Biología y Geología . 1º de Bachillerato

Los Seres Vivos

7.4 - Reproducción
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La reproducción es una característica de los seres vivos que consiste en que son capaces de crear copias parecidas a ellos mismos.
Estas copias heredan la información genética de los padres.

Los seresvivos necesitan crear copias de si mismos porque mueren y han de transmitir sus genes para que se preserven

Los seres vivos mueren

  • Por intervenciones externas
    Accidente, enfermedad o predación
  • Por programa interno: envejecimiento
    Caracteríatica de la mayoría de los animales y algunas plantas por la que las células y tejidos dejan de ser funcionales provocando fallos orgánicos que acaban irremediablemente en la muerte.

 

Muchos organismos unicelulares y algunas plantas no tienen por qué morir.
De hecho muchos seres vivos no han muerto (ni nacido) nunca

¿Por qué estamos programados para morirnos?

Los seres vivos que se reproduzcan más eficazmente desplazarán a los otros y propagarán sus genes
Por esto es tan importante el mecanismo repreoductivo en todos los seres vivos

¿Por qué algunos organismos tien muchos hijos y otros muy pocos?

 
Estrategias reproductoras
    El número de descendientes que tiene los organismos ha de estar cuidadosamente medido
    Ante un mismo esfuerzo reproductor se pueden adoptar dos tipos de estrategia
    - Tener muchos descendientes pero invirtiendo poco en ellos . Estrategia de la
    R
    - Tener pocos descendientes pero cuidarlos para que tengan más probabilidades de supervivencia . Estrategia de la K
    • R-estrategas
      Reproducción rápida y abundante. Pocos cuidados de la descendencia
      Adaptativa para medios variables. Primeras etapas de sucesión ecológica
    • K-estrategas
      Reproducción lenta y escasa. Muchos cuidados en la descendencia.
      Adaptativa en ecosistemas complejos y poco variables. Ecosistemas maduros.

      Un ser vivo siempre debe producir el número máximo de descendientes viables posibles.
      En el tiempo y energiía empleada en la vida hay un compromiso entre:
      - Cuidado del propio organismo
      - Producción de descendientes
      - Cuidado de los descendientes

 

Características de la reproducción
  • Por reproducción se crean copias parecidas a los progenitores
    Cada especie produce individuos de la misma especie.
  • La unidad mínima de reproducción es la célula
    La reproducción sexual siempre parte de una única célula denominada zigoto
    En la reproducción asexual muchas veces también se parte de una célula única la espora
  • La reproducción está íntimamente relacionada con la evolución.
    No hay evolución sin variabilidad en la reproducción
  • Relacionada con la reproducción el crecimiento y el desarrollo
    • Crecimiento
      Al ser menores los descendientes han de aumnetar de tamaño.
    • Desarrollo
      Los individuos de una especie generados a partir de una célula o un grupo pequeño de células no pueden tener el mismo modo de vida que sus progenitores, por ello desarrollan etapas de morfología y fisiología diferentes llamadas etapas del desarrollo.
      Por ejemplo en una planta se produce la fecundación del óvulo en la flor, Empieza a desarrollarse un embrión que se rodea de sustancias de reserva en la planta madre: semilla. Se paraliza el desarrollo y la semilla es enviada otro lugar. Si las condiciones son adecuada genera una raiz y unas hojas embrionarias. Comienza la fotosíntesis y crece hasta parecerse cada ves más a la plnata madres.

Reproducción asexual

Una célula o un grupo de células da lugar a un nuevo organismo.
Los descendientes por reproducción asexual son genéticamente idénticos, salvo que se produzca una mutación que es un suceso infrecuente.

Ventajas de la reproducción asexual: Relativa sencillez y rapidez. Adaptación al medio actual
Inconvenientes: Los descendientes son genéticamente iguales. No estrán adaptados a nuevos medios

Útil en colonización de medios homogéneos
Útil en organismos de reproducción rápida que pueden adaptarse por mutaciones como las bacterias

 

 
Reproducción en células somáticas y organismos unicelulares
  • Procariotas: División bacteriana
    Es relativamente sencilla pues los procariotas poseen poca información genética y un solo cromosoma
    En la separación de las copias de ADN interviene principalmente la membrana
  • Eucariotas: Mitosis
    Es más compleja pues las células eucariotas tiene varios cromosomas y la célula hija ha de recibir un cromosoma de cada tipo
    Conserva el número de cromosomas.
    Se puede producir tanto en células haploides como diploides
    Las células hijas son genéticamente iguales
Tipos de reproducción celular atendiendo al tamaño y numero de células generadas
  • Bipartición
    Las células hijas son de tamaño semejante
  • Gemación
    La célula que se divide produce una célula con la mayor parte del citoplasma y orgánulos y otra menor
  • División múltiple o pluripartición
    La reproducción general más de dos células
El desarrollo y aumento de tamaño y producción de células se produce de modo asexual; por mitosis

 

Esquema de una mitosis de una célula con 2n=2 cromosomas
Reproducción asexual en organismos pluricelulares
Existen diversos mecanismos reproductores:
  • Esporas
    Células expresamente producidas para la reproducción asexual
    Se generan en órganos llamados en esporangios
    Las generan Hongos. Algas y Plantas
  • Partes no especializadas del organismo pluricelular
    • Fragmentación activa:
      El organismo se divide por mecanismo internos
      Protistas. Hongos. Animales. Plantas
    • Fragmentación pasiva:
      Por algun incidente en el medio el organismo se rompe. Las partes son viables y forman nuevos individuos
      Protistas. Hongos. Animales. Plantas
  • Partes especializadas del organismo pluricelular
    • Gemación
      Yema, abultamiento del cuerpo, que da lugar a un nuevo individuo
      Plantas. Animales
    • Propágulos
      Parte del organismo con la organización necesaria da lugar a un nuevo individuo
      Líquenes. Helechos
    • Estructuras complejas
      Bulbillos (Pequeñas plantitas), Estolones (Tallos sin hojas) .Yema
  • División embrionaria
    Los embriones de algunos animales son capaces de dividirse asexualmente

Reproducción sexual

El sexo es un mecanismo de recombinación genética. Se barajan los genes para dar lugar a nuevas variaciones
Puede ir separado de la reproducción pero generalmente se liga a ella por los riesgos que supone.

Solo se presenta en organismos eucariotas.
Parece que todos los eucariotas actuales proceden de un antepasado que ya tenía reproducción sexual, pero algunas especies de grupos muy diversos la han perdido.

En la reproducción sexual siempre se produce unión de dos células llamadas células sexuales o gametos
Al proceso de unión se le llama fecundación
La fecundación produce una célula con información genética duplicada llamada zigoto

Ha de haber una reducción en algún momento: Meiosis R!

Por meiosis se reduce a la mitad el número de cromosomas.

Sólo se produce en células diploides
Da lugar a 4 células hapliodes.
Todas con una copia de cada cromosoma

Durante la meiosis se produce una combinación de los genes de los cromosomas paternos (sobrecruzamineto) intercambiando cromátidas de los cromosomas homólogos.
Este proceso sirve para aumnetar el número de combinaciones genéticas.

La meiosis sólo se produce en células especializadas:
- Tras la fecundación en especies haplobiónticas
- En la formación de gametos especies diplobiónticas
- En
la formación de esporas especies haplodiplobiónticas

Esquema de una meiosis de una célula con 2n=2 cromosomas
Ciclos de organismos pluricelulares

Los organismos pluricelulares con reproducción sexual

  • Siempre proceden de un zigoto diploide
  • Siempre producen gametos haploides
  • Las células normales se reproducen por mitosis que conserva el número de cromosomas y la información genética
  • En algún momento de su ciclo reproductivo han de tener meiosis: división reduccional
Según se produzca en un momento o en otro aparecan formas pluricelulares haploides o diploides
Ciclos principales
Ciclo haplobióntico
Ciclo diplobióntico

Ciclo Haplobióntico

Ciclo Diplobióntico

Tras la fecundación se produce la meiosis
Las célula haploide se dividen por mitosis
Se forma un organismo pluricelular haplonte
Se forman gametos por mitosis

La presentan:

  • Muchos protistas. Algas.
  • Mayoría de los hongos

Tras la fecundación el zigoto se divide por mitosis
Se forma un organismo pluricelular diplonte
Forma gametos por meiosis

La presentan:

  • Algunos protistas
  • La mayoría de los animales

 

Ciclo Haplodiplobióntico o Alternante

Ciclo haplodiplobióntico

Tras la fecundación el zigoto se divide por mitosis
Se forma un organismo pluricelular diplonte: el esporofito.
El esporofito forma esporas por meiosis
Las esporas se dividen por mitosis formando un organismo haploide: el gametofito
El gametofito produce gametos por mitosis

La presentan

  • Varios tipos de protistas como las clorofíceas.
  • Las plantas
  • Algunos Hongos 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Puede haber ciclos más complejos

Consideraciones importantes respecto a la reproducción sexual

Desde el punto de vista de la reproducción la línea germinal es inmortal

Una célula nuestra se ha ido combinando con otras mediante fecundaciones pero siempre viene de otras células. Los genes núnca han muerto
Observando la reproducción desde el punto de vista de los genes:
Para un determinado gen solo somos máquinas de supervivencia. Lugares en los que seguir existiendo a lo largo del tiempo
Se combinan con otros a lo largo del tiempo pero nunca han muerto
Un organismo sería como un equipo de genes que actúan en conjunto para sobrevivir.
Un organismo pluricelular ese mismo equipo repetido muchas veces para hacer trabajos diferentes.
Con la reproducción sexual aparecen las especies:
Todos los individuos de una especie ligados en el tiempo
Son unidades genéticas cambiantes a lo largo del tiempo pero sus genes pueden saltar entre los individuos a lo largo del tiempo
Cada especie tiene sus genes comunes
Gametos
Son las células sexuales destinadas a unirse en la fecundación
Para evitar problemas genéticos y propiciar mayor variabilidad habitualmente no se unen dos gametos del mismo individuo
Lo más sencillo y habitual para evitar esta autofecundación es establecer dos tipos de gametos de modo que no puedan unirse los del mismo tipo.
  • Isogamia
    Los gametos son exteriormente iguales aunque poseeen alguna característica química para identificarse
    Se les señala con + y - para indicar sus diferencias químicas
  • Anisogamia
    los gametos son de tamaños diferentes
    • Microgameto o gameto masculino. El gameto de menor tamaño
    • Macrogameto o gameto femenino. El gameto de mayor tamaño
      si el macrogameto es inmovil se habla de Oogamia

    La anisogamia es más frecuente que la isogamia pues los gametos se especializan uno en viajar y encontrar al otro y el macrogameto en acumular sustancias de reserva para el nuevo individuo

Órganos productores de gametos

En organismos pluricelulares los gametos se producen en órganos especializados

Plantas
Animales
Órgano reproductor masculino
(gametos)
Anteridio
(produce
Anterozoos)
Testículo
(produce
Espermatozoides)
Órgano reproductor femenino
(gametos)
Arquegonio
(produce Oosferas)
Ovario
(produce
Óvulos)

 

Sexo de los individuos
    Hermafroditas
    Un mismo individuo posee los dos sexos a la vez.
    A pesar de poseer los dos tipos de gónadas la autofecundación es rara porque da lugar a problemas genáticos en la descendencia
    Son hermafroditas la mayoría de las muchas plantas y bastantes animales de muy diversos grupos.

    Bisexuales o dióicos
    Presentan sexos separados en individuos diferentes

    Macho .
    Individuo que genera gametos de pequeño tamaño

    Hembra .
    Individuo que producen gametos grandes

Determinación del sexo

    En una especie debe haber individuos de ambos sexos para que pueda producirse la reproducción sexual
    La determinación del sexo es muy variable en diferentes grupos de organismos

    Determinación genética
    La información que se encuentra en los genes determina el sexo del individuo
    Puede producirse por:

    Genes individuales.
    Un gen o un grupo de genes determinan el sexo. No se agrupan en cromosomas específicos

    Cromosomas.
    Existen diferencia cromosómicas entre los sexos.
    Un par de cromosomas son diferentes. se les denomina heterocromosomas.
    De los heterocromosomas se denomina cromosoma X al de mayor tamaño e cromosoma Y al cromosoma menor
    En algunos grupos de organismos los individuos XX son hembras y los XY son machos
    Por ejemplo en mamíferos y la mayoría de los insectos
    En otros grupos los individuos XX son machos y los XY hembras
    Por ejemplo en aves, e insectos lepidópteros
    En otros las hembras tienen dos cromosomas X (XX) y los machos solo uno (X0)
    Por ejemplo en insectos dípteros

    Dotación cromosomíca
    El sexo viene determinado por si un individuo es haploide o diploide
    Por ejemplo en las insectos himenópteros las hembras son diploides y los machos haploides

    Determinación ambiental
    Alguna variable del medio determina el sexo de los individuos
    Por ejemplo temperetura de incubación en cocodrilos o presencia de un macho en varias especies hace que los otros se desarrollen como hembras

    Determinación por etapas del desarrollo
    En algunas especies los individuos comienzan siendo machos para convertirse posteriormente en hembras
    En otras especies ocurre al contrario
    Depende del sexo más competitivo o que más se le exige se desarrolla en una etapa posterior del desarrollo

 

Fecundación

La fecundación es la unión de los gametos; más específicamente la unión de los genomas de los gametos

Esta unión puede producirse de diferentes modos.
El más sencillo y común es lña unión de dos célula en un medio líquido
Existes fecundaciones considerablemente más complicadas como la reproducción sexual de algunos hongos o la fecundación de las plantas superiores.

Los ciclos sexuales pueden ser muy variados:
Los más sencillos los individuos pluricelulares fabrican gametos que se unen para formar un nuevo individuo
Existen ciclos más complicados en los que pueden intervenir fases o formas asexuales y sexuales o desarrollarse óvulos no fecundados como en el caso de la Partenogénesis

Por la localización del la fecundación esta se clasifica en:

    Fecundación Externa :
    Se produce fuera del cuerpo de la hembra
    La realizan la mayoría de los organismos acuáticos

    Fecundación Interna :
    Se produce dento del cuerpo de la hembra
    La realizan plantas y animales aéreos además de algunos organismos acuáticos que protegen más la descendencia

 

Selección sexual

En organismos con sexos separados suelen darse diferencias entre machos y hembras

  • Los machos suelen ser menores salvo en el caso de la competencia por las hembras
  • En organismos que cuidan la puesta suelen ser las hembras las que lo hacen por invertir más en óvulos
  • La fecundación en el caso de que sea interna es en el cuerpo de la hembra y no del macho

    ¿Por qué los machos de algunas especies más grandes?

Es importante para los individuos conocer el sexo de el resto de los individuos de su misma especie
Por ello existen caracteres para el reconocimiento del sexo que dependen de los órganos de los sentidos ..

  • Sustancias químicas: Feromonas sexuales
  • Tamaño: Machos o hembras mayores según las especies
  • Estructuras específicas (Cuernas, plumas)
  • Colores: Diferente pigmentación
  • Sonidos: Cantos de reclamo o territoriales
  • Emisión de luz
    A veces un sexo puede tener más de una forma dependiendo de diversos factores
    Ejemplo: Hay peces machos que tienen dos formas, una grande que compite por las hembras y otra pequeña, semejante a una hembra que simula serlo para emitir sus espermatozoides durante el cortejo del macho mayor a una hembra verdaddera.


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