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Comprobado Fusión del espermatozoide y el óvulo La fecundación (véanse las diferencias ortográficas ), también conocida como fecundación generativa , singamia e impregnación , [...

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Fusión del espermatozoide y el óvulo

La fecundación (véanse las diferencias ortográficas ), también conocida como fecundación generativa , singamia e impregnación , [ 1 ] es la fusión de gametos para dar origen a un cigoto e iniciar su desarrollo en un nuevo organismo individual o descendiente. [ 2 ] Si bien procesos como la inseminación o la polinización , que ocurren antes de la fusión de gametos, también se denominan informalmente fecundación, [ 3 ] técnicamente son procesos separados. El ciclo de fecundación y desarrollo de nuevos individuos se llama reproducción sexual . Durante la doble fecundación en las angiospermas , el gameto masculino haploide se combina con dos núcleos polares haploides para formar un núcleo primario de endospermo triploide mediante el proceso de fecundación vegetativa.

Descubrimiento

En la antigüedad, Aristóteles concibió la formación de nuevos individuos mediante la fusión de fluidos masculinos y femeninos, con la forma y la función emergiendo gradualmente, en un modo que él denominó epigenético . [ 4 ]

En 1784, Spallanzani estableció la necesidad de interacción entre el óvulo de la hembra y el espermatozoide del macho para formar un cigoto en las ranas. [ 5 ] En 1827, Karl Ernst von Baer observó por primera vez un óvulo de mamífero terio . [ 4 ] Oscar Hertwig (1876), en Alemania, describió la fusión de núcleos de espermatozoides y de óvulos de erizos de mar . [ 5 ]

Evolución

La evolución de la fecundación está relacionada con el origen de la meiosis , ya que ambas forman parte de la reproducción sexual , originada en eucariotas . Una hipótesis plantea que la meiosis se originó a partir de la mitosis. [ 6 ]

Fertilización en plantas

En las plantas terrestres briofitas , la fecundación tiene lugar dentro del arquegonio . Este musgo ha sido modificado genéticamente para que el óvulo no fecundado dentro del arquegonio produzca un color azul.

Los gametos que participan en la fecundación de las plantas son el espermatozoide (masculino) y el óvulo (femenino). Diversos grupos de plantas presentan diferentes métodos para la unión y fecundación de los gametos producidos por los gametofitos masculino y femenino. En las briofitas y las plantas terrestres pteridofitas , la fecundación del espermatozoide y el óvulo tiene lugar dentro del arquegonio . En las plantas con semillas , el gametofito masculino se forma dentro de un grano de polen . Tras la polinización , el grano de polen germina y se desarrolla un tubo polínico que penetra en el óvulo a través de un pequeño poro llamado micrópilo . Los espermatozoides se transfieren del polen al óvulo a través del tubo polínico, donde se produce la fecundación. En las plantas con flores , se liberan dos espermatozoides del tubo polínico y se produce una segunda fecundación en la que intervienen el segundo espermatozoide y la célula central del óvulo, que constituye el segundo gameto femenino. [ 7 ]

Crecimiento del tubo polínico

A diferencia del esperma animal, que es móvil, el esperma de la mayoría de las plantas con semillas es inmóvil y depende del tubo polínico para transportarlo al óvulo, donde se libera. [ 8 ] El tubo polínico penetra el estigma y se alarga a través de la matriz extracelular del estilo antes de llegar al ovario. Luego, cerca del receptáculo, atraviesa el óvulo a través del micrópilo (una abertura en la pared del óvulo) y el tubo polínico "estalla" en el saco embrionario, liberando el esperma. [ 9 ] Se creía que el crecimiento del tubo polínico dependía de señales químicas del pistilo; sin embargo, estos mecanismos no se comprendían bien hasta 1995. Un trabajo realizado en plantas de tabaco reveló una familia de glicoproteínas llamadas proteínas TTS que mejoraban el crecimiento de los tubos polínicos. [ 9 ] Los tubos polínicos crecieron tanto en un medio de germinación de polen sin azúcar como en un medio con proteínas TTS purificadas. Sin embargo, en el medio TTS, los tubos crecieron a una tasa 3 veces mayor que en el medio sin azúcar. [ 9 ] Las proteínas TTS también se colocaron en varias ubicaciones de pistilos polinizados semi in vivo , y se observó que los tubos polínicos se extendían inmediatamente hacia las proteínas. Las plantas transgénicas que carecían de la capacidad de producir proteínas TTS tenían un crecimiento más lento del tubo polínico y una fertilidad reducida. [ 9 ]

Rotura del tubo polínico

Se ha demostrado que la ruptura del tubo polínico para liberar el esperma en Arabidopsis depende de una señal del gametofito femenino. Proteínas específicas llamadas quinasas de proteínas FER presentes en el óvulo controlan la producción de derivados de oxígeno altamente reactivos llamados especies reactivas de oxígeno (ROS). Se ha demostrado mediante GFP que los niveles de ROS son más altos durante las etapas florales, cuando el óvulo es más receptivo a los tubos polínicos, y más bajos durante los períodos de desarrollo y después de la fertilización. [ 8 ] Las altas cantidades de ROS activan los canales de iones de calcio en el tubo polínico, lo que provoca que estos canales absorban grandes cantidades de iones de calcio. Esta mayor absorción de calcio provoca la ruptura del tubo polínico y la liberación de su esperma en el óvulo. [ 8 ] Los ensayos de alimentación del pistilo en los que se alimentó a las plantas con cloruro de difeniliodonio (DPI) suprimieron las concentraciones de ROS en Arabidopsis , lo que a su vez impidió la ruptura del tubo polínico. [ 8 ]

plantas con flores

Después de ser fertilizado, el ovario comienza a hincharse y desarrollarse en el fruto . [ 10 ] En frutos con múltiples semillas, se necesitan múltiples granos de polen para la singamia con cada óvulo. El crecimiento del tubo polínico está controlado por el citoplasma vegetativo (o del tubo). El tubo polínico secreta enzimas hidrolíticas que digieren el tejido femenino a medida que crece a lo largo del estigma y el estilo; el tejido digerido se utiliza como fuente de nutrientes para el tubo polínico durante su crecimiento. Durante el crecimiento del tubo polínico hacia el ovario, el núcleo generativo se divide para producir dos núcleos espermáticos separados (número haploide de cromosomas) [ 11 ] – por lo tanto, un tubo polínico en crecimiento contiene tres núcleos separados, dos espermáticos y uno del tubo. [ 12 ] Los espermatozoides están interconectados y son dimórficos; el más grande, en varias plantas, también está unido al núcleo del tubo, y el espermatozoide interconectado y el núcleo del tubo forman la "unidad germinal masculina". [ 13 ]

La doble fecundación es el proceso en las angiospermas (plantas con flores) en el que dos espermatozoides de cada tubo polínico fecundan dos células en un gametofito femenino (a veces llamado saco embrionario) que se encuentra dentro de un óvulo. Después de que el tubo polínico entra en el gametofito, el núcleo del tubo polínico se desintegra y los dos espermatozoides se liberan; uno de los dos espermatozoides fecunda el óvulo (en la parte inferior del gametofito cerca del micrópilo), formando un cigoto diploide (2n) . Este es el punto en el que realmente ocurre la fecundación; la polinización y la fecundación son dos procesos separados. El núcleo del otro espermatozoide se fusiona con dos núcleos polares haploides (contenidos en la célula central) en el centro del gametofito. La célula resultante es triploide (3n). Esta célula triploide se divide por mitosis y forma el endospermo , un tejido rico en nutrientes , dentro de la semilla . [ 7 ] Los dos núcleos maternos de la célula central (núcleos polares) que contribuyen al endospermo surgen por mitosis del único producto meiótico que también dio origen al óvulo. Por lo tanto, la contribución materna a la constitución genética del endospermo triploide es el doble que la del embrión.

Una especie primitiva de planta con flores, Nuphar polysepala , posee un endospermo diploide, resultado de la fusión de un espermatozoide con un núcleo materno, en lugar de dos. Se cree que, al inicio del desarrollo de los linajes de angiospermas, se produjo una duplicación de este modo de reproducción, dando lugar a gametofitos femeninos de siete células y ocho núcleos, y endospermos triploides con una proporción genómica materna a paterna de 2:1. [ 14 ]

En muchas plantas, el desarrollo de la pulpa del fruto es proporcional al porcentaje de óvulos fertilizados. Por ejemplo, en la sandía , se necesitan aproximadamente mil granos de polen que deben depositarse y distribuirse uniformemente en los tres lóbulos del estigma para que el fruto tenga un tamaño y forma normales. [ 15 ] [ 16 ]

Autopolinización y polinización cruzada

La polinización cruzada y la autofecundación representan estrategias diferentes con beneficios y costos distintos. Se estima que el 48,7 % de las especies vegetales son dioicas o autoincompatibles y de polinización cruzada obligada. [ 17 ] También se estima que alrededor del 42 % de las plantas con flores presentan un sistema de apareamiento mixto en la naturaleza. [ 18 ]

En el tipo más común de sistema de apareamiento mixto, las plantas individuales producen un solo tipo de flor y los frutos pueden contener descendencia autofecundada, de polinización cruzada o una mezcla de ambos tipos. La transición de la fecundación cruzada a la autofecundación es la transición evolutiva más común en las plantas y ha ocurrido repetidamente en muchos linajes independientes. [ 19 ] Alrededor del 10-15% de las plantas con flores son predominantemente autofecundadas. [ 19 ]

En circunstancias donde los polinizadores o parejas son escasos, la autofecundación ofrece la ventaja de la seguridad reproductiva . [ 19 ] Por lo tanto, la autofecundación puede resultar en una mejor capacidad de colonización. En algunas especies, la autofecundación ha persistido durante muchas generaciones. Capsella rubella es una especie autofecundante que se volvió autocompatible hace 50.000 a 100.000 años. [ 20 ] Arabidopsis thaliana es una planta predominantemente autofecundante con una tasa de cruzamiento en la naturaleza de menos del 0,3%; [ 21 ] un estudio sugirió que la autofecundación evolucionó hace aproximadamente un millón de años o más en A. thaliana . [ 22 ] En plantas autofecundantes establecidas desde hace mucho tiempo, el enmascaramiento de mutaciones deletéreas y la producción de variabilidad genética es infrecuente y, por lo tanto, es poco probable que proporcione un beneficio suficiente durante muchas generaciones para mantener el aparato meiótico. En consecuencia, cabría esperar que la autofecundación fuera reemplazada en la naturaleza por una forma de reproducción asexual ameiótica menos costosa. Sin embargo, la persistencia de la meiosis y la autofecundación como forma de reproducción en plantas autofecundantes de larga tradición podría estar relacionada con el beneficio inmediato de la eficiente reparación recombinacional del daño en el ADN durante la formación de las células germinales, proporcionada por la meiosis en cada generación.

La fertilización en los animales

La mecánica de la fecundación se ha estudiado exhaustivamente en erizos de mar y ratones. Esta investigación aborda cómo se encuentran el espermatozoide y el óvulo adecuado, y cómo un solo espermatozoide penetra en el óvulo y libera su contenido. La fecundación consta de tres etapas que garantizan la especificidad de la especie:

  1. Quimiotaxis
  2. Activación de los espermatozoides/reacción acrosómica
  3. Adhesión del espermatozoide al óvulo

Interno versus externo

La decisión de si un animal (más específicamente un vertebrado) utiliza fecundación interna o externa suele depender del método de reproducción. Los animales ovíparos que ponen huevos con cáscaras gruesas de calcio, como las gallinas , o con cáscaras gruesas y coriáceas, generalmente se reproducen mediante fecundación interna, de modo que el espermatozoide fecunda el óvulo sin tener que atravesar la gruesa capa protectora terciaria del mismo. Los animales ovovivíparos y vivíparos también utilizan la fecundación interna. Aunque algunos organismos se reproducen por amplexo , también pueden utilizar la fecundación interna, como ocurre con algunas salamandras. Las ventajas de la fecundación interna incluyen un mínimo desperdicio de gametos, una mayor probabilidad de fecundación individual del óvulo, un período de protección del óvulo más prolongado y una fecundación selectiva. Muchas hembras tienen la capacidad de almacenar esperma durante largos períodos de tiempo y pueden fecundar sus óvulos a voluntad.

Por otro lado, los animales ovíparos que producen huevos con membranas terciarias delgadas o sin membrana alguna, utilizan métodos de fertilización externa. Dichos animales pueden denominarse con mayor precisión ovulíparos. [ 23 ] La fertilización externa es ventajosa porque minimiza el contacto (lo que disminuye el riesgo de transmisión de enfermedades) y permite una mayor variación genética.

erizos de mar

Reacción acrosómica en una célula de erizo de mar.

Los espermatozoides encuentran los óvulos mediante quimiotaxis , un tipo de interacción ligando/receptor. Resact es un péptido de 14 aminoácidos purificado de la capa gelatinosa de A. punctulata que atrae la migración de los espermatozoides. [ 24 ]

Tras encontrar el óvulo, el espermatozoide penetra la capa gelatinosa mediante un proceso denominado activación espermática. En otra interacción ligando/receptor, un oligosacárido del óvulo se une a un receptor del espermatozoide y lo activa, provocando la reacción acrosómica . Las vesículas acrosómicas del espermatozoide se fusionan con la membrana plasmática y se liberan. En este proceso, moléculas unidas a la membrana de la vesícula acrosómica, como la bindina, quedan expuestas en la superficie del espermatozoide. El contenido de estas moléculas digiere la capa gelatinosa y, finalmente, la membrana vitelina. Además de la liberación de las vesículas acrosómicas, se produce una polimerización explosiva de la actina para formar una fina espícula en la cabeza del espermatozoide, denominada proceso acrosómico . [ 25 ]

El espermatozoide se une al óvulo mediante otra reacción de unión entre receptores en la membrana vitelina . La proteína de superficie del espermatozoide, la bindina, se une a un receptor en la membrana vitelina identificado como EBR1.

Es probable que la fusión de las membranas plasmáticas del espermatozoide y el óvulo esté mediada por la bindina. En el sitio de contacto, la fusión provoca la formación de un cono de fecundación. [ 26 ]

Mamíferos

Los espermatozoides utilizan hialuronidasa y acrosina para penetrar la corona radiata y la zona pelúcida y liberar el material genético en el óvulo.

Los espermatozoides se eyaculan en la vagina durante la cópula [ 27 ] [ 28 ] y se desplazan hacia la parte superior de la vagina (mediante contracciones vaginales) a través del cuello uterino y a lo largo del útero para encontrarse con el óvulo. En los casos en que se produce la fecundación, la hembra suele ovular durante un período que se extiende desde horas antes de la cópula hasta unos días después; por lo tanto, en la mayoría de los mamíferos, es más común que la eyaculación preceda a la ovulación que al revés.

Cuando los espermatozoides se depositan en la vagina anterior, no son capaces de fertilizar (es decir, no están capacitados) y se caracterizan por patrones de motilidad lineal lentos. Esta motilidad, combinada con contracciones musculares, permite el transporte de los espermatozoides hacia el útero y los oviductos . [ 29 ] Existe un gradiente de pH dentro del microambiente del tracto reproductivo femenino, de modo que el pH cerca de la abertura vaginal es más bajo (aproximadamente 5) que en los oviductos (aproximadamente 8). [ 30 ] La proteína transportadora de calcio sensible al pH específica de los espermatozoides llamada CatSper aumenta la permeabilidad de la célula espermática al calcio a medida que avanza por el tracto reproductivo. El influjo de calcio intracelular contribuye a la capacitación e hiperactivación de los espermatozoides, causando un patrón de motilidad no lineal más violento y rápido a medida que los espermatozoides se acercan al ovocito. El espermatozoide capacitado y el ovocito se encuentran e interactúan en la ampolla de la trompa de Falopio . La reotaxis, la termotaxis y la quimiotaxis son mecanismos conocidos que guían a los espermatozoides hacia el óvulo durante la etapa final de la migración espermática. [ 31 ] Los espermatozoides responden (véase Termotaxis espermática ) al gradiente de temperatura de ~2  °C entre el oviducto y la ampolla, [ 32 ] y se ha confirmado que los gradientes quimiotácticos de progesterona son la señal que emana de las células del cúmulo oóforo que rodean a los ovocitos de conejo y humanos. [ 33 ] Los espermatozoides capacitados e hiperactivados responden a estos gradientes cambiando su comportamiento y moviéndose hacia el complejo cúmulo-ovocito. Otras señales quimiotácticas, como el formil Met-Leu-Phe (fMLF), también pueden guiar a los espermatozoides. [ 34 ]

La zona pelúcida , una gruesa capa de matriz extracelular que rodea al óvulo y cuya función es similar a la de la membrana vitelina en los erizos de mar, se une al espermatozoide. A diferencia de los erizos de mar, el espermatozoide se une al óvulo antes de la reacción acrosómica. La ZP3 , una glicoproteína de la zona pelúcida, es responsable de la adhesión óvulo/espermatozoide en humanos. El receptor galactosiltransferasa (GalT) se une a los residuos de N-acetilglucosamina de la ZP3 y es importante para la unión con el espermatozoide y la activación de la reacción acrosómica. La ZP3 es suficiente, aunque no indispensable, para la unión espermatozoide/óvulo. Existen dos receptores espermáticos adicionales: una proteína de 250 kD que se une a una proteína secretada por el oviducto y SED1, que se une independientemente a la zona pelúcida. Tras la reacción acrosómica, se cree que el espermatozoide permanece unido a la zona pelúcida a través de los receptores ZP2 expuestos. Estos receptores son desconocidos en ratones, pero se han identificado en cobayas.

En los mamíferos, la unión del espermatozoide a la GalT inicia la reacción acrosómica . Este proceso libera la hialuronidasa que digiere la matriz de ácido hialurónico en las vestiduras alrededor del ovocito. Además, se liberan glicosaminoglicanos (GAG) similares a la heparina cerca del ovocito que promueven la reacción acrosómica. [ 35 ] A continuación, se produce la fusión entre las membranas plasmáticas del ovocito y el espermatozoide, lo que permite que el núcleo del espermatozoide , el centriolo típico y el centriolo atípico que está unido al flagelo , pero no las mitocondrias , entren en el ovocito. [ 36 ] Es probable que la proteína CD9 medie esta fusión en ratones (el homólogo de unión). El óvulo se " activa " a sí mismo al fusionarse con una sola célula espermática y, por lo tanto, cambia su membrana celular para evitar la fusión con otros espermatozoides. Se liberan átomos de zinc durante esta activación.

Este proceso culmina con la formación de una célula diploide llamada cigoto . El cigoto se divide para formar un blastocisto y, al llegar al útero, se implanta en el endometrio, dando inicio al embarazo . La implantación embrionaria fuera de la pared uterina produce un embarazo ectópico que puede ser mortal para la madre.

En animales como los conejos, el coito induce la ovulación al estimular la liberación de la hormona pituitaria gonadotropina; esta liberación aumenta considerablemente la probabilidad de embarazo.

Humanos

Fecundación en humanos. El espermatozoide y el óvulo se unen mediante la fecundación, creando un cigoto que (en el transcurso de 8 a 9 días) se implanta en la pared uterina, donde reside durante nueve meses.

La fecundación en los seres humanos es la unión de un óvulo y un espermatozoide , que suele ocurrir en la ampolla de la trompa de Falopio , dando lugar a un cigoto unicelular , la primera etapa del desarrollo de un organismo genéticamente único, [ 37 ] e iniciando el desarrollo embrionario . Los científicos descubrieron la dinámica de la fecundación humana en el siglo XIX.

El término concepción se refiere comúnmente al "proceso de quedar embarazada que implica fertilización o implantación o ambas". [ 38 ] Su uso lo convierte en objeto de argumentos semánticos sobre el inicio del embarazo , típicamente en el contexto del debate sobre el aborto . Tras la gastrulación , que ocurre alrededor de 16 días después de la fertilización, el blastocisto implantado desarrolla tres capas germinales: el endodermo, el ectodermo y el mesodermo, y el código genético del padre se involucra completamente en el desarrollo del embrión; la gemelaridad posterior es imposible. Además, los híbridos interespecíficos sobreviven solo hasta la gastrulación y no pueden desarrollarse más. Sin embargo, cierta literatura de biología del desarrollo humano se refiere al conceptus y dicha literatura médica se refiere a los "productos de la concepción" como el embrión postimplantación y sus membranas circundantes. [ 39 ] El término "concepción" no se usa habitualmente en la literatura científica debido a su definición y connotación variables.

Insectos

Los dardos de venas rojas ( Sympetrum fonscolombii ) vuelan en formación de "pandilla" (el macho delante), lo que permite al macho impedir el apareamiento con otros machos. Los huevos se fertilizan a medida que se ponen, uno a uno.

Los insectos de diferentes grupos, incluidos los Odonata ( libélulas y caballitos del diablo ) y los Hymenoptera ( hormigas , abejas y avispas ), practican la fertilización retardada. Entre los Odonata, las hembras pueden aparearse con múltiples machos y almacenar esperma hasta la puesta de los huevos. El macho puede revolotear sobre la hembra durante la puesta de huevos (oviposición) para evitar que se aparee con otros machos y reemplace su esperma; en algunos grupos, como los anhingas, el macho continúa sujetando a la hembra con sus claspers durante la puesta de huevos, y la pareja vuela en tándem. [ 40 ] Entre los Hymenoptera sociales, las reinas de las abejas melíferas se aparean solo en vuelos de apareamiento, en un corto período que dura algunos días; una reina puede aparearse con ocho o más zánganos . Luego almacena el esperma durante el resto de su vida, quizás durante cinco años o más. [ 41 ] [ 42 ]

Fertilización en hongos

En muchos hongos (excepto en los quitridios ), al igual que en algunos protistas, la fecundación es un proceso de dos etapas. Primero, los citoplasmas de las dos células gaméticas se fusionan ( plasmogamia ), dando lugar a una célula dicariótica o heterocariótica con múltiples núcleos. Esta célula puede dividirse para producir hifas dicarióticas o heterocarióticas . La segunda etapa de la fecundación es la cariogamia , la fusión de los núcleos para formar un cigoto diploide.

En los hongos quitridios , la fecundación se produce en un solo paso con la fusión de los gametos, al igual que en los animales y las plantas.

Fecundación en protistas

Fecundación en protozoos

En los protozoos existen tres tipos de procesos de fertilización: [ 43 ]

Fertilización en algas

Las algas, al igual que algunas plantas terrestres, experimentan alternancia de generaciones . Algunas algas son isomórficas, donde tanto el esporofito (2n) como el gametofito (n) son morfológicamente idénticos. Cuando la reproducción de las algas se describe como oogámica, los gametos masculinos y femeninos son morfológicamente diferentes: los gametos femeninos presentan un óvulo grande e inmóvil, mientras que los gametos masculinos son uniflagelados (móviles). Mediante el proceso de singamia, estos gametos forman un nuevo cigoto, regenerando así la generación del esporofito.

Fecundación y recombinación genética

La meiosis da como resultado una segregación aleatoria de los genes que aporta cada progenitor. Cada organismo progenitor suele ser idéntico salvo por una fracción de sus genes; por lo tanto, cada gameto es genéticamente único. En la fecundación, los cromosomas parentales se combinan. En los humanos , (2 22 ) 2 = 17,6 × 10 12 cigotos cromosómicamente diferentes son posibles para los cromosomas no sexuales, incluso suponiendo que no haya entrecruzamiento cromosómico . Si el entrecruzamiento ocurre una vez, entonces en promedio (4²²)² = 309 × 10 24 cigotos genéticamente diferentes son posibles para cada pareja, sin considerar que los eventos de entrecruzamiento pueden tener lugar en la mayoría de los puntos a lo largo de cada cromosoma. Los cromosomas X e Y no experimentan eventos de entrecruzamiento y, por lo tanto, se excluyen del cálculo. El ADN mitocondrial se hereda únicamente del progenitor materno.

El áster del espermatozoide y los centrosomas del cigoto

Poco después de la fusión del espermatozoide con el óvulo, los dos centriolos del espermatozoide forman el primer centrosoma del embrión y el áster de microtúbulos . [ 45 ] El centriolo del espermatozoide, situado cerca del pronúcleo masculino, recluta proteínas del material pericentriolar del óvulo , formando el primer centrosoma del cigoto. [ 46 ] Este centrosoma nuclea microtúbulos en forma de estrella llamados microtúbulos astrales. Los microtúbulos se extienden por todo el valium del óvulo, permitiendo que el pronúcleo del óvulo utilice los cables para llegar al pronúcleo masculino. A medida que los pronúcleos masculino y femenino se aproximan, el único centrosoma se divide en dos centrosomas situados en la interfase entre los pronúcleos. Luego, el centrosoma, a través de los microtúbulos astrales, polariza el genoma dentro de los pronúcleos. [ 47 ]

Partenogénesis

Los organismos que normalmente se reproducen sexualmente también pueden reproducirse por partenogénesis , en la que un gameto femenino no fertilizado produce descendencia viable. Esta descendencia puede ser un clon de la madre o, en algunos casos, ser genéticamente diferente a ella, pero heredar solo una parte de su ADN. La partenogénesis ocurre en muchas plantas y animales, y en otros puede inducirse mediante un estímulo químico o eléctrico al óvulo. En 2004, investigadores japoneses liderados por Tomohiro Kono lograron, tras 457 intentos, fusionar los óvulos de dos ratones bloqueando ciertas proteínas que normalmente lo impedirían; el embrión resultante se desarrolló normalmente en un ratón. [ 48 ]

Alogamia y autogamia

La alogamia , también conocida como fecundación cruzada, se refiere a la fecundación de un óvulo de un individuo con el gameto masculino de otro.

La autogamia, también conocida como autofecundación, se produce en organismos hermafroditas como las plantas y los platelmintos; en ellos, dos gametos de un mismo individuo se fusionan.

Otras variantes de reproducción bisexual

Algunas formas de reproducción relativamente inusuales son: [ 49 ] [ 50 ]

Ginogénesis : Un espermatozoide estimula el desarrollo del óvulo sin fertilización ni singamia. El espermatozoide puede penetrar en el óvulo.

Hibridogénesis : Se elimina un genoma para producir óvulos haploides.

Meiosis canina : (a veces llamada "poliploidía impar permanente") un genoma se transmite de forma mendeliana, otros se transmiten clonalmente.

Beneficios de la fertilización cruzada

Se suele considerar que el principal beneficio de la fertilización cruzada es evitar la depresión por endogamia . Charles Darwin , en su libro de 1876, Los efectos de la fecundación cruzada y la autofecundación en el reino vegetal (páginas 466-467), resumió sus hallazgos de la siguiente manera. [ 51 ]

En este volumen se demuestra que la descendencia nacida de la unión de dos individuos distintos, especialmente si sus progenitores han estado sometidos a condiciones muy diferentes, presenta una enorme ventaja en estatura, peso, vigor constitucional y fertilidad con respecto a la descendencia concebida por uno de los mismos progenitores. Este hecho es más que suficiente para explicar el desarrollo de los elementos sexuales, es decir, la génesis de los dos sexos.

Además, algunos piensan [ 52 ] que una ventaja a largo plazo del cruzamiento en la naturaleza es una mayor variabilidad genética que promueve la adaptación o evita la extinción (véase Variabilidad genética ).

Véase también

Referencias

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  • Vídeo sobre la fecundación (concepción).
  • La sección sobre la dinámica del desarrollo incluye un análisis de los equinodermos y una página de enlaces sobre el desarrollo de diversos animales.