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2.1 Reproducción y ciclos biológicos de los vegetales marinos
2.2 Reproducción y embriología de los animales marinos ...

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BLOQUE TEMÁTICO II – 2.1 Reproducción y Ciclos Biológicos de Los Vegetales Marinos. MULTIPLICACIÓN VEGETATIVA O propagación vegetativa, es la producción de un nuevo individuo a partir de una célula o fragmento de la planta madre. Se origina por mitosis, no hay variabilidad genética, los nuevos individuos son genéticamente idénticos (clones) a planta madre. Puede ser:  HOLOCÁRPICA: Interviene todo el individuo, por lo tanto, la planta madre desaparece.  EUCÁRPICA: Una parte del individuo se diferencia como estructura reproductora, por lo tanto, sobrevive a la formación de descendencia. MECANISMOS MULTIPLICACIÓN VEGETATIVA  EN UNICELULARES: a partir de una célula.

 EN PLURICELULARES: a partir de un fragmento que actúa como propágulo. - Hormogonios: fragmento del filamento de cianofíceas que produce una colonia completa. - Rizomas: tallo subterráneo con yemas que producen esquejes.  REPRODUCCIÓN ASEXUAL POR CÉLULAS O CUERPOS GERMINALES ESPECIALIZADOS Un individuo (ESPOROFITO) produce esporas en los esporangios. -

Zoosporas: esporas con flagelo, se producen en el interior de los esporangios. Aplanosporas: esporas sin flagelos, se producen en el interior de los esporangios. Acinetos: Se originan a partir de células que se vuelven más grandes y con una pared más gruesa. Es típico en cianofíceas, se producen como respuesta a condiciones desfavorables y germinan cuando las condiciones ambientales vuelven a ser adecuadas.

REPRODUCCIÓN SEXUAL: Producción de descendencia por unión de células germinales o gametos. Implica meiosis antes de que ocurra la fecundación. Los descendientes son genéticamente distintos de sus descendientes, aumenta la variabilidad genética. Por el proceso de meiosis se forman los gametos o células sexuales. Se reduce a la mitad el número de cromosomas, es decir se forman células haploides

Ocurren dos divisiones nucleares consecutivas. Durante la meiosis I se produce entrecruzamiento lo que genera nuevas combinaciones de alelos. Es una fuente de variabilidad genética. Luego en la meiosis II se separan las cromátidas hermanas.

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Según los gametos que forma la planta:

1. MONOICOS o HERMAFRODITAS: gameto ♀ y ♂ formados en el mismo pie de planta. 2. DIOICOS: gameto ♀ y ♂ formados en distintos pie de planta. -

Según el tipo de fecundación o singamia se pueden distinguir:

1. ALOGAMIA o ANFIMIXIA: se produce la unión de dos gametos procedentes de individuos (progenitores) diferentes. Es la que ocurre en organismos DIOICOS (con sexos separados) 2. AUTOGAMIA o AUTOMIXIA: cuando ocurre la unión de dos gametos procedentes del mismo individuo. Es la que ocurre en organismos MONOICOS O HERMFRODITAS (con ambos sexos en el mismo individuo) aunque poseen mecanismos para favorecer la alogamia. El individuo que produce los gametos es el GAMETOFITO, los gametos se producen en órganos especializados (gametangios). -

Según el tipo de gametos:

1. ISÓGAMOS: Los gametos son iguales en forma y función. 2. ANISÓGAMOS: Los gametos son similares en forma y función, pero de distinto tamaño. 3. OÓGAMOS: Los gametos son diferentes en forma y función. El óvulo o gameto femenino no se desplaza y es receptor del gameto masculino.

TIPOS DE CICLOS BIOLÓGICOS 1- CICLO HAPLONTE: Es el más simple y se da en organismos primitivos. *Sólo existe una generación como fase adulta o vegetativa y es haploide. *Los gametos se producen por mitosis y también son haploides. *Cuando ocurre la fecundación se produce un cigoto diploide que se divide rápidamente por meiosis (reducción zigótica) generando un individuo haploide. *Solo el zigoto es dipoide.

2- CICLO DIPLONTE: Solo existe una generación como fase adulta y vegetativa y es diploide. *La meiosis ocurre antes de la formación de los gametos y se denomina reducción gamética. *Luego de la fecundación se produce el zigoto que es diploide, que germina rápidamente dando lugar al individuo adulto diploide. *Solo los gametos son haploides.

3- CICLO HAPLO-DIPLONTE O ALTERNANCIA DE GENERACIONES: Existe una fase vegetativa haploide y una diploide. *La fase haploide es la del GAMETOFITO que produce los gametos (n). *Los gametos se unen por fecundación dando lugar al zigoto (2n) que forma el esporofito (2n). *La fase diploide es el ESPOROFITO (2n) que producen las esporas (n) por meiosisà reducción espórica. *Las esporas forman los gametofitos (n).

 Según la forma de la forma de los cuerpos vegetativos (adultos): 1. ISOMÓRFICOS: Si el GAMETOFITO (n) y el ESPOROFITO (2n) son idénticos 2. HETEROMÓRFICOS: Si el GAMETOFITO es diferente en forma al ESPOROFITO.  Según el número de generaciones que haya en un ciclo son: 1. MONOGENÉTICO: Solo hay una generación (en ciclos haplontes y diplontes). 2. DIGENÉTICO: Dos generaciones se desarrollan como adultos, una gametofítica y otra esporofítica. 3. TRIGENÉTICO: Tres generaciones se desarrollan como adultos, una gametofítica y dos esporofíticas.

 REINO: PLANTAE – FILO: VIRIDIPLANTAE – SUBFILO: CHAROPHYTA – ESPECIE: Spirogyra sp. GAMETOS: *DIOICA (gameto ♀ y ♂ formados en distintos pies de planta) *ISOGÁMICO (gameto ♀ y ♂ de igual forma) CICLO: *HAPLONTE (gametofito (n) es la fase adulta, es diploide (2n) solo el zigoto) *MONOGENÉTICO (solo una fase adulta)  REINO: PLANTAE – FILO: VIRIDIPLANTAE – SUBFILO: CHLOROPHYTA – ESPECIE: Codium spp. GAMETOS: *DIOICA (gameto ♀ y ♂ formados en distintos pie de planta) *ANISOGÁMICO (gametos ♀ y ♂ de distinto tamaño) CICLO: *DIPLONTE (gametofito (2n) es la fase adulta, es haploide solo el gameto (n). *MONOGENÉTICO (solo una fase adulta 2n)

 REINO CHROMISTA – FILO: Ochrophyta – CLASE: Phaeophyceae – ESPECIE: Cutleria multifida GAMETOS: *DIOICA (gameto ♀ y ♂ formados en distintos pies de planta) *ANISOGÁMICO (gametos ♀ y ♂ distinto tamaño) CICLO: *HAPLO-DIPLONTE (generación adulta haploide y diploide) *HETEROMÓRFICO (forma del gametofito y esporofito diferente) *DIGENÉTICO (dos generaciones)

 REINO: PLANTAE – SUBREINO: Viridiplantae – FILO: Chlorophyta – ESPECIE: Ulva rigida

rígida

GAMETOS: *DIOICA (gameto ♀ y ♂ formados en distintos pies de planta) *ISOGAMICO (gametos ♀ y ♂ iguales) CICLO *HAPLO-DIPLONTE (generación adulta haploide y diploide). *ISOMÓRFICO (las dos formas adultas iguales) *DIGENÉTICO (dos generaciones)

–ESPECIE: Ulva lactuca GAMETOS: *DIOICA (gameto ♀ y ♂ formados en distintos pies de planta) Ulva lactuca

*ANISOGÁMICO (gametos ♀ y ♂ distinto tamaño) CICLO *HAPLO-DIPLONTE (generación adulta haploide y diploide). *ISOMÓRFICO (las dos formas adultas iguales) *DIGENÉTICO (dos generaciones)

 REINO: PLANTAE – SUBREINO: Biliphyta Rhodophyta – ESPECIE: Asparagopsis armata

–FILO:

GAMETOS: *DIOICA (gameto ♀ y ♂ formados en distintos pie de planta) *OÓGAMO (gametos ♀ y ♂ diferentes, femenino no se desplaza, más grande) CICLO: *HAPLO-DIPLONTE (generación adulta haploide y diploide). Se creía que eran especies diferentes. *HETEROMÓRFICO (diferente forma gametofito y esporofito) *TRIGENÉTICO (hay tres generaciones: gametofito, carposporofito y tetrasporofito)

 REINO: PLANTAE – SUBREINO: Biliphyta – FILO: Rhodophyta – ESPECIE: Antithamnion plumula GAMETOS: *DIOICA (gameto ♀ y ♂ formados en distintos pie de planta) *OÓGAMO (gametos ♀ y ♂ diferentes, femenino no se desplaza, más grande) CICLO: *HAPLO-DIPLONTE (generación adulta haploide y diploide) *ISOMÓRFICO (igual forma gametofito y tetrasporofito) *TRIGENÉTICO hay tres generaciones: gametofito (n), carposporofito (2n epífito sobre el gametofito) y tetrasporofito (n)

 REINO: PLANTAE – SUBREINO: Viridiplantae – F ILO: Tracheophyta – SUBFILO: Spermatophytina (espermatofitas o fanerógamas) – ESPECIE: Cymodocea nodosa Tienen reproducción asexual y sexual -

ASEXUAL (clonación) por elongación de sus rizomas que permiten la propagación de la pradera, se les llama plantas ”clonales” porque son genéticamente idénticas al progenitor. SEXUAL como todas las fanerógamas o espermatofitas produce semillas.

Son DIOICAS, las flores ♀ y ♂ se encuentran en distintas plantas. Las flores femeninas son muy simples y difícilmente observables. Las flores masculinas elongan el pednculo floral entre 7 y 10 centímetros, con 2 estambres cargados de polen de color rojizo. GAMETOS: *DIOICA (las flores ♀ y ♂ se encuentran en distintas plantas) *OÓGAMO (gametos ♀ y ♂ diferentes, femenino no se desplaza, más grande) CICLO: *HAPLO-DIPLONTE (la etapa de gametofito (n) muy reducida, predomina la etapa de esporofito (2n). CICLO HAPLODIPLONTE EN FANERÓGAMAS La etapa de gametofito (n) reducida a unas pocas células dentro de las estructuras del esporofito, predomina la etapa de esporofito (2n) (planta).

2.2 Reproducción Y Embriología de los Animales Marinos. REPRODUCCIÓN EN ANIMALES  REPRODUCCIÓN ASEXUAL Es un proceso rápido y directo en el que un individuo produce copias genéticamente idénticas de sí mismo llamadas clones. Las mutaciones se manifiestan inmediatamente y los procesos evolutivos se dan con rapidez. Asegura un rápido aumento del número de individuos. Ocurre en bacterias, eucariotas unicelulares y en muchos grupos de invertebrados (cnidarios, briozoos, anélidos, equinodermos y hemicordados). Nunca en vertebrados. Tipos: 1. División (binaria o múltiple):  DIVISIÓN BINARIA *Común en bacterias y protozoos. El cuerpo del progenitor se divide por mitosis. Esta división puede ser longitudinal o transversal. *División binaria transversal es la que ocurre por ejemplo en los cnidarios de la clase Schyphozoa (escifozoos o medusas). La fase pólipo que es la de vida sésil produce éfiras de vida libre por división binaria transversal. El proceso se conoce como estrobilación.

 DIVISIÓN MÚLTIPLE El núcleo se divide repetidamente antes de la división del citoplasma, dando lugar a muchas células hijas más pequeñas. Es muy común en protozoos parásitos. 2. Gemación Es una división desigual. El progenitor desarrolla una yema a partir de la cual se desarrolla otro individuo similar que finalmente se separa. Ocurre en varios filos, poríferos, cnidarios y briozoos. 3. Gemulación Es la formación de un nuevo individuo a partir de una gémula, es decir de un agregado de células rodeadas de una cápsula resistente. Un caso típico se da en esponjas. 4. Fragmentación La rotura de un animal pluricelular en dos o más fragmentos, puede generar nuevos individuos completos. También llamada regeneración, puede ocurrir en cnidarios antozoos (anémonas), equinodermos y gusanos planos. En la anémona Alicia mirabilis la reproducción se da cuando el disco pedio se extiende, luego la anémona se separa dejando fragmentos del disco pedio que se convierten en anémonas juveniles.

 REPRODUCCIÓN SEXUAL Consiste en la formación de nuevos individuos a partir de gametos (óvulos y espermatozoides). Se caracteriza por presentar meiosis, la célula se divide dos veces formando cuatro células con la mitad de cromosomas (haploide). Los individuos pueden ser: *DIOICOS: Sexos separados. Hay organismos masculinos y femeninos. *MONOICOS O HERMAFRODITAS: Organismos con órganos reproductores de los dos sexos.

FORMAS MENOS FRECUENTES DE REPRODUCCIÓN SEXUAL -

HERMAFRODITISMO

Son los animales que tienen estructuras reproductoras femeninas y masculinas en un mismo individuo. El apareamiento implica un intercambio mutuo de espermatozoides. Se reproducen así, invertebrados sésiles, excavadores o endoparásitos (platelmintos, anélidos, cirrípedos, gasterópodos pulmonados). También existen algunos casos de peces. Algunos hermafroditas se autofecundan pero la mayoría intercambian gametos con otro individuo de su misma especie. -

HERMAFRODITISMO SUCESIVO

En algunos peces se produce el hermafroditismo secuenciado, donde el animal sufre durante su vida un cambio de sexo programado genéticamente o también un cambio de sexo social. *Protogínia: Primero son hembras (Thalassoma pavo) *Protándria: Primero son machos (Amphiprion sp, pez payaso) *Reversión del sexo: Es una estrategia oportunista (Holacanthus tricolor, ángel caribeño). A veces ocurre cuando en un grupo social muere el macho dominante, entonces la hembra de mayor tamaño pasa a ser macho.

FORMAS MENOS FRECUENTES DE REPRODUCCIÓN: PARTENOGÉNESIS PARTENOGÉNESIS: Es el desarrollo de un embrión a partir de un ovulo sin fecundar. Se da en platelmintos, crustáceos, insectos, anfibios y reptiles, y más raramente en peces y muy excepcionalmente en aves. 1. Partenogénesis ameiótica o diploide: no existe meiosis, el huevo se forma por mitosis, por lo tanto, es diploide. Puede considerarse como reproducción asexual, al no existir células haploides. Este tipo se conoce en algunos platelmintos, rotíferos, crustáceos, insectos y anfibios. En estos casos los descendientes son clones del progenitor. 2. Partenogénesis meiótica o haploide: se forma un óvulo haploide por meiosis que se desarrolla sin ser fecundado. Se da en algunos platelmintos, rotíferos, anélidos, insectos peces, anfibios y reptiles. Aunque no existe singamia, se produce meiosis, y por tanto recombinación, por lo que se puede considerar un medio de reproducción sexual. En ocasiones, la condición diploide se recupera por duplicación de los cromosomas; otras veces, el individuo queda, aunque recombinante, haploide *Entre los animales vertebrados el proceso es extremadamente raro y sólo ha sido documentado en menos del 0,1% de las especies.

*En diciembre de 2001 una hembra de tiburón martillo (Sphyrna tiburo) tuvo una cría en cautividad, en un tanque que contenía tres tiburones adultos, todas hembras. Los científicos determinaron que la configuración genética (microsatélites) de la cría de tiburón se correspondía con la de una de las hembras en el tanque, sin trazas de intrusión masculina. *En 2006, un equipo de investigadores descubrió a dos dragones de Komodo (Varanus komodoensis), la especie más grande de lagarto en el mundo, que habían producido huevos que se habían desarrollado sin ser fertilizados con esperma. *En 2007 expertos en serpientes lograron identificar el primer caso de partenogénesis de una boa constrictor (Boa constrictor). Las huellas de ADN (microsatélites) revelaron que las crías tenían varias diferencias genéticas de cualquiera de los machos, lo cual los descartaba como padres. Lo más curioso es que las boas hembras tienen cromosomas sexuales (ZW) y los machos (ZZ). En este caso todas las crías eran (WW) lo que no se había observado nunca; evidenciando que la mitad de los cromosomas provenían de la madre y se duplicaron.

ALTERNANCIA DE REPRODUCCIÓN SEXUAL Y ASEXUAL *En los cnidarios, por ejemplo en la clase Scyphozoa, se da una alternancia entre la reproducción sexual y la asexual. Las medusas de vida libre producen gametos haploides, óvulos y espermatozoides, que se liberan al medio, donde ocurre la fecundación. Luego de la fecundación se forma el zigoto (2n) que formará una larva plánula que se fija al sustrato. Se desarrolla el pólipo de vida sésil, que por estrobilación (reproducción asexual) formará pequeñas medusas de vida libre.

VENTAJAS E INCONVENIENTES DE LA REPRODUCCIÓN SEXUAL Y ASEXUAL **La reproducción sexual, tiene numerosos inconvenientes, es complicada, requiere más tiempo, gasta mucha más energía y supone una pérdida del 50% del genoma parental. La pareja reproductora tiene que reunirse y coordinar sus actividades para tener descendencia. La producción de machos que nunca lleguen a reproducirse es un despilfarro energético y un consumo de recursos que podrían utilizar las hembras. La gran ventaja es la separación y recombinación del material genético, que asegura la producción de genotipos nuevos que pudiesen estar mejor adaptados a condiciones ambientales cambiantes. **La reproducción asexual tiene mayor descendencia en un mismo tiempo y es la mejor manera de colonizar un hábitat vacío, pero con la saturación, comienza la competencia y la variabilidad genética proporciona la diversidad que permite que la población pueda sobrevivir.

TIPOS DE CICLOS EN LA REPRODUCCIÓN SEXUAL a) HAPLONTE En muchos protistas y hongos, aunque no en todos, la meiosis ocurre inmediatamente después de la fecundación. La mayor parte del ciclo vital transcurre en el estado haploide (indicado con una línea verde). b) HAPLO-DIPLONTE En las plantas y en algunos animales primitivos como los rotíferos, la fecundación y la meiosis están separadas en el tiempo. El ciclo vital del organismo incluye una fase diploide (representada por la línea azul) y una fase haploide (verde). c) DIPLONTE En la mayoría de los animales, la meiosis es inmediatamente seguida por la fecundación. En consecuencia, durante la mayor parte del ciclo vital el organismo es diploide.

CICLOS BIOLÓGICOS **DIPLONTE** *La mayor parte de la vida el organismo es diploide (2n), con órganos reproductores que producen gametos (n). *La única etapa haploide es en los gametos (n), hasta que ocurre la fecundación. *Luego de la fecundación se forma el zigoto (2n) que dará lugar al adulto (2n).

**FECUNDACIÓN** *Es la unión de los gametos haploides, para formar una célula diploide llamada zigoto o cigoto. La combinación de alelos del cigoto es diferente a la de los progenitores. La recombinación genética es la característica más importante de la reproducción sexual. *Puede ser EXTERNA (los gametos se liberan al exterior) o INTERNA (los gametos se unen dentro del cuerpo del organismo).

-FECUNDACIÓN EXTERNA: Se produce en el agua y es al azar. En poríferos, cnidarios, equinodermos, moluscos, mayoría de los peces y anfibios. -FECUNDACIÓN INTERNA: La fecundación se produce dentro del cuerpo de la hembra. En insectos, algunos gusanos y moluscos, tiburones, reptiles, aves, mamíferos. DESARROLLO EMBRIONARIO El desarrollo del individuo desde la fase de huevo hasta la madurez sexual se denomina ontogénesis. Comprende dos períodos: 1. DESARROLLO EMBRIONARIO; Embrión: cuando se desarrolla dentro del cuerpo de la madre. 2. DESARROLLO POSTEMBRIONARIO; Larva: cuando tiene vida independiente pero no está desarrollado como adulto.

DESARROLLO DEL HUEVO OVÍPAROS: Los huevos con el embrión se depositan en el medio, y ahí se completa todo el desarrollo. La fecundación puede ser interna o externa.

OVOVIVÍPAROS: Los huevos se producen tras la fecundación interna y son retenidos en el cuerpo de la madre. Reciben el alimento del vitelo del huevo. VIVÍPAROS: El huevo se desarrolla en el oviducto o útero y el embrión recibe el alimento directamente de la madre. Lagartos, serpientes, algunos tiburones y mamíferos.

DESARROLLO POSTEMBRIONARIO *DESARROLLO DIRECTO: Cuando el animal tiene desde el nacimiento los caracteres del adulto. Vida embrionaria larga, nutrición basada en las sustancias de reserva del huevo *DESARROLLO INDIRECTO: Cuando el desarrollo va precedido de estadios larvarios. Vida embrionaria corta. Las formas larvarias se transforman en adultos de manera rápida o gradual. Se producen transformaciones de órganos, formación de nuevas estructuras y regresión de otras. El conjunto de estos cambios se llama metamorfosis, y va acompañada de profundos cambios en las funciones, las condiciones de vida y en ocasiones de hábitat.

ETAPAS DEL DESARROLLO El proceso de diferenciación celular, condiciona irrevocablemente a una célula a un lugar y función determinada. Cuando la estructura se ha comprometido, se dice que está determinada. 

SEGMENTACIÓN: es la división del Zigoto repetidamente. Se divide por mitosis, generando células hijas llamadas Blastómeros. Durante este proceso no hay aumento de tamaño y se llega hasta el estado de mórula. o Segmentación Espiral Determinada: Los husos de segmentación son oblicuos a los ejes del huevo. Cada blastómero separado experimentalmente daría lugar a una parte determinada. Es el tipo de segmentación en protostomados. o Segmentación Radial Indeterminada: Los blastómeros se sitúan según el sentido latitudinal y longitudinal del huevo. Es indeterminada porque cada blastómero podría dar lugar a un animal completo. Es e...