REPRODUCCIÓN

REPRODUCCIÓN

Es un proceso biológico que permite la creación de nuevos organismos, siendo una característica común de todas las formas de vida conocidas.  En los organismos que están formados por una sola célula, la división de ésta para dar lugar a una nueva célula equivale a la reproducción de todo el organismo, pero en los organismos pluricelulares ambos procesos, la reproducción de las células y la reproducción del individuo, son diferentes, aunque estén relacionados.

                                 

La reproducción es un proceso que se da tanto en los individuos completos como en las células que los forman. Para que un individuo pueda reproducirse es necesario que lo hagan, al menos, algunas de sus células.

Aunque un organismo pluricelular no se vaya a reproducir necesita que algunas de sus células se dividan para sustituir otras células muertas, o para que el organismo se desarrolle. Pero no todas las células de un organismo pueden dividirse. En los organismos pluricelulares las células se diferencian, dejando de realizar ciertas funciones que son desempeñadas por otras células del individuo, y la reproducción no es una excepción a este hecho: la mayor parte de las células de un individuo adulto no pueden reproducirse, de modo que solo conservan esta capacidad unas pocas células en cada órgano, que reciben el nombre de células madre. Por último, es necesario que algunas de las células con capacidad de reproducirse se dividan para que pueda ocurrir la reproducción del individuo completo.

En los organismos pluricelulares la reproducción celular desempeña tres funciones diferentes: sustituir células muertas, permitir el desarrollo del organismo y hacer posible la reproducción del individuo del que forman parte.

TIPOS DE REPRODUCCIÓN:

REPRODUCCIÓN ASEXUAL
 La reproducción asexual se presenta en todos los organismos unicelulares, pero también en los pluricelulares que no tienen especialización en tejidos (hongos, algas), en la mayor parte de las plantas y en algunos tipos de animales. En algunos casos es el único tipo de reproducción que posee el organismo, como ocurre en bacterias y hongos, por ejemplo, pero es mucho más frecuente que las especies que se reproducen asexualmente también puedan hacerlo sexualmente. Además, muchos organismos que no tienen mecanismos de reproducción sexual sí que tienen algún tipo de mecanismo que les permite intercambiar información genética entre individuos, de modo que pueden dar lugar a nuevas combinaciones de características.

Bipartición: la célula se divide para dar lugar a otras dos de tamaños parecidos entre sí. Internamente, lo que ocurre es que la célula progenitora crece y duplica su ADN, y luego divide su citoplasma gracias a que la membrana se estrangula hasta partir la célula aproximadamente por la mitad. La bipartición se produce en bacterias, levaduras, algas unicelulares y protistas.

Gemación: es un proceso de división desigual, en el que una célula da lugar a otra u otras más pequeñas que ella, que después de separarse deberán crecer hasta dar lugar a un individuo adulto. Externamente se observa el crecimiento de una protuberancia en la célula progenitora, que va haciéndose más grande hasta que es de tamaño similar a la célula madre. Internamente, el núcleo de la célula se divide en el límite entre la célula progenitora y la yema. Es un proceso típico de algunas levaduras.

Esporulación: la esporulación es la formación de esporas, y las esporas son células especiales, envueltas en una cubierta protectora que les permite resistir cuando las condiciones ambientales hacen difícil la supervivencia del individuo. Algunos tipos de organismos, como los hongos, se reproducen siempre formando esporas, que pueden ser transformadas y quedar en reposo hasta que las condiciones ambientales les permiten germinar y dar lugar a otro nuevo hongo, pero hay otros organismos, como muchas bacterias, que se reproducen habitualmente por bipartición, pero que cuando las condiciones de su entorno se hacen difíciles (deshidratación, cambios de temperatura...) forman una espora, capaz de sobrevivir en esas circunstancias. En la mayor parte de los casos, la célula original muere, quedando solo la espora.

Reproducción asexual en plantas

Prácticamente todas las plantas pueden reproducirse de forma asexual por uno o varios mecanismos. En general, todas son capaces de reproducirse mediante esquejes, que son simplemente trozos de la planta que pueden dar lugar a la formación de individuos completos, gracias a que pueden regenerar todos los órganos de la planta. Los esquejes son muy utilizados en jardinería y agricultura como método rápido de propagación. Pero, además de la formación de esquejes, muchas plantas poseen mecanismos específicos de reproducción asexual:

Esporulación: algunas plantas, por ejemplo, los helechos, son capaces de producir esporas que se esparcen y pueden germinar en condiciones ambientales adecuadas. En el caso concreto de los helechos, pero también de los musgos, la formación de esporas forma parte de un ciclo de reproducción alternante, que consiste en que la planta se reproduce alternativamente de forma asexual y sexual.

Gemación: en las plantas, la gemación incluye la formación de diferentes estructuras reproductivas específicas, que son órganos normales (raíces, tallos, hojas) modificados. Existen varios tipos de yemas diferentes:

Rizomas: son tallos subterráneos que crecen horizontalmente y que pueden dar lugar a raíces y brotes a partir de sus nudos. Es un mecanismo habitual en plantas de climas fríos, que pierden sus partes aéreas durante el invierno, y que al llegar la primavera rebrotan a partir de los tallos subterráneos que aún están vivos. También son muy empleados en agricultura.

Tubérculos: son también tallos subterráneos modificados y engrosados, que acumulan sustancias de reserva que sirven para que las futuras plantas se desarrollen hasta que puedan realizar la fotosíntesis para auto mantenerse. El ejemplo típico de tubérculo es la patata, que también es un ejemplo de cómo los tubérculos pueden utilizarse como alimento, gracias a la gran cantidad de sustancias de reserva que acumulan.

Estolones: son tallos rastreros, pero superficiales, que no tienen apenas hojas. Los nudos pueden desarrollar raíces y tallos verticales normales, a partir de los cuales nacen las nuevas plantas. Un ejemplo de propagación mediante estolones son las fresas.

Bulbos: son engrosamientos subterráneos del tallo, rodeados de hojas carnosas que acumulan sustancias de reserva. Dentro del bulbo se forma la estructura de la futura planta, incluyendo las yemas a partir de las cuales se desarrollará. Ejemplos típicos de bulbos son las cebollas y los ajos.

Apomixis: se trata de un mecanismo de reproducción asexual bastante típico entre los cítricos, que se da también en los manzanos, las zarzamoras o los mangos. Consiste en la formación de semillas sin que previamente se haya producido la fecundación. Se aprovecha frecuentemente en agricultura, para mantener las características convenientes de las plantas cultivadas.

Reproducción asexual en animales

La reproducción asexual se da también en varios tipos de animales, especialmente en invertebrados, pero también en algunos grupos de invertebrados como anfibios, reptiles o peces. En general, no es el único mecanismo mediante el cual se reproduce la especie, sino que todos los organismos que pueden reproducirse asexualmente lo hacen también sexualmente, de forma simultánea (como ocurre en las abejas, en las que la reproducción asexual y sexual da lugar a organismos diferentes) o alternativa, dependiendo de las condiciones ambientales.

Existen varios mecanismos de reproducción asexual que se presentan en diferentes grupos de animales:

Fisión o bipartición: se produce en varios tipos de animales, como las planarias. Consiste en la formación de dos individuos a partir de dos fragmentos de tamaño parecido de un único progenitor.

Gemación: El nuevo individuo se forma como un "brote" de pequeño tamaño a partir del progenitor, como ocurre en los cnidarios. En algunos casos los individuos recién formados permanecen unidos al progenitor, dando lugar a la formación de colonias, como los arrecifes de coral. En otros casos, en cambio, se forman a la vez un gran número de individuos, que se liberan rápidamente, con lo que el organismo se expande a gran velocidad (estrobilación).

Fragmentación: es la reproducción del organismo completo a partir de un trozo cualquiera de un organismo original. Es habitual en organismos coloniales, como las esponjas, pero también se da en otros más complejos como las planarias o algunas estrellas de mar, pero no todas. La fragmentación, es decir, la formación de un individuo completo a partir de un fragmento, no debe confundirse con la regeneración, que es la capacidad de volver a formar una parte del cuerpo que el animal había perdido.

Partenogénesis: es un tipo de reproducción asexual que se produce cuando un óvulo se desarrolla sin que se haya producido fecundación. Los animales tienen en cada una de sus células dos copias de cada cromosoma, por lo que se dice que son organismos diploides.

REPRODUCCIÓN SEXUAL

Existen 3 procesos principales.

Gametogénesis: Es el proceso por el cual se forman los gametos a partir de una célula madre.

Fecundación: Proceso por el cual dos gametos de diferentes individuos se fusionan a nivel de citoplasma como núcleo para formar una nueva célula llamada zigoto.

Desarrollo embrionario: A lo largo de este proceso, el zigoto se multiplica y divide para dar lugar a un individuo adulto.

En los individuos unicelulares la gametogénesis y la fecundación es sencilla, mientras que el desarrollo embrionario es casi nulo.

Meiosis. Se divide en dos etapas. Meiosis I o fase reductiva: su principal característica es que el material genético de las células hijas es la mitad (n) del de las células progenitoras (2n). Meiosis II o fase duplicativa: las células resultantes de esta etapa tienen diferente contenido genético que sus células progenitoras (n). )

Recordemos que los individuos 2n tienen pares de cromosomas homólogos, cada uno con dos cromáticas. Por tanto en la primera división se separan cromosomas homólogos, mientras que en la segunda división se separan cromáticas, para así poder dar lugar a 4 células n  al final de la meiosis.

Reproducción sexual según las características morfológicas de los gametos

Reproducción sexual anisogámica: La reproducción sexual anisogámica, también conocida como heterogámica, es aquella que ocurre en la mayoría de los organismos pluricelulares como plantas y animales. En este tipo de reproducción los gametos presentan diferencias entre sí, tanto en su morfología como en su fisiología. Una de las principales diferencias entre los gametos es que el masculino es pequeño y móvil. A diferencia del femenino, que además de tener un tamaño más grande, es sedentario, es decir, no se mueve. Al primero se le conoce como microgameto y al segundo como macrogameto. En este caso, la reproducción se lleva a cabo cuando ambos gametos se unen y combinan su ADN. Es precisamente por esta combinación de genes de ambos progenitores que se desarrolla un nuevo organismo diferente, pero con características heredadas de ambos donantes.

Reproducción sexual isogámica: La reproducción sexual de tipo isogámica es la que se caracteriza por la intervención de gametos que son morfológicamente iguales. Es decir, presentan un mismo tamaño, una forma externa completamente idéntica, así como una misma fisiología.
Reproducción sexual según el tipo de fecundación

Reproducción vivípara: La reproducción vivípara es el tipo de reproducción que se da en la mayoría de los mamíferos, incluyendo los humanos. Esta modalidad de reproducción se caracteriza por el hecho de que tanto la fecundación como el desarrollo del embrión ocurre dentro de la madre.

REPRODUCCIÓN DE LA CÉLULA EUCARIONTE: MITOSIS Y MEIOSIS

Las células eucariotas de animales, plantas, hongos y algunos organismos protistas conforman seres pluricelulares. Su reproducción se lleva a cabo a partir de la división celular, la cual permite la generación de más células. En realidad, las células se originan a partir de una célula madre que se divide en dos o más células, llamadas células hijas. Los seres vivos deben a este proceso su crecimiento y la continuidad de la vida, ya que implica la distribución de material genético idéntico o ADN.

Las células de estos organismos experimentan dos tipos de división: mitosis y meiosis. En la primera se producen células genéticamente idénticas de modo que el núcleo de las células duplica su material para dividirse.

La mitosis se compone de 4 fases básicas:

Profase. La cromatina (complejo de ADN y proteínas) del núcleo celular se condensa y se organiza en cromosomas, posteriormente la membrana nuclear desaparece. Además, los cromosomas hacen copias idénticas de sí mismos.

Metafase. Todos los cromosomas cambian su disposición y se alinean justo en el centro de la célula. Esto da como resultado la formación de la llamada placa ecuatorial.

Anafase. Ahora sí, los cromosomas se dividen justo por la mitad y cada sección se dirige hacia un extremo de la célula, por lo que quedan separados. A partir de esta fase se distribuyen las copias de la información genética original.

Telofase. Se origina una nueva membrana en cada extremo de la célula, envolviendo el material del núcleo. Al final, aparecen dos núcleos iguales al núcleo original y quedan formadas dos células hijas con cromosomas idénticos a los de la célula madre.

Por su parte, la meiosis origina a los gametos, que son células sexuales haploides, es decir, que poseen una sola copia de cada cromosoma. Las células diploides tienen cromosomas organizados por parejas. Así que en la meiosis, a partir de una célula diploide se obtienen 4 células haploides (los gametos) de cromosomas distintos entre sí pero diferentes de los de la célula madre. El resultado son células hijas en posesión de un núcleo con la mitad del material hereditario.

La meiosis consta de dos etapas:

Meiosis I:

Profase I: Los cromosomas del núcleo celular comienzan a organizarse, de modo que los homólogos se juntan e intercambian fracciones de ADN.

Metafase I: Los pares de cromosomas son ya visibles y se disponen en línea en el centro de la célula, formando la placa ecuatorial.

Anafase I: Cada cromosoma de un par se dirige a un extremo de la célula.

Telofase I: Alrededor de los nuevos núcleos con un solo cromosoma de cada par se forma una membrana nuclear. El ADN no se replica.

Meiosis II

Procede de modo similar al de una mitosis normal pues consta de Profase II, Metafase II, Anafase II y Telofase II, pero el resultado genético es diferente. En la Telofase II los cromosomas se desenrollan y alargan, se mueven a sitios distintos de la célula y se forma pared celular que da lugar a las células hijas.

En la meiosis los cromosomas son copiados una sola vez del mismo modo que en la mitosis, pero se producen dos divisiones celulares en vez de solo una.

Funciones:

› Mitosis: Crecimiento y reparación de tejidos, transmisión genética, generación de nuevos individuos, continuidad de la vida.

› Meiosis: Generación de células sexuales o gametos, reproducción sexual, diversidad genética. 

REPRODUCCIÓN DE LA CÉLULA PROCARIONTE: FISIÓN BINARIA

Las células procariotas propias de los organismos más simples como las bacterias o arqueobacterias, se dividen por medio de fisión binaria o bipartición. A diferencia de las células eucariotas, su reproducción da lugar a nuevos individuos.Los organismos procariontes generalmente cuentan con un solo cromosoma. En primer lugar, el ADN se replica y se producen dos copias del cromosoma que no se alinean en un plano ecuatorial. Cada copia se mueve a una parte distinta de la membrana celular y la célula comienza a separarse en dos. Los cromosomas originales y replicados se separan y se generan células genéticamente idénticas.