Introducción a la Reproducción Biológica
La reproducción es un proceso biológico fundamental que permite la creación de nuevos organismos, siendo una característica común de todas las formas de vida conocidas. Las dos modalidades básicas de reproducción se agrupan en dos tipos principales:
- Reproducción asexual o vegetativa.
- Reproducción sexual o generativa.
La reproducción asexual es un proceso simple en el que interviene un solo progenitor y no participan gametos, a diferencia de la reproducción sexual. Por lo tanto, la descendencia surge de un solo organismo, sin necesidad de la fusión de gametos.
Reproducción Asexual: Tipos y Mecanismos
A continuación, se describen los principales tipos de reproducción asexual observados en la naturaleza:
Regeneración y Fragmentación (Escisión)
La regeneración es la capacidad de un organismo de restaurar las partes de su cuerpo que faltan para que vuelvan a crecer. Cuanto más complejo es el organismo, más difícil resulta regenerar una parte completa de su cuerpo. Este tipo de reproducción ocurre en:
- Estrellas de mar
- Hydra
- Gusanos planos
- Algas
Bipartición (Fisión Binaria o División Binaria)
La fisión binaria significa división a la mitad. Ocurre cuando un organismo progenitor se divide en dos mitades iguales después de que el núcleo se replica. Ningún progenitor permanece como tal, ya que se forman dos células hijas que crecen hasta alcanzar un tamaño normal. Esto ocurre en:
- Bacterias
- Protozoos
- Algas unicelulares (como la ameba, Anemonia viridis, paramecios, Balantidium coli, Trypanosoma cruzi)
Gemación
Gemación en Unicelulares
En la gemación, un progenitor se divide en dos mitades desiguales. Las células hijas se forman a partir de un brote del progenitor. El brote eventualmente se rompe, pero no hasta que está maduro. La yema también puede permanecer unida y formar una colonia. Esto ocurre en:
- Hidras
- Levadura de cerveza
- Coral cerebro
- Esponja de mar
- Hydra oligactis
Gemación en Pluricelulares
Se trata de la formación de un nuevo individuo, ya sea animal o vegetal, por un proceso de brotación mediante división celular. El nuevo organismo permanece unido a medida que crece, separándose del organismo padre solo cuando está maduro, dejando atrás tejido cicatricial. Pequeños brotes aparecen en el cuerpo del progenitor y se convierten en un nuevo individuo.
Esporulación
La esporulación es la producción de muchas esporas en una estructura especial productora de esporas llamada esporangio. Las esporas son células microscópicas especializadas que contienen un núcleo y citoplasma dentro de una cubierta rígida. Esto ocurre en:
- Mohos (como el moho del pan)
- Hongos (como el champiñón común)
- Helechos (como el helecho real)
Reproducción en Bacterias: Asexual y Parasexual
Reproducción Asexual en Bacterias
Las bacterias básicamente se reproducen por división simple cuando sus condiciones son adecuadas (por ejemplo, pH neutro, T° 30-35°C), es decir, condiciones físico-químicas favorables. La reproducción asexual es el sistema más primitivo de reproducción, el primero en aparecer en el curso evolutivo y, por lo tanto, el más extendido. Consideramos este un sistema asexual, pues a partir de una sola célula original se originan dos individuos genéticamente idénticos entre sí, es decir, clones. La ventaja de este sistema es su rapidez: si una bacteria está viviendo en un ambiente adecuado puede dividirse en unos veinte minutos y generar grandes poblaciones.
Reproducción Sexual y Mecanismos Parasexuales
Las bacterias, en sentido estricto, no poseen mecanismos de reproducción sexual. No se forman gametos ni estos se fusionan en un cigoto. Sin embargo, sí que tienen mecanismos de intercambio de genes que conllevan la aparición de bacterias “hijas” con características diferentes a las originales, lo que es una de las principales consecuencias de los procesos sexuales (variabilidad genética).
Conjugación
La conjugación se realiza a través de pequeños fragmentos de ADN circular denominados plásmidos. Estos plásmidos “de fertilidad” se denominan comúnmente “plásmidos F”. Una bacteria con este plásmido (F+) actuará como bacteria donadora. Las bacterias que no tienen este plásmido (F-) actúan como receptoras. El proceso más habitual de conjugación es la transferencia del ADN del plásmido de una célula F+ a una F-.
Esto ocurre a través de un “pilus sexual” de la célula donadora que sirve para engancharse a la receptora y tirar de ella para aproximarla. Luego se forma un puente citoplasmático entre las dos células. El ADN del plásmido F se replica y una copia se transfiere por el puente a la célula receptora. Después, las células, ahora ambas donadoras, se separan. En algunas bacterias donadoras, el plásmido F puede integrarse en el genoma bacteriano. En este estado, el plásmido F continúa provocando la conjugación y, al hacerlo, puede arrastrar consigo una buena parte del cromosoma bacteriano y transferir genes de la bacteria donadora a la receptora.
Transducción
El material genético de una bacteria es llevado hasta otra por medio de un virus que ataca bacterias (bacteriófago). Puesto que los virus se integran habitualmente en el cromosoma bacteriano, cuando este se replica y pasa a otras bacterias puede llevar fragmentos del ADN de la primera, actuando como un vector de reproducción parasexual.
Transformación
Este proceso se ha observado in vitro: algunas especies bacterianas son capaces de introducir ADN presente en su medio extracelular e incorporarlo a su genoma. Se duda de la importancia de este fenómeno in vivo, pues el ADN aislado fuera de un organismo es extraordinariamente raro en la naturaleza. Tiene importancia en los procesos de ingeniería genética.
Comparativa: Reproducción Sexual vs. Asexual
Reproducción Sexual | Reproducción Asexual |
|---|---|
Intervienen dos progenitores de sexo contrario (masculino y femenino) | Interviene un solo progenitor |
Hay variabilidad genética (los descendientes tienen información genética de cada progenitor, por lo que presentan variaciones) | No hay variabilidad genética (los descendientes son idénticos al progenitor e idénticos entre sí) |
Intervienen gametos (células reproductoras) | No intervienen gametos |
Implica la unión de dos células | No implica la unión de células |
Propia de organismos pluricelulares complejos como las plantas superiores, animales y el ser humano | Propia de organismos unicelulares como las bacterias, protozoarios, arqueas y algunos hongos |
El Ciclo Celular y la Mitosis
Fases del Ciclo Celular
El ciclo celular se divide en varias etapas:
- G1: (15 horas a meses) Etapa de crecimiento de organelos, enzimas y otras moléculas.
- S: (10 horas) Duplicación del ADN (información genética).
- G2: (2 horas) La célula se prepara para la división; los cromosomas comienzan a descondensarse.
- G0: Periodo de no división (ejemplo: neuronas).
Mitosis
La mitosis es el proceso de división nuclear (20 a 30 minutos) donde se preparan los cromosomas y se divide el citoplasma (citocinesis).
Profase
En esta primera etapa, el material cromosómico llamado cromatina se condensa y aparece gradualmente como barras cortas; los cromosomas pueden comenzar a observarse con el microscopio.
Metafase
Es la segunda etapa de la mitosis, durante la cual los pares de cromátidas se mueven hacia el centro o ecuador de la célula. Las cromátidas se disponen en una fila formando ángulos rectos con las fibras del huso mitótico. El centrómero de cada par de cromátidas se pega a una fibra del huso mitótico.
Anafase
Es la tercera etapa de la mitosis. Al comienzo, el centrómero de cada par se divide y los cromosomas separados son jalados hacia los polos o extremos del huso mitótico por las fibras del huso que se han pegado al cinetocoro.
Telofase
Es la última etapa de la mitosis. Los cromosomas toman la forma de hilos, se alargan y quedan como estaban al comienzo de la profase. El huso mitótico se rompe, reaparece el nucléolo y se forma una membrana nuclear alrededor de los cromosomas, los cuales pasan a un estado no condensado o cromatina.