hidra masculina, se forman los testículos, se dice que son una especie gonocórica . En la superficie de estas hidras se forman en la parte anterior de los bulbos testiculares en los que tiene lugar la espermatogénesis. Este último ocurre en forma de capas. Hay una diferenciación centrífuga de la espermatogénesis dentro de cada folículo (parte del bulbo). Cuando se forman los espermatozoides, se rechazan a través de un canalículo. Esto en el momento de la reproducción. En las hembras aparece la aparición de manchas ováricas blanquecinas con contornos lobulados. Hay ovogonias que se multiplicarán y darán ovocitos. Los ovocitos se fusionarán para dar un plasmodio que tendrá un solo núcleo y muchos lóbulos. estos lóbulos recogen la oogonia. El plasmodio perfora la pared del ectodermo y se adhiere con la ayuda de estos pseudópodos al exterior del tegumento, quedando incrustado en el ectodermo. Lo fertilizan en el acto.
Gónadas permanentes Caso de hermafroditismoLa lombriz de tierra , por ejemplo, tiene dos pares de testículos independientes. No están emparentadas y están ubicadas en los segmentos número 10 y 11. También tiene un par de ovarios en el segmento 13. Todas estas gónadas son independientes pero están conectadas a los conductos por pabellones ciliados que terminan en espermiductos que acuden al poro genital masculino de los segmentos. 15. En cuanto a la parte femenina, el oviducto se abre al poro genital femenino en el segmento 14. La maduración de las células sexuales masculinas tiene lugar en las vesículas seminales en tres pares (espermatogénesis). Los espermatozoides pasan al pabellón auricular ciliar. La maduración de las células sexuales femeninas tiene lugar en el ovisaco .
En el momento de la reproducción, el clitelo se hincha. que se encuentra desde el 33 rd al 38 º segmento. El tegumento presenta una tumefacción epidérmica, secretando moco. Este recibirá los espermatozoides y los óvulos de los gametos.
Sexos separados: artrópodosEn los artrópodos , existe continuidad entre las gónadas y los conductos de evacuación, entre los testículos y el espermiducto y entre el ovario y el oviducto. La diferenciación sexual ocurre temprano durante la segmentación del huevo. Las gónadas se colocan a partir de las primeras mudas larvarias a expensas de las vesículas celómicas posteriores que inicialmente se metamerizaron. Estas vesículas se fusionan para formar dos bandas laterales que conducen al frente de las gónadas y a la parte posterior de los conductos de evacuación. Estas tiras están colonizadas por células germinales.
El testículo está formado por una gran cantidad de túbulos seminíferos uno al lado del otro. La espermatogénesis tiene lugar en forma helicoidal desde el polo apical al polo basal.
El espermiducto se hinchará y se convertirá en una vesícula seminal que permitirá la madurez de los espermatozoides. Además, las glándulas accesorias (apéndices) secretan una sustancia que desempeña un papel en las células sexuales masculinas y el tracto genital femenino. Facilita la inseminación de las hembras, activa los espermatozoides, forma un tapón de retención de espermatozoides en las vías femeninas, estimula la vitelogénesis, la ovulación y la puesta a través de la producción de péptidos estimulantes, inhibe la fecundación múltiple y estimula las contracciones del oviducto favoreciendo el transporte de los espermatozoides.
El encuentro se produce a través de mensajeros químicos. Son sustancias atractivas. En ambientes acuáticos, hablamos de fertilisinas . Son emitidos por el óvulo para atraer a los espermatozoides desde la distancia. En ambientes terrestres, hablamos de feromonas sexuales . Estas sustancias favorecen los encuentros y por tanto permiten el ahorro en material reproductivo.
Fertilización indirectaA diferencia de las plantas, la fertilización indirecta es generalizada en los animales. Es necesariamente indirecto en animales gonocóricos , es decir, con sexos separados. La fertilización también es frecuentemente indirecta en animales hermafroditas para promover la mezcla genética.
Fertilización externaLos individuos liberan sus gametos al medio. Este fenómeno es muy común en ambientes acuáticos. Los padres no se encuentran. Varios factores entran en juego para aumentar las posibilidades de fertilización. Los padres sincronizan su ciclo sexual. Las ostras, por ejemplo, desovan de mayo a septiembre. La gametogénesis comienza después del invierno cuando la temperatura sube a un umbral (temperatura crítica de puesta de huevos). La temperatura también influye en la duración de la maduración de los gametos. Existe una diferencia entre el gameto femenino y el masculino.
Por tanto, la temperatura regula la reproducción.
Las fertilisinas también permiten optimizar las posibilidades de fertilización. Para las ostras, los ovarios emiten una primera fertilisina que desencadena la formación y liberación de espermatozoides. Por tanto, actúa sobre los testículos y provoca la eyaculación en los hombres. El macho produce un segundo cuando se liberan los espermatozoides. Conduce a la puesta de hembras.
La liberación de espermatozoides crea otra sustancia (fertilisina) de naturaleza nuleoproteica (dianturia). actúa sobre el fenotipo relajando los músculos aductores de la hembra. Esto conduce a un aumento del ostio-branquias (es decir, la apertura de las branquias) pero también a un aumento de la velocidad de batido de los cilios de las branquias. Todas estas reacciones facilitan la expulsión de óvulos y espermatozoides de la cavidad palleal. Este fenómeno se llama Mar Lácteo.
Caso intermedio entre fertilización externa e internaEs la fertilización cruzada entre dos individuos que ocurre en el moco secretado por cada animal. El caso de los oligoquetos es relevante.
Implica la fecundación recíproca gracias al carácter hermafrodita de su sistema reproductivo. En el momento de la reproducción, hay un abultamiento a nivel del clitelo . Siempre en el momento de la reproducción, se produce el apareamiento de los individuos haciendo de la cabeza a la cola la posición 69 . Así, el clitellum de uno se comunica con los receptáculos seminales del otro (y viceversa).
En el momento de apareamiento, hay setas genital en el 10 º , 15 º y 27 º segmentos. Estas cerdas son largas y puntiagudas (afiladas). Se hunden en la articulación secretando sustancias estimulantes y coordinando las contracciones musculares de ambos socios. Ocurren ondas de contracción entre el clitelo y los receptáculos seminales. Esto provoca la liberación de espermatozoides en la apertura del segmento 15, en un surco ventral. Esta canaleta llevará el esperma a los receptáculos seminales del otro individuo. Lo mismo ocurre con el otro cónyuge.
Los individuos se separan. A nivel del clitelo, hay secreción de un anillo de moco que se deslizará a lo largo del animal. Cuando el animal se mueve, la vaina mucosa llega a la altura de los poros genitales femeninos donde recoge los huevos. Cuando el anillo llega a la 9 º , 10 º segmento animal, los espermatozoides se liberan en el moco. El tubo mucoso se solidifica y forma un capullo, dentro del cual tiene lugar la fertilización. Tenemos un fenómeno de inseminación interna con fertilización externa retardada en un ambiente "marino" reconstituido. Dentro del capullo, los huevos fertilizados se convierten en gusanos juveniles similares a los adultos.
Fertilización internaPara ilustrar este ejemplo, el caso de las esponjas es interesante. Sus células se forman en la base de los coanocitos en la mesoglea . Cuando los ovocitos están maduros, liberan fertilizantes en el atrio y en el ambiente exterior. Los espermatozoides pasan a través de los coanocitos protegiéndose a sí mismos por un caparazón ( espermioquista ). Luego, el esperma pierde su flagelo. El espermioquista se vuelve cilíndrico y desaparece en la saliva vaginal que migra al polo basa del coanocito y entra en contacto con el ovocito maduro. El coanocito pierde su collar, su flagelo , se convierte en una célula portadora y migra al nivel de la mesoglea. Hablamos de pronúcleo masculino. La célula portadora se adhiere al enorme ovocito y crea una muesca en el citoplasma. La célula portadora inyecta el pronúcleo masculino a través de un puente citoplasmático. Hablamos de fertilización interna e indirecta. Los dos pronúcleos están entonces en contacto, es fertilización .
Fertilización directaLa fertilización directa es peculiar en el reino animal. Está reservado para ciertas especies hermafroditas .
La autofecundación mediante la cual los gametos del mismo individuo se unen entre sí es excepcional. Sin embargo, se conoce en platelmintos , tunicados y algunos gasterópodos .
La reproducción sexual es un medio eficaz de generar diversidad dentro de una población de organismos complejos, en particular cuando su tamaño y vida útil no permiten un número suficiente de reproducciones para asegurar mutaciones viables. La reproducción sexual, mediante la recombinación de segmentos de ADN viables, asegura que cada individuo será diferente de los producidos por una reproducción diferente de los mismos padres, al tiempo que reduce en gran medida los riesgos de que estos no sean viables.