BLOQUE 2 CIENCIAS NATURALES 4°

LA REPRODUCCION DE LAS PLANTAS

La reproducción es el proceso por el cual los seres vivos producen células o grupos de células que mediante distintos procesos sexuales o asexuales se desarrollan en un organismo semejante al originario perpetuándose de esa manera la vida y asegurándose la continuidad de la especie en los seres unicelulares y pluricelulares sencillos interviene en la reproducción todo el individuo en las formas pluricelulares mas sencillas la reproducción queda limitada únicamente a un grupo de células ( CELULAS GERMINALES) se desarrolla en órganos especializados GONADAS mientras que el resto del individuo o SOMA pierde la capacidad de reproducción, o bien solo lo hace de manera asexual o vegetativa. Tipos de reproducción:

ASEXUAL características:

• el nuevo individuo se origina a partir de un solo parenteral.
• El individuo se origina a partir de una célula o grupo de células que se desarrolla por mitosis, hasta lograr seres semejantes a otro individuo de la especie, como resultado de este hecho estos individuos son auténticos clones del individuo inicial.
• En este tipo de reproducción no existe variabilidad genética.

SEXUAL

• el nuevo individuo surge a partir de dos células especiales denominadas gametos que se han originado por meiosis y que proceden de dos parenterales.
• El nuevo individuo surge de la unión de ambos gametos, que tienen la mitad de la información genética y que origina una célula huevo CIGOTO (2n) que se divide por mitosis hasta originar un individuo semejante a los de su especie.
• Existe variabilidad genética que es la base del proceso de la evolución ya que los individuos no son idénticos entre si ni a sus parenterales.
• Este tipo de reproducción es el que aparece en la mayoría de los seres pluricelulares.

LA REPRODUCCIÓN ASEXUAL.

Tiene como finalidad aumentar muy rápido en numero de individuos de la especie. Inconveniente: como no existe variabilidad genética, cualquier suceso que afecte a un individuo afecta a toda la población.

Dos grandes tipos:

Multiplicación vegetativa.

Se lleva a cabo a partir de grupos de células meristematicas que constituyen yemas que aparecen sobre el individuo adulto. Tipos:

• gemación: el nuevo individuo se desarrolla a partir de las yemas, mientras que en las menos evolucionadas (musgos) estas células constituyen en los PROPAGULOS.
• Fragmentación: el nuevo individuo surge a partir de una parte del vegetal que se divide de manera espontánea en fragmentos ( cuando este proceso ocurro por acción del hombre se llama esqueje). Varios tipos:
• tubérculos: son órganos de la raíz que presentan yemas ( patata).
• Rizomas. Tallos subterráneos y horizontales con células embrionarias a partir de las cuales se forma el tallo y la raíz de la nueva planta (lirio).
• Estolones: son tallos de la planta que crecen horizontalmente que contienen células embrionarias que al desarrollarse forman el nuevo individuo. ( fresa).
• Bulbo: grupos de células embrionarias del tallo protegidas por hojas que acumulan sustancias de reserva y que al plantarse originan una nueva planta.

esporulación.

El nuevo individuo surge a partir de células aplontes o diplontes que no constituyen gametos.

REPRODUCCIÓN SEXUAL.

Representa una gran ventaja para las especies ya que al existir variabilidad genética estas se pueden adaptar mejor al medio ambiente sin que en caso de existir un suceso desfavorable se produzca la extinción de la especie. En los vegetales mas evolucionados los órganos reproductores formadores de gametos son muy simples mientras que en las formas menos evolucionadas, plantas con flores, los gametos se desarrollan protegidos por unas hojas especiales que constituyen la flor.

Reproducción de briofitos.

La planta presenta un ciclo diploaplonte con alternancia de generaciones alterna el gametofito y el esporofito.

Los briofitas igual que los helechos necesitan vivir en sitios húmedos para que le gameto masculino que es flagelado nade hasta el gameto femenino de manera que pueda completar el ciclo. La fase dominante es el gametofito donde aparecen los órganos productores de gametos:

• el masculino de forma globosa (ANTERIDIO) en el que se originan los gametos masculinos (ANTEROZOIDES).
• El femenino con forma de botella (ARQUEGONIO), en su interior aparece el gameto femenino (OOSFERA).

El anterozoide nada asta el arquegonio para juntarse con la oosfera y se forma el zigoto. A partir del cigoto se desarrolla el esporofito (2n) que consta de una cápsula y un pie y que vive a expensas del gametofito. En el interior de la cápsula se forma x meiosis las esporas haploide que al germinar origina una estructura ramificada y microscópica (PROTONEMA) el cual al desarrollarse origina un gametofito que cierra el ciclo.

Ciclo de reproducción de los pteridofitos.

En los helechos la fase dominante es el esporofito donde en la parte inferior de las hojas o frondes se sitúan los esporangios que aparecen formando sacos, en el inferior de cada esporangio y por meiosis se originan las esporas (n), que al germinar forman el gametofito que es una estructura muy pequeñas y con forma de corazón que se llama prótalo en cuya cara interior se sitúan anteridios y arquegonios donde se originan los gametos masculinos o anterozoides (flagelados) y la oosfera (femenino). El mas. nada hacia el fem; y se produce la fecundación y se origina el cigoto (2n) que al desarrollarse forma el esporofito que cierra el ciclo.

Ciclo reproductor de las espermatofitas.

Las espermatofitas presentan una serie de adaptaciones que les han permitido la conquista de la tierra firme y ser el grupo de mayor éxito evolutivo de este reino.

• se independizan n la reproducción en el medio acuático al crear una estructura denominada tubo polínico que pone en contacto directo ambos gametos.
• Desarrollan una estructura para la reproducción que consiste en hojas modificadas que constituyen la flor.
• Crean la semilla la cual protege al embrión asta que germine la nueva planta . almacena sustancias de reserva para el embrión y permite que la planta pueda colonizar lugares alejados de donde vive.

En las espermatofitas la fase dominante es el esporofito o planta propiamente dicha mientras que el gametofito constituye una estructura muy pequeña que vive entre los tejidos del esporofito.

En función de la estructura de las flores podemos dividirlo en dos grupos:

Gimnospermas: las flores unisexuales son muy simples y aparecen agrupadas alrededor de un eje central constituyendo los conos. La flor masculina es muy simple y consta de una escama que es el estambre en cuya parte inferior aparecen los sacos de polen. La femenina consta de una escama que hace las veces de carpelo en cuya parte posterior aparecen dos óvulos desnudos en cuyo interior se forma la oosfera, esta estructura aparece protegida por una escama (BRACTEA).

Angiospermas: se denominan antofitas porque son las que presentan una flor típica con todas sus partes. La flor es una estructura que esta formada por hojas fértiles que se disponen al final de un corto tallo. Típicamente consta de las siguientes partes:

• Pedúnculo floral, que una la flor al tallo.
• Receptáculo floral, parte terminal ensanchada donde se disponen las hojas florales.
• Cáliz, conjunto de hojas generalmente verdes llamadas sépalos que tienen la función de proteger al resto de la flor.
• Corola, conjunto de hojas generalmente coloreadas denominadas pétalo que tienen como funcion atraer a los animales para la polinización.
• Androceo, conjunto de hojas fértiles denominadas estambres en cuyo interior se forman los granos de polen en 2 partes:

filamento.

Antera: estructura en dos partes (tecas) en cada una hay dos saco polínicos, dentro células madre de los granos de polen.

• Ginefeo: parte femenina que esta formada por un conjunto de hojas que adoptan forma de botella ( carpelos) en cuyo interior se disponen los óvulos. Los carpelos se diferencian en tres partes: ovario, estigma y estilo.

El ciclo reproductor comienza con la polinización que supone la llegada del grano de polen hasta el estigma de la flor.

• grano de polen: se forma en los granos polínicos de la antera donde se encuentran las células madre, que sufre meiosis originando cuatro células (n) que son las microsporas cada una de esas células va ha dividirse pos mitosis en dos que quedaran rodeadas por dos capas protectoras, la itina y la exina, constituyendo en conjunto el grano de polen: núcleo vegetativo y núcleo germinativo.
• Saco embrionario: se origina a partir del óvulo que aparece en el ovario, los óvulos constan de varias partes. En el óvulo la célula madre del saco embrionario se divide por meiosis y origina cuatro células haploide tres de las cuales degeneran y la otra se divide por mitosis tres veces originando ocho células que son la oosfera, que será el gameto femenino, a su lado dos sinergidas, en el polo opuesto hay tres (antípoda) en la parte central dos que se fusionan ( núcleos secundarios) que son 2n. En las gimnospermas el saco embrionario tiene un tegumento formado por una sola capa de células y entre el micrópilo y la oosfera aparece un espacio (saco polínico).
• Fecundación: supone la unión del gameto masculino con el gameto femenino. Para ello en las angiospermas el grano de polen germina y produce el tubo polínico en cuyo extremo aparece el núcleo vegetativo y tras él el núcleo germinativo. Este tubo polínico avanza a través de los tejidos del estilo hasta el ovario donde se encuentra el saco embrionario con el gameto femenino, durante su avance desaparece el núcleo vegetativo y el germinativo se divide en dos, los cuales cuando llegan a el saco embrionario uno de ellos se une a la oosfera formando el cigoto mientras que el otro se une a los núcleos secundarios formando el llamado endosperma que es un tejido donde se almacenan sustancias nutritivas para el embrión de la semilla por tanto en las angiospermas la fecundación es doble lo cual lo diferencia de la gimnosperma que es simple y solo se forma el cigoto mientras que los núcleos secundarios darán lugar el endospermo (2n) y muchas veces falta. Una vez que se ha producido la fecundación los componentes del saco embrionario se ha transformado en la semilla que es la estructura de diseminación típica de las espermatofitas. El cigoto formara el embrión que presenta varias partes: el tallito, la radicula, la yema terminal y hojas embrionarias (cotiledones). El tegumento del saco embrionario forma la pared protectora externa y el endospermo forma el tejido donde se almacenan las sustancias nutritivas de las semillas en algunas especies las sustancias nutritivas se acumulan en las hojas embrionarias de forma que los cotiledones ocupan la mayor parte de la semilla en función de su numero las angiospermas se dividen en: monocotiledóneas y dicotiledóneas, al mismo tiempo que el saco embrionario se transforma en la semilla las paredes del ovario se transforman en el fruto que existe en la gimnospermas.

 

LA REPRODUCCION DE LAS ANIMALES



 

 

En esta sección investigamos el caso particular de los Animales.

El reino animal es tan diverso que existe también una enorme diversidad en los patrones de reproducción y ciclos de vida. Nosotros, los humanos, nuestro gato o perro, los peces del acuario, las aves del parque, incluidas las hormigas y las arañas que habitan nuestro hogar, absolutamente todos estos animales se reproducen, con sus debidas particularidades cada uno. Lo que comúnmente está en el imaginario colectivo es que la mayoría de los animales se reproducen sexualmente, sin embargo, existen algunos que pueden reproducirse asexualmente. Si no recuerdas la diferencia entre ambos tipos de reproducción puedes repasarlo en el tema de estudio “La Reproducción”.

Reproducción Asexual en animales

A modo de resumen podríamos decir que en la reproducción asexual hay un solo progenitor involucrado, y no hay órganos reproductivos especiales o células sexuales. Cada organismo es capaz de producir copias genéticamente idénticas de sí mismo al volverse adulto.

Ya que se requiere de un único progenitor, este tipo de reproducción es considerada altamente eficiente. No se requiere el apareamiento, que es uno de los hechos más demandantes y complejos entre los animales. Sin embargo, no genera diversidad genética, y esto puede ser una desventaja en ambientes cambiantes. Los animales que se reproducen asexualmente son, en su mayoría, invertebrados. En general son especies que son sésiles (fijas a un sustrato) y no pueden buscar compañeros, o especies que viven en poblaciones dispersas y rara vez se encuentran parejas potenciales. En la mayoría de los casos, las especies que se reproducen de esta forma también lo hacen de forma sexual.

Dentro de los animales hay dos formas comunes de reproducción asexual: gemación y fragmentación o regeneración reproductiva.

Fig. 1. Hydra. Fuente: Marc Perkins, OCC Biology Department Flickr

Gemación: ocurre en varios grupos de animales, pero es predominante en cnidarios, como la Hydra (Figura 1), las medusas, los corales y algunas anémonas.

Fragmentación o regeneración reproductiva: este tipo de reproducción se observa en los equinodermos (estrellas de mar) y los cnidarios coloniales como los corales. Varias especies de anélidos y platelmintos (gusanos planos) también se reproducen dividiéndose en dos o más fragmentos, cada uno de los cuales regenera un cuerpo completo. Dentro de este grupo, un ejemplo muy estudiado y modelo de trabajo en muchos laboratorios lo constituyen los turbelarios, conocidos vulgarmente como planarias (Figura 2).

Fig.2. Planaria. Fuente: Puuikibeac Flickr.

Si no recuerdas estos procesos puedes repasarlos en el tema de estudio anterior pinchando aquí.

Te dejamos este video que resume de forma muy simple, tres ejemplos de ambas formas de Reproducción asexual en animales.

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Reproducción Sexual en animales

La reproducción sexual en los animales incluye a los procesos definidos como reproducción bisexual (o biparental), como la forma más común, que implica dos individuos separados, y también al hermafroditismo y la partenogénesis, formas menos comunes.

Los animales que se reproducen sexualmente producen células sexuales haploides o gametos (espermatozoides y óvulos) por meiosis. El óvulo (gameto femenino, producido por la hembra) y el espermatozoide (gameto masculino, producido por el macho) deben luego unirse a través del proceso de fecundación para crear una célula diploide, el cigoto.

Gran parte de la diversidad en los sistemas reproductivos de los animales está asociada a los mecanismos que permiten que los espermatozoides y los ovocitos se pongan en contacto, es decir, los mecanismos de apareamiento. Así mismo, el tiempo y la energía de los animales usualmente se invierten en el proceso de apareamiento.

La reproducción bisexual en los animales consiste en tres eventos fundamentales:

- Gametogénesis (producción de los gametos).
- El apareamiento (mecanismos para que los gametos puedan juntarse).
- La fecundación (fusión de gametos).

La gametogénesis tiene lugar en las gónadas (testículos en los machos, y los ovarios en las hembras). Allí, las células germinales, diploides, proliferan por mitosis, para luego sufrir meiosis y madurar a óvulos o espermatozoides, respectivamente.

El apareamiento permite que las gametas estén lo suficientemente cerca para que la fecundación pueda ocurrir. Los mecanismos de apareamiento dependen de la movilidad de los animales y de si se reproducen en el agua o sobre la tierra.

La más simple distinción en los sistemas de apareamiento es si la fecundación se produce externa o internamente.

Fecundación externa. En este tipo de fecundación, la unión del espermatozoide y el gameto femenino se efectúa afuera del cuerpo de los progenitores. En general, se da en animales de ambientes acuáticos. Los animales liberan sus gametos al agua y los mismos tienen que encontrarse para que tenga lugar la fecundación. Este procedimiento se suele llamar “desove”.

Fig.3. Amplexus (abrazo dorsal del macho a la hembra) en anfibios. Fuente: erikpaterson flickr

Este tipo de fecundación, es típico de invertebrados acuáticos, peces y anfibios (Figura 3). Estos animales pueden producir un gran número de gametos, sin embargo, un alto número no garantiza que los gametos se encuentren.

En general, las actividades reproductivas del macho y la hembra están sincronizadas, ya que los gametos liberados tienen un tiempo de vida determinado. Para ello, los animales que desovan deben coordinar sus comportamientos reproductivos, tanto temporalmente (al mismo tiempo) como espacialmente (en el mismo lugar). La sincronización puede lograrse mediante señales visuales, acústicas o químicas, comportamientos de cortejo, indicios ambientales o alguna combinación de estos factores.

Fecundación interna. Los animales terrestres no pueden simplemente liberar sus gametos en el medio ambiente, ya que los espermatozoides requieren de un medio líquido para moverse y alcanzar el óvulo. Los animales terrestres evitan estos problemas mediante la liberación de los espermatozoides directamente en el tracto reproductor de la hembra. Todos los mamíferos presentan fecundación interna, así como también los reptiles, las aves, algunos invertebrados (algunos nemátodos) e incluso algunas especies de peces, como por ejemplo los tiburones.

La fecundación interna, por lo general, se realiza mediante la cópula, el comportamiento por el cual el macho deposita espermatozoides directamente en el tracto reproductor de la hembra.

Al analizar estos tres eventos se puede deducir que tanto la gametogénesis como la fecundación, son procesos bastante conservados dentro de los animales. La enorme diversidad radica en las adaptaciones que los animales poseen para el apareamiento, así como también la enorme diversidad anatómica, fisiológica y de comportamiento asociados al mismo.

En los animales, los sistemas reproductivos se distinguen también por el lugar donde se desarrolla el embrión. Existen dos patrones de cuidado y crianza de los embriones:

Oviparidad (puesta de huevos) y Viviparidad (crías vivas).

Los animales ovíparos ponen huevos en el medio ambiente, y sus embriones se desarrollan fuera del cuerpo de la madre. Son ejemplos de ellos, las aves, los reptiles, muchos peces y la mayoría de los invertebrados, como los artrópodos, los moluscos, entre otros. En estos animales la fecundación puede ser interna o externa.

Los animales vivíparos conservan el embrión dentro del cuerpo de la madre durante sus primeras etapas de desarrollo, y mientras se desarrolla, recibe nutrición de su parte. Son vivíparos los mamíferos (excepto los monotremas) y los peces eslasmobranquios (tiburones y rayas). Sin embargo, también se conocen algunas especies de invertebrados, anfibios y reptiles.

Algunos animales simplemente retienen los huevos fecundados dentro del cuerpo de la madre hasta que nacen. Estos embriones siguen recibiendo nutrición de las reservas propias del huevo, por lo que esta adaptación reproductiva se denomina ovoviparidad. Este tipo de desarrollo tiene lugar en varios grupos de invertebrados, como por ejemplo en anélidos, braquiópodos, insectos y moluscos gastrópodos y es común en ciertas especies de peces y reptiles.

Tanto en el caso de la viviparidad como la ovoviparidad, la fecundación obligatoriamente es interna.

Para terminar, la reproducción sexual también incluye dos procesos: el hermafroditismo y la partenogénesis.