Conceptos Fundamentales de la Reproducción

La reproducción es el proceso biológico de formación de nuevos organismos a partir de progenitores.

Tipos de organismos según su número de células:

• Unicelulares: Formados por una sola célula.
• Pluricelulares: Formados por múltiples células.

Modalidades de reproducción:

• Reproducción Asexual: A partir de un solo progenitor o un fragmento de este.
• Reproducción Sexual: Implica el intercambio de material genético.

La Reproducción Asexual

Características Generales

• No hay variabilidad genética; los descendientes son genéticamente idénticos al progenitor.
• Involucra únicamente procesos biológicos como la mitosis.
• Genera individuos idénticos al progenitor (clones).

Tipos de Reproducción Asexual en Animales

• Bipartición: División de un organismo en dos células hijas idénticas.
• Gemación: Formación de una yema o protuberancia en el progenitor que se desarrolla y se separa para formar un nuevo individuo.
• Escisión o fragmentación: El organismo se divide en dos o más fragmentos, cada uno de los cuales regenera un individuo completo.
• Esporulación: Reproducción mediante esporas, común en hongos.

Tipos de Reproducción Asexual en Plantas (Multiplicación Vegetativa)

• Mitosporas: Típico en musgos.
• Propágulos: Estructuras especializadas que se desprenden de la planta madre.
• Estolones: Tallos aéreos que crecen horizontalmente y desarrollan raíces para formar nuevas plantas (ej. fresas).
• Rizomas: Tallos subterráneos horizontales (ej. ortigas).
• Tubérculos: Tallos subterráneos engrosados que almacenan nutrientes (ej. patatas).

División Celular: Mitosis y Meiosis

Mitosis

Proceso de división celular en el que se forman dos células hijas idénticas, con la misma información genética y el mismo número de cromosomas que la célula madre.

Meiosis

Proceso de división celular que resulta en cuatro células hijas (gametos) con la mitad del número de cromosomas de la célula madre y genéticamente distintas entre sí.

Meiosis I: División Reduccional

Previamente, ocurre la replicación del ADN, por lo que cada cromosoma consta de dos cromátidas hermanas. La célula inicia la meiosis con el doble de ADN.

Fases de la Meiosis I

• Profase I: Es la fase más larga y compleja. Los cromosomas homólogos se aparean e intercambian fragmentos de ADN (entrecruzamiento o crossing-over). Los cromosomas apareados se denominan bivalentes. Se subdivide en:
  • Leptoteno: Condensación de los cromosomas.
  • Zigoteno: Apareamiento de cromosomas homólogos (sinapsis) y formación de los bivalentes.
  • Paquiteno: Ocurre el sobrecruzamiento genético en los puntos llamados quiasmas.
  • Diploteno: Los cromosomas homólogos comienzan a separarse, pero permanecen unidos por los quiasmas.
  • Diacinesis: Máxima condensación de los cromosomas y desaparición de la envoltura nuclear.
• Metafase I: Los bivalentes se alinean en el plano ecuatorial de la célula.
• Anafase I: Se separan los cromosomas homólogos de cada bivalente, migrando cada uno a un polo opuesto de la célula.
• Telofase I: Se forman las membranas nucleares alrededor de los dos nuevos núcleos.

A continuación, ocurre la citocinesis, que es la separación del citoplasma, dando lugar a dos células hijas. Al finalizar la Meiosis I, cada célula hija es haploide (n), pero cada cromosoma todavía está formado por dos cromátidas hermanas.

Meiosis II: División Ecuacional

Es similar a una mitosis. Consiste en la separación de las cromátidas hermanas.

• Tras una breve interfase (sin síntesis de ADN), las dos células hijas de la Meiosis I comienzan la segunda división.

El resultado final de la meiosis completa es la formación de cuatro células hijas haploides (n) a partir de una única célula madre diploide (2n).

Gametogénesis: Ovogénesis

La ovogénesis es el proceso de formación de los gametos femeninos (óvulos).

• A partir de una ovogonia se obtiene finalmente un único óvulo funcional y varios corpúsculos polares.
• La producción de células sexuales es menor en hembras que en machos.
• El ovocito adquiere la mayor parte de sus características físicas antes de la maduración final.

Fases de la Ovogénesis

1. Fase de proliferación y crecimiento: Las ovogonias (células germinales) en los ovarios se dividen por mitosis y crecen, transformándose en ovocitos de primer orden.
2. Fase de maduración (Meiosis): El ovocito de primer orden entra en Meiosis I. Esta división es asimétrica y produce un ovocito de segundo orden (grande) y el primer corpúsculo polar (pequeño y no funcional). La Meiosis II solo se completa si hay fecundación, dando lugar a la ovótida (que se convertirá en el óvulo maduro) y un segundo corpúsculo polar.

La Reproducción Sexual

Gametogénesis: Formación de Gametos

Un gameto es una célula sexual especializada que aporta la mitad del material genético (haploide) para formar un nuevo individuo. Tienen origen meiótico.

Origen de los Gametos

• En plantas: Se forman en los gametangios. Las especies pueden ser monoicas (hermafroditas, con ambos sexos en el mismo individuo) o dioicas (con individuos macho y hembra separados).
• En animales: Se forman en las gónadas (testículos en machos y ovarios en hembras).

Modalidades de Reproducción Sexual

• Anfigonia: Reproducción sexual que requiere la fusión de gametos (fecundación).
• Partenogénesis: Desarrollo de un individuo a partir de un óvulo no fecundado. Es una forma de reproducción sexual sin fecundación.

Fecundación: Fusión de Gametos

La fecundación es la unión del gameto masculino y el femenino para formar el cigoto.

• Fecundación externa: Ocurre fuera del cuerpo de la hembra, típicamente en medios acuáticos.
• Fecundación interna: Ocurre dentro del tracto reproductor de la hembra, característica de organismos terrestres.

Etapas de la Fecundación

1. Acercamiento de los gametos: Los espermatozoides se desplazan hacia el óvulo. En mamíferos, deben superar barreras como la acidez vaginal.
2. Unión específica: Reconocimiento y unión específica entre las membranas del óvulo y el espermatozoide.
3. Reacción acrosómica: El acrosoma del espermatozoide libera enzimas que digieren las cubiertas protectoras del óvulo.
4. Fusión de membranas y penetración: La membrana del espermatozoide se fusiona con la del óvulo, permitiendo la entrada del núcleo espermático.
5. Activación del óvulo y formación del cigoto: La fusión desencadena la finalización de la meiosis del óvulo y la unión de los dos núcleos (cariogamia), formando el cigoto diploide.
6. Bloqueo de la polispermia: Se activan mecanismos para evitar que otros espermatozoides fecunden el óvulo. Los gránulos corticales liberan su contenido, formando la membrana de fecundación.

Desarrollo Embrionario

El cigoto es la primera célula de un nuevo organismo completo, resultado de la fecundación.

Fases del Desarrollo Embrionario

• Segmentación: Serie de divisiones mitóticas sucesivas que experimenta el cigoto, formando una estructura llamada mórula y luego blástula.
• Gastrulación: Proceso de reorganización celular que da lugar a la formación de las tres capas germinativas embrionarias:
  • Ectodermo (capa externa)
  • Mesodermo (capa media)
  • Endodermo (capa interna)
• Organogénesis: Diferenciación de las capas germinativas para formar los distintos tejidos y órganos del cuerpo.
  • Del ectodermo se origina el sistema nervioso y la epidermis.
  • Del endodermo se originan los sistemas digestivo y respiratorio.
  • Del mesodermo se originan los sistemas excretor, circulatorio y locomotor (músculos y esqueleto).

Ciclos Biológicos

Los organismos alternan fases de reproducción asexual (basada en la mitosis) y reproducción sexual (que implica meiosis y fecundación) a lo largo de su vida.

Ciclo Haplonte

(Típico de hongos y algas unicelulares)

• La fase dominante del ciclo de vida es haploide (n). El organismo adulto es haploide.
• La meiosis ocurre justo después de la fecundación (meiosis cigótica).

Ciclo Diplonte

(Típico de animales, algunos hongos y plantas)

• La fase dominante del ciclo de vida es diploide (2n). El organismo adulto es diploide.
• La meiosis ocurre justo antes de la fecundación para producir los gametos (meiosis gamética).

Ciclo Diplohaplonte

(Típico de plantas, algas y algunos hongos)

• Presenta una alternancia de generaciones, con una fase haploide y una diploide multicelulares.
• El esporofito (2n) produce esporas (n) por meiosis.
• El gametofito (n) produce gametos (n) por mitosis.

Anatomía y Fisiología del Aparato Reproductor Masculino

Anatomía del Aparato Reproductor Masculino

• Gónadas (Testículos): Producen los gametos (espermatozoides) y hormonas sexuales masculinas.
• Túbulos seminíferos: Se encuentran dentro de los testículos. Es donde se producen los espermatozoides (espermatogénesis) a partir de las espermatogonias.
• Epidídimo: Conducto situado en la parte posterior de los testículos donde los espermatozoides maduran y se almacenan.
• Conductos deferentes: Transportan los espermatozoides desde el epidídimo hacia la uretra. Sus paredes contienen cilios para favorecer el flujo.
• Vesículas seminales: Glándulas que producen un líquido nutritivo que forma parte del semen.
• Glándulas de Cowper (bulbouretrales): Secretan un líquido que limpia y neutraliza la acidez de la uretra antes de la eyaculación.
• Uretra: Canal que recorre el pene desde la vejiga hasta el exterior, por donde se expulsa tanto la orina como el semen.

Fisiología del Aparato Reproductor Masculino

• Espermatogénesis: Proceso de formación de espermatozoides en los túbulos seminíferos.
• Maduración y almacenamiento: Ocurre en el epidídimo. Los espermatozoides adquieren movilidad al entrar en contacto con el líquido seminal.

Erección

• Es un fenómeno vascular provocado por un aumento del flujo de sangre a alta presión hacia los cuerpos cavernosos del pene.
• Está controlada por el sistema nervioso autónomo, con un centro reflejo en la médula espinal.

Eyaculación

• Impulso nervioso generado en los receptores sensitivos del pene.
• Provoca contracciones del músculo isquiocavernoso y contracciones peristálticas de los conductos deferentes.
• Resulta en la proyección de los espermatozoides hacia la uretra y su expulsión al exterior.

Genética de la Determinación del Sexo

La determinación del sexo se refiere a los mecanismos genéticos y ambientales que establecen si un individuo se desarrollará como macho o hembra. La expresión de estos factores genéticos da lugar al fenotipo sexual.

El dimorfismo sexual es la diferencia en la apariencia física entre machos y hembras de una misma especie, más allá de los órganos sexuales (caracteres sexuales secundarios).

Sistemas de Determinación del Sexo

• Determinación génica: El sexo está determinado por uno o varios genes específicos, no por cromosomas enteros.
• Determinación cromosómica: El sexo depende de la presencia de cromosomas sexuales específicos. El sistema más conocido es el XX/XY (hembras XX, machos XY), presente en humanos y otros mamíferos.
• Determinación por equilibrio génico: El sexo se determina por la proporción entre el número de cromosomas X y el número de juegos de cromosomas autosómicos.
• Determinación cariotípica (haplodiploidía): No existen cromosomas sexuales. El sexo depende de la ploidía del individuo. Es común en insectos como abejas y hormigas.
  • Individuos haploides (n) se desarrollan como machos.
  • Individuos diploides (2n) se desarrollan como hembras.

Anatomía del Aparato Reproductor Femenino

El aparato reproductor femenino está diseñado para la producción de óvulos y, en caso de fecundación, para albergar y nutrir el embrión durante su desarrollo hasta el parto.

Ovarios

Son las gónadas femeninas. En ellos maduran los ovocitos dentro de estructuras llamadas folículos de Graaf.

1. El folículo de Graaf contiene el ovocito y produce estrógenos, hormonas responsables de los caracteres sexuales secundarios femeninos.
2. El proceso de maduración sigue la secuencia: ovogonia → ovocito de primer orden → ovocito de segundo orden → ovótida (si hay fecundación).
3. Ovulación: Es la rotura del folículo maduro y la liberación del ovocito de segundo orden.
4. Tras la ovulación, los restos del folículo se transforman en el cuerpo lúteo. Si hay fecundación, el cuerpo lúteo mantiene una función hormonal crucial para el embarazo. Si no hay fecundación, degenera y desaparece.

Trompas de Falopio (Oviductos)

Conductos que conectan los ovarios con el útero. Su función es transportar el óvulo hacia el útero; es el lugar donde generalmente ocurre la fecundación.

Útero (Matriz)

Órgano muscular hueco con paredes gruesas y una mucosa interna (endometrio). Su función es albergar al embrión durante el embarazo y facilitar el parto mediante contracciones.

Vagina

Canal con paredes musculadas y elásticas que conecta el útero con el exterior. Actúa como receptáculo para el pene durante el coito y como canal de parto.

Ciclo Sexual Femenino: Ovárico y Menstrual

El ciclo sexual femenino es una preparación periódica del cuerpo para una posible fecundación y embarazo. Consta de dos ciclos sincronizados:

• Ciclo ovárico: Implica la maduración de un óvulo en uno de los ovarios, aproximadamente cada 28 días.
• Ciclo menstrual (o uterino): Consiste en las modificaciones periódicas del endometrio (la mucosa interna del útero) para prepararse para la implantación del embrión. Si no ocurre la fecundación, el endometrio se desprende y es expulsado, lo que provoca la menstruación (regla).

Regulación Hormonal

Hormonas Hipofisarias

• FSH (Hormona Folículo Estimulante) y LH (Hormona Luteinizante): Actúan sobre los ovarios, regulando el crecimiento del folículo de Graaf y la ovulación.

Hormonas Ováricas

• Estrógenos: Producidos por el folículo en desarrollo, son responsables de los caracteres sexuales secundarios y del crecimiento del endometrio.
• Progesterona: Producida por el cuerpo lúteo, actúa sobre el útero y los senos, preparando el endometrio para la implantación y manteniendo el embarazo. Favorece el desarrollo de un tejido esponjoso y muy vascularizado en el útero.

Diferenciación Sexual y Desarrollo de los Órganos Reproductores

Origen de los Órganos Reproductores Femeninos

• En el embrión, la diferenciación de los ovarios comienza a partir de la séptima semana de gestación.
• La ovogénesis se inicia durante la vida fetal, pero se detiene en la Profase de la Meiosis I hasta la llegada de la pubertad.

Origen de los Órganos Reproductores Masculinos

• La segregación de andrógenos (hormonas masculinas) es clave para la diferenciación del aparato reproductor masculino.
• Las hormonas implicadas son la FSH, la LH y los andrógenos, principalmente la testosterona.

Fecundación, Embarazo y Parto

Fecundación

Si el coito ocurre durante el periodo fértil de la mujer, las probabilidades de fecundación aumentan. Tras la eyaculación en la vagina, los espermatozoides se proyectan hacia las trompas de Falopio, donde puede ocurrir la fertilización del óvulo.

Embarazo

Periodo que abarca desde la fecundación hasta el parto.

Estructuras Anexas al Embrión

• Cavidad amniótica: Saco lleno de líquido amniótico que protege al embrión de golpes y mantiene una temperatura constante.
• Cordón umbilical: Conecta al embrión con la placenta, permitiendo el transporte de oxígeno y nutrientes.
• Placenta: Órgano que comunica los sistemas circulatorios de la madre y el feto (sin mezclar la sangre), permitiendo el intercambio de sustancias. También segrega hormonas esenciales para el mantenimiento del embarazo.

Trimestres del Embarazo

• Primer trimestre: Ocurre la organogénesis (formación de los órganos). Se pueden detectar los primeros latidos del corazón.
• Segundo trimestre: El embrión pasa a denominarse feto. Se desarrolla la piel y comienzan los movimientos fetales perceptibles.
• Tercer trimestre: Maduración final de los órganos y sistemas. El movimiento del feto disminuye debido a la falta de espacio. El feto adopta la postura para el parto.

Parto

Proceso de expulsión del feto maduro y la placenta del útero.

Se inicia con las contracciones del útero y la rotura de la bolsa amniótica (‘romper aguas’). La dilatación del cuello uterino es necesaria; si no progresa adecuadamente, puede requerirse una cesárea.

Fases del Parto

1. Fase de dilatación: El cuello del útero se borra y dilata hasta unos 10 cm.
2. Fase de expulsión: El feto desciende por el canal del parto. Generalmente, sale primero la cabeza, luego los hombros y finalmente el resto del cuerpo.
3. Fase de alumbramiento: Expulsión de la placenta y las membranas amnióticas.

Primeras Pruebas Médicas al Recién Nacido

• Test de Apgar: Evalúa la vitalidad del bebé (frecuencia cardíaca, respiración, tono muscular, etc.).
• Pruebas de cribado neonatal para detectar enfermedades como el hipotiroidismo congénito y la fenilcetonuria.

Hormonas que Influyen en el Parto

• Cortisol: Producido por la corteza suprarrenal del feto, parece ser uno de los desencadenantes del parto.
• Estrógenos: Sus niveles aumentan al final del embarazo, mientras que los de progesterona disminuyen, lo que aumenta la sensibilidad del útero y favorece las contracciones.
• Oxitocina: Liberada por el hipotálamo de la madre en respuesta a las primeras contracciones. Potencia y regula las contracciones uterinas durante el parto.