Tema 5 Reproduccion y Desarrollo animal PDF

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Profesora Ana Cardenas...

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REPRODUCCIÓN 5 Y DESARROLLO ANIMAL 1. 2. 3. 4. 5. 6. 7.

Tipos de reproducción: asexual y sexual. Aparato reproductor: estructura y función. Conceptos básicos. Organización del huevo. Tipos de huevos. Desarrollo embrionario y postembrionario. Larvas y metamorfosis.

1. Tipos de reproducción: asexual y sexual  Asexual La reproducción asexual es la producción de individuos sin gametos. Todos los descendientes que se producen por reproducción asexual a partir de un individuo tienen el mismo genotipo y se denominan clones. Se presenta en bacterias y en eucariontes unicelulares, así como en muchos filos de invertebrados como Cnidarios, Briozoos, Anélidos, Equinodermos y Hemicordados. En estos grupos, la reproducción asexual asegura un aumento rápido del número de individuos cuando el desarrollo y la diferenciación del organismo aún no son suficientes para la producción de gametos. 

DIVISIÓN SIMBLE (BIPARTICIÓN): es bastante común en las bacterias y los protozoos. El cuerpo del progenitor se divide por mitosis en dos partes aproximadamente iguales, cada una de las cuales crece hasta formar un individuo semejante al progenitor. La división binaria puede ser longitudinal, como en los protozoos flagelados, o transversal, como en los ciliados.

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GEMACIÓN: es una división desigual del organismo. Un nuevo individuo surge como un saliente (yema) desde el progenitor, desarrolla órganos semejantes a los del organismo parental, y entonces se separa de él. La gemación ocurre en diversos filos de animales y es especialmente importante en los Cnidarios.

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FRAGMENTACIÓN (POSTERIOR REGENERACION): un animal pluricelular puede romperse en dos o más fragmentos, cada uno de los cuales es capaz de convertirse en un individuo completo. Muchos invertebrados pueden reproducirse asexualmente, simplemente rompiéndose en dos fragmentos, y entonces cada uno regenera las partes perdidas, como hacen, por ejemplo, la mayoría de las anémonas y muchos hidrozoos.

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DIVISIÓN MÚLTIPLE: el núcleo se divide repetidamente antes de la división del citoplasma, dando lugar a numerosas y pequeñas células hijas.

-GEMULACIÓN: es la formación de un nuevo individuo a partir de una gémula, es decir, un agregado de células rodeadas por una cápsula resistente. En muchas esponjas de agua dulce las gémulas se forman durante el otoño y soportan el invierno en el interior del cuerpo, seco o congelado, de su progenitor. Al llegar la primavera, las células internas de la gémula se activan, salen de la cápsula y crecen hasta formar una nueva esponja. -ESPORULACIÓN: formación de esporas y liberación posterior de éstas.

 Sexual 

BIPARENTAL: Intervienen dos individuos de sexo distinto, se llama por eso diecia, y los individuos progenitores se dice que son dioicos, hay un macho y una hembra. El aspecto puede ser similar o no, lo que importa es que las células sexuales sean distintas. Si además de producir células sexuales distintas, los sexos son morfológicamente distintos se dice que la especie es, además de dioica, dimórfica, puesto que aparecen caracteres sexuales secundarios.

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PARTENOGENESIS:Es el desarrollo de un embrión a partir de un óvulo no fecundado, ese óvulo puede haber sufrido ya la meiosis, siendo entonces la partenogénesis míctica y la nueva generación haploide, o no haberla sufrido, siendo en ese caso amíctica y la nueva generación diploide. Tienen este tipo de reproducción los rotíferos, nemátodos, insectos, crustáceos y muy puntualmente los vertebrados (se ha comprobado que algunos anfibios y reptiles en condiciones extremas pueden reproducirse por partenogénesis, como los lagartos de las zonas desérticas, que en ausencia de la pareja realizan la partenogénesis para la supervivencia de la especie). A pesar de que solo interviene un progenitor, el hecho de que la célula que prolifere sea un óvulo indica que hay sexos, en este caso la hembra es la única capaz de realizar la partenogénesis, y por eso se considera sexual. La reproducción por partenogénesis aparece como una alternativa a la reproducción biparental en condiciones extremas y adversas, en invertebrado se da la reproducción biparental, pero en condiciones adversas se da la partenogénesis con la pauta de que se alternan generaciones haploides y diploides, lo cual viene regulado por la época del año.

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HERMAFRODITISMO: Consiste en que el mismo individuo hay órganos reproductores masculinos y femeninos. Se llaman animales monoicos, puesto que en realidad sólo hay un sexo y todos los

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individuos lo comparten, y al proceso se le llama monoecia. En general, en los hermafroditas, no maduran al mismo tiempo los órganos masculinos o femeninos, sino que distinguimos: -PROTANDRIA: En los monoicos protándricos se desarrollan primero los órganos masculinos y luego los femeninos.

-PROTOGINIA: En los monoicos protogínicos maduran antes los órganos femeninos y luego los masculinos. La protandria y la protoginia son estrategias evolutivas que aparecen para evitar la autofecundación, por lo que se obliga a los individuos a aparearse y por tanto se fomenta la variabilidad genética.

2. Aparato reproductor: estructura y función Cuando se observan las características de los órganos reproductores en distintos grupos animales se puede observar que el sistema reproductor es muy constante y homogéneo en todos ellos aunque se encuentren muy alejados taxonómicamente. Se reconocen las mismas estructuras en todos ellos:      

Dos gónadas: Existe siempre un par de gónadas que son órganos productores de gametos. Dos conductos: Al tiempo existen un par de conductos que conducen las gónadas. Pueden ser oviductos para la hembra o vasos eferentes para el macho. Útero: Propio de la hembra, albergará el óvulo. Conducto eferente asociado a glándulas: Exclusivo del macho. Vagina: Conectada al útero se abre al exterior, en hembras. Generalmente lleva asociada estructuras para la puesta de huevos en animales con este hábito. Órgano copulador: En machos, conectado al conducto eferente.

Como ya se ha indicado existe una gran homogeneidad en relación a la estructura de los aparatos reproductores, por lo que la principal diferencia entre unos organismos y otros del mismo tipo de reproducción está en la estructura y componentes del huevo. Los órganos reproductores de los animales que se reproducen sexualmente son de dos tipos: órganos primarios; es decir, las gónadas que producen los espermatozoides y óvulos, así como las hormonas sexuales; y los órganos accesorios, que ayudan a las gónadas en los procesos de formación y liberación de los gametos, y que en muchos casos también sirven para dar acogida y protección al embrión; pueden ser muy variables, y entre ellos se encuentran los gonoductos (espermiductos y oviductos), los órganos para la transferencia de espermatozoides a la hembra, los órganos para el almacenamiento de espermatozoides o de vitelo, los dedicados a formar cubiertas protectoras para los huevos, y los órganos nutritivos, como las glándulas vitelógenas y la placenta. Órganos reproductores de los invertebrados: Los insectos son de sexos diferenciados (dioicos) y realizan la fecundación interna mediante cópula e inseminación, por lo que, en consecuencia, poseen unos sistemas reproductores complejos. El esperma producido por los testículos pasa a través de unos espermiductos, hasta unas vesículas seminales, y desde éstas, a un único conducto eyaculador que conduce hasta el pene. El líquido seminal, que se forma en una o más glándulas accesorias, se añade al semen en el conducto eyaculador. Las hembras poseen un par de ovarios, formados a partir de una seria de túbulos ováricos. Los óvulos maduros pasan a través de unos oviductos hasta una cámara genital común, y desde ésta a una pequeña bursa copuladora (vagina); los espermatozoides se desplazan desde aquí hacia un receptáculo seminal, en el que se almacenan. Es frecuente que una única cópula proporcione suficiente esperma para toda la vida reproductora de la hembra.

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Órganos reproductores en vertebrados: Los aparatos reproductor y excretor de los vertebrados constituyen lo que se denomina sistema urogenital debido a su estrecha conexión anatómica. Esta asociación es muy estrecha durante el desarrollo embrionario. En los machos de los peces y los anfibios, el conducto que vacía el riñón (conducto opistonéfrico o de Wolf) también sirve como espermiducto. En los machos de los reptiles, las aves y los mamíferos, en los que el riñón desarrolla su propio conducto independiente (uréter) para eliminar los desechos, el antiguo conducto mesonéfrico, actúa exclusivamente como espermiducto o conducto deferente. En todos estos casos, con la excepción de la mayor parte de los mamíferos, estos conductos desembocan en una cloaca, una cámara común en la que desembocan el intestino y los conductos genitales y excretores. Casi todos los mamíferos placentarios carecen de cloaca; en lugar de ello, el sistema urogenital tiene una abertura independiente del ano. En las hembras, el conducto uterino u oviducto es un conducto independiente que finaliza en la cloaca, en el caso de los animales en los que ésta existe.

3. Conceptos básicos. EMBRIOLOGÍA: Estudio del crecimiento y diferenciación progresivos que tienen lugar durante las primeras etapas del desarrollo embrionario. En los Metazoos se diferencian precozmente células germen a partir de células somáticas. La unión de células germinales origina la siguiente generación. El cuerpo de los parentales muere y el ciclo vital comienza.

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 ONTOGENIA: Desarrollo de un individuo desde el huevo hasta la senectud. (Ontogénesis o Embriogénesis).

 ESPECIES GONOCORÍSTICAS O DIOICAS: Presentan machos (con aparato genital masculino) y hembras (con aparato genital femenino).  ESPECIES HERMAFRODITAS O MONOICAS: Sólo tienen un tipo de individuo con aparato genital femenino y masculino. Ovulíparos: La hembra pone óvulos no fecundados. La fecundación y el desarrollo embrionario son externos, en ambiente acuático. Se precisa un gran número de gametos y presentan una alta tasa de mortalidad. Ovíparos: La hembra pone huevos fecundados. El desarrollo embrionario ocurre fuera del cuerpo de la hembra. Ovovíviparo: La hembra retiene los huevos en el interior de su cuerpo y los pone cuando el desarrollo embrionario está próximo a su fin. Vivíparo: Las hembras desarrollan la placenta y el desarrollo embrionario se da dentro del útero de la hembra.  METAGENESIS: Existe una alternancia de generaciones sexuadas y asexuadas.  PARTENOGENESIS: El óvulo se desarrolla sin haber sido fecundado.   

Arrenótica: origina sólo machos. Teliótica: origina sólo hembras. Deuterótica: que puede originar hembras o machos.

 PEDOGENESIS: Consiste en el desarrollo del óvulo dentro de un estado larval, sin haber sido fecundado.  NEOTENIA: Se trata de la reproducción sexual de larvas que han desarrollado sus gónadas.  POLIOVULACIÓN: Cuando se presentan más de una cría por cada camada; cada una de ellas procede de un óvulo fecundado. Las crías pueden ser de distinto sexo y su material genético es diferente.  POLIEMBRIONIA: Cuando se presentan más de una cría por cada camada pero éstas proceden de un mismo óvulo que después de las primeras divisiones se parte. Las crías presentan el mismo sexo y el mismo material genético. REPRODUCCIÓN GAMÉTICA: Implica de producción de células especiales (gametos); su unión o la de sus núcleos. 

Gameto: Célula sexual haploide y madura; se distinguen los femeninos (Macrogametos, óvulos, grandes e inmóviles) y masculinos (Microgameto, espermatozoides, pequeños y móviles). -Isogámicos: Grupos animales que producen gametos femeninos y masculinos idénticos. -Heterogámicos: Grupos en los que ocurre una diferenciación morfológica entre los gametos.

GAMETOGÉNESIS: Proceso de formación de los gametos. -Difusa: En cualquier parte del cuerpo. -Localizada: En las gónadas.

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REPRODUCCIÓN 5 Y DESARROLLO ANIMAL OOGÉNESIS Células germinales o primordiales (suelen ser mayores que las células somáticas) (2n). Se dividen por mitosis en un periodo de multiplicación.

Gonias o gonocitos (ovogonias, oogonias) Crecen cuando se disponen a dividirse.

Ovocitos (oocitos) primarios. Sufren la primera división meiótica Se presenta un periodo de reposo.

Primer corpúsculo polar (cuerpo polar)

Ovocito secundario

(Puede dividirse o no)

Sufre la segunda división meiótica

Segundo corpúsculo polar

Óvulo (n)

En la oogénesis la célula huevo retiene todo el citoplasma y los cromosomas excedentes se eliminan en los cropúsculos polares. Los cropúsculos polares permanecen adosados al óvulo y terminan por atrofiarse o reabsorberse; se podrían considerar como óvulos abortivos. Es posible que la emisión de los cuerpos polares ocurra durante el proceso de fecundación. Durante el proceso se acumula sustancia de reserva (vitelo). DEUTOPLASMOGÉNESIS (= VITELOGÉNESIS): Formación y acumulación de sustancias de reserva (vitelo o deutoplasma). -Solitaria: En el citoplasma del oocito. -Alimentaria: En otras fuentes (Ej. células vitelógenas).

ESPERMATOGÉNESIS Células germinales o primordiales (suelen ser mayores que las células somáticas) (2n) Se dividen por mitosis en un periodo de multiplicación.

Gonias o gonocitos (espermatogonias) Crecen, cuando se disponen a dividirse, aunque no tanto como el óvulo.

Espermatocitos primarios Sufren la primera división meiótica No se presenta un periodo de reposo

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Espematocito secundario Sufren la segunda división meiótica

Espermátidad ESPERMOHISTOGÉNESIS: Transformación de las características morfológicas de las espermátidas que las transforma en espermatozoides. El núcleo se mantiene; los centriolos se transforman en el centriolo proximal, distal y en el filamento axial. El material mitocondrial y el citoplama se eliminan en parte y se transforman en el filamento espiral. El aparato de Golgi forma el acrosoma.

Espermatozoides (n) En la espermatogénesis la división citoplásmica es igual y se producen cuatro espermatozoides por espermatogonia.

DIFERENCIACIÓN: Proceso por el que el zigoto desarrolla un animal complejo; está establecido hereditariamente en el organismo. El desarrollo procede desde lo más general a lo más específico; se adquieren primero los caracteres desde el del grado más alto de la jerarquía (clase, orden, familia, género, especie).  ESTADOS: Fecundación; segmentación, blastulación, gastrulación, diferenciación y crecimiento.  FECUNDACIÓN = FERTILIZACIÓN: -Encuentro de los gametos. -Unión de los gametos para formar el zigoto. -Penetración. -Activación del macrogameto. -Singamia (unión de los núcleos). -Formación de membrana de fecundación.    

Autofecundación: Fecundación entre óvulos y espermatozoides de un mismo individuo. Fecundación cruzada: Fecundación entre dos individuos hermafroditas. Fecundación externa: En el exterior del cuerpo de la hembra. Fecundación interna: En el interior del cuerpo de la hembra. 7

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Partenogénesis: Los óvulos se desarrollan sin fecundación. Desarrollo de un embrión sin la participación de espermatozoides.

En la fecundación sólo penetra en el óvulo un espermatozoide; por cualquier parte o por el micropilo (pequeño orificio que une el óvulo con la pared del ovario). En el punto de penetración se puede distinguir un cono de atracción. Suelen penetrar la cabeza y el cuello. En el citoplasma del óvulo se experimenta la reacción de fecundación: contracción del huevo, plasmolisis, aumento de permeabilidad, deshidratación, aumento de viscosidad, redistribución de los componentes citoplásmicos que eliminan un sol coloidal (líquido perivitelino, capa hialina) e intensificación de los procesos oxidativos. Se forma la membrana de fecundación.

4. Organización del huevo Estructura del huevo:    

Núcleo Vesícula citoplásmica Vitelo o deutoplasma (glucídico, lipídico o proteico) Capa cortical: pasa las sustancias al interior del oocito, conserva la integridad del óvulo al abandonar el ovario, determina la polaridad y la simetría del embrión y los primeros movimientos morfogenéticos.

El huevo está desnudo o rodeado de membranas: 

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Primarias: formadas por el mismo óvulo. -Membrana vitelina. -Capa gelatinosa. Secundarias: formadas por las membranas foliculares. Son quitinosas o córneas. -Corion. Terciarias: formadas por el tracto genital. Pueden adquirirse después de la fecundación.

Los óvulos pueden carecer de vitelo, tenerlo en mayor o menor medida o estar acompañados por células vitelógenas que son portadoras de vitelo.

5. Tipos de huevos  Oligolecitos (Isolecitos, Alecitos): pequeños, pobres en vitelo y con una distribución homogénea del vitelo y el citoplasma.  Heterolecitos : Medianamente provistos de vitelo. 8

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 Telolecitos (Polilecitos, Megalecitos): Muy ricos en vitelo. El vitelo se concentra en el polo vegetativo y el núcleo y el citoplasma en el polo animal.  Centrolecitos: Muy ricos en vitelo. El vitelo se localiza en la periferia del huevo y el núcleo y el citoplasma en el centro. Durante la segmentación hay una migración del vitelo al centro del huevo.  Amniótico: Se caracterizan porque el embrión desarrolla cuatro envolturas: el corion, el alantoides, el amnios y el saco vitelino y crea un medio acuoso en el que puede respirar y del que puede alimentarse.

6. Desarrollo embrionario y postembrionario DESARROLLO EMBRIONARIO: SEGMENTACIÓN: Es la división del zigoto que origina los blastómeros. Estos se agrupan en una mórula que tiene casi el mismo tamaño que el zigoto. TIPOS DE SEGMENTACIÓN: a. TOTAL (HOLOBÁSTICA): Afecta a todo el huevo. PARCIAL (MEROBLÁSTICA): Afecta sólo a una parte del huevo. b. IGUAL: Todos los blastómeros son del mismo tamaño. DESIGUAL: Hay dos tipos de blastómeros: grandes (Macromeros) y pequeños (Micromeros). c. IRREGULAR: Hay una disposición desorganizada de los blastómeros. REGULAR: Los blastómeros se organizan según dos modelos: -RADIAL: Los blastómeros se agrupan en hileras verticales y horizontales dejando surcos meridianos y latitudinales. -ESPIRAL: Los blastómeros se disponen, alternándose, en capas horizontales dejando surcos oblicuos en relación al eje de polaridad del huevo.

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REPRODUCCIÓN 5 Y DESARROLLO ANIMAL d. DETERMINADA (MOSAICO): El destino final de cada blastómero está fijado desde las primeras etapas de la segmentación. INDETERMINADA: No está prefijado el destino final de cada blastómero.

e. BISIMÉTRICA (BIRRADIAL): Los dos primeros planos de segmentación (meridianos) constituyen los planos de simetría del embrión. Ctenóforos. f.

BILATERAL: El primer plano de segmentación corresponde al plano de simetría del animal. Tunicados.

g. DISCOIDAL: Se divide un disco de citoplasma en el polo animal del huevo formando un disco de blastómeros (blastodermo o blastodisco) SUPERFICIAL – El huevo se divide varias veces sin que aparezcan límites celulares. Los núcleos alcanzan el citoplasma periférico y se disponen formando una capa sincitial. Después se forman los límites celulares y se delimita un blastodermo periférico alrededor del vitelo central no segmentado.

Segmentación general    

Total (holoblástica) Parcial (meroblástica) Igual Desigual 10

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Segmentación específica          

Irregular Regular Radial Espiral Dete...