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ZOOLOGÍA GENERAL – IRNyMA – 2021 Unidad IV - N.M. Romero 1 Unidad IV: Continuidad de la Vida Animal Si hablamos de la continuidad de la vida, debemos referirnos, indefectiblemente a la reproducción. Tenemos entonces que preguntarnos… ¿Qué es la reproducción? La reproducción es un proceso (por lo que ocurre en etapas sucesivas, en un tiempo determinado), por el que los organismos forman individuos semejantes a sus progenitores. Todos los animales tienen reproducción sexual y muchos tienen, además, algún tipo de reproducción asexual. En el siguiente cuadro podrán ver algunas de las diferencias principales entre estos dos grandes grupos de reproducción: REPRODUCCIÓN ASEXUAL REPRODUCCIÓN SEXUAL Interviene sólo un individuo. Intervienen dos individuos. No se necesitan células especializadas. Se necesitan células especializadas: los gametos que se forman por meiosis en las gónadas. Divisiones por mitosis. El nuevo individuo es genéticamente idéntico al progenitor: los descendientes son clones de los progenitores. El nuevo individuo no es genéticamente idéntico a los progenitores. Hay una mezcla de informaciones genéticas, esto garantiza la variabilidad. Mecanismo más rápido y económico, en términos energéticos. Mecanismo más lento y con mayor gasto de energía. Mejor en ambientes estables. Mejor en ambientes variables. Entre los principales tipos de reproducción asexual que se observa en los animales, podemos mencionar: división o fisión binaria, división múltiple, gemación, gemulación y fragmentación o escisión División binaria: frecuente en organismos unicelulares: bacterias y protozoos. El organismo se separa en dos células, distribuyendo sus organelos y citoplasma. Luego las células hijas aumentan de tamaño. ZOOLOGÍA GENERAL – IRNyMA – 2021 Unidad IV - N.M. Romero 2 División múltiple: en este caso, el núcleo se divide repetidamente, antes de la citocinesis (división del citoplasma). De esta manera se originan simultáneamente múltiples y pequeñas células hijas. Ej: en Plasmodium (paludismo o malaria). Gemación: Formación de una “yema” o protuberancia en un organismo progenitor, que crece y forma un nuevo individuo, éste puede desprenderse o quedar unido formando colonias. Frecuente en poríferos y cnidarios. Vean este corto video. Gemulación: Se forma un nuevo individuo a partir de gémulas. Las gémulas son agregados de células (arqueocitos) rodeadas de una cápsula resistente. Característico de Poríferos (esponjas), fundamentalmente de agua dulce. En los ambientes dulceacuícolas ocurren cambios frecuentes o estacionales de las condiciones físicas y químicas. Cuando las condiciones de temperatura, pH, velocidad, etc. del agua no son las adecuadas, las esponjas forman las gémulas que se abrirán cuando las condiciones ambientales sean propicias, dejando salir a los arqueocitos que son células totipotentes (pueden originar a diferentes tipos celulares), que darán lugar a una nueva esponja. Fragmentación o escisión: en algunos animales ocurre que una parte del cuerpo se desprende y puede formar un nuevo individuo. La fragmentación puede ser longitudinal (poríferos, algunos equinodermos) o transversal (algunos platelmintos, anélidos). Un tipo de escisión transversal es la estrobilación que se observa en algunos platelmintos. https://youtu.be/KiEFd0UcKtc https://youtu.be/KiEFd0UcKtc ZOOLOGÍA GENERAL – IRNyMA – 2021 Unidad IV - N.M. Romero 3 Entre los tipos de reproducción sexual vamos a mencionar a reproducción biparental, hermafroditismo y partenogénesis. Reproducción biparental: ocurre por la unión de gametos proveniente de dos progenitores genéticamente distintos. Los descendientes presentarán un genotipo (información contenida en los genes) diferente al de los progenitores. Los progenitores son de sexos diferentes (hembra y macho), cada uno forma un tipo de gameto: óvulo o espermatozoide. También se denominan dioicos (di= dos; oikos= casa). Hermafroditismo: en este caso cada individuo presenta órganos reproductores masculinos y femeninos, también se los denomina monoicos (mono= uno; oikos= casa). La mayoría de los grupos que presentan este tipo de reproducción evitan la autofecundación e intercambian sus gametos con otros individuos. Ej: tenias, lombrices de tierra, algunos moluscos. Partenogénesis: este término significa “desarrollo a partir de vírgenes”. Algunos animales proceden de óvulos no fecundados, en este caso no participa el sexo masculino. Típico de algunos invertebrados, ej: hormigas, avispas, pulgones, coleópteros y crustáceos. Raro en vertebrados: sólo en algunas lagartijas y lagartos. Puede ser accidental o habitual, según se produzca esporádicamente o regularmente en el ciclo biológico de alguna especie. Por la dotación cromosómica del huevo, la partenogénesis puede ser meiótica o ameiótica. En la meiótica o haploide (caso de las abejas), el óvulo se origina mediante meiosis y es haploide, dando lugar siempre a machos. En la ameiótica o diploide no hay meiosis y el óvulo se forma por mitosis; puede dar lugar a machos o a hembras. Modelos de reproducción De acuerdo al modelo de reproducción los animales pueden ser: ovíparos: “nacidos del huevo”; ovovivíparos: “nacidos vivos del huevo”; vivíparos: “nacidos vivos”. Origen y maduración de las células germinales Los organismos de reproducción sexual están formados por células somáticas (soma= cuerpo) y por células germinales que constituyen los gametos: óvulos y espermatozoides. Células germinales: se originan durante el desarrollo embrionario en el endodermo y luego migran a las gónadas (ovarios y testículos). Se denomina gametogénesis al proceso que da origen a los gametos a través de meiosis, espermatogénesis es la formación de espermatozoides en los testículos y ovogénesis cuando se forman los óvulos en los ovarios. Desarrollo de los animales: sucesos principales Según Hickman et al. (2009), los sucesos principales en el desarrollo de los animales, pueden resumirse en el siguiente esquema: ZOOLOGÍA GENERAL – IRNyMA – 2021 Unidad IV - N.M. Romero 4 FORMACIÓN DE GAMETOS: la división celular que ocurre en las células germinales, para dar origen a los gametos, es la meiosis. En la siguiente ilustración se muestra de manera comparativa la espermatogénesis y ovogénesis. ZOOLOGÍA GENERAL – IRNyMA – 2021 Unidad IV - N.M. Romero 5 La FECUNDACIÓN es el proceso de unión de los gametos masculino y femenino, seguido de la fusión de los núcleos de ambos (cariogamia), para formar el cigoto. Entre los tipos de fecundación mencionaremos la externa, cuando ocurre fuera de la hembra, es frecuente en organismos acuáticos y algunos terrestres (insectos y anfibios). Es interna cuando la unión de los gametos ocurre dentro de la hembra, este tipo es común en animales terrestres y en algunos peces (condrictios fundamentalmente). El huevo o cigoto (óvulo fecundado) contiene la información necesaria para dirigir el desarrollo y vitelo que es el material nutritivo, necesario para mantener las etapas iniciales de la vida. El huevo es una célula singular, capaz de desarrollarse en un nuevo individuo. Todos los tipos celulares diferentes de un animal adulto, derivan durante la embriogénesis de esta célula totipotente. La célula huevo o cigoto está polarizada a lo largo del eje animal – vegetativo. Tipos de huevos Existen diferentes clasificaciones para los huevos, la mayoría considerando distintos aspectos del vitelo, tales como la cantidad, distribución dentro del huevo y procedencia. Según la cantidad de vitelo pueden ser: oligolecito (oligo= poco; lecito= vitelo), mesolecito (= mediana cantidad de vitelo) o telolecito (gran cantidad de vitelo concentradoen el polo vegetativo). Teniendo en cuenta la distribución de vitelo, los huevos pueden ser: isolecito (= distribución uniforme), héterolecito (= concentrado en un polo) o centrolecito (= concentrado en el centro). Por el origen del vitelo, hay huevos ectolecito, cuando el vitelo es proporcionado por células glandulares o endolecito cuando lo provee el propio huevo. POR CANTIDAD POR DISTRIBUCIÓN SEGMENTACIÓN Las divisiones mitóticas iniciales del cigoto constituyen la segmentación, las células resultantes se denominan blastómeros (blasto= brote; mero= parte). Oligolecito Mesolecito Telolecito Isolecito Heterolecito Centrolecito https://youtu.be/Fc9idkdI4Uw ZOOLOGÍA GENERAL – IRNyMA – 2021 Unidad IV - N.M. Romero 6 El tipo de segmentación temprana depende de la cantidad y distribución del vitelo y de la programación genética de cada organismo. Las modalidades de segmentación están definidas por la orientación de los blastómeros, según el eje animal-vegetativo, se denominan: segmentación Radial y Espiral. En vista lateral En vista superior En vista superior En vista lateral Por otro lado, la segmentación es total, cuando todo el cigoto se divide, esto ocurre en los huevos con escasa o mediana cantidad de vitelo. Será parcial cuando solo una parte del huevo se segmenta y otra parte no, esto ocurre cuando tienen mucha cantidad de vitelo (telolecitos), o el mismo se concentra en el centro del huevo (centrolecitos). Radial: los surcos de segmentación coinciden Espiral: los surcos de segmentación de los blastómeros superiores e inferiores no coinciden SEGMENTACIÓN TOTAL IGUAL DESIGUAL RADIAL ESPIRAL SEGMENTACIÓN PARCIAL SUPERFICIAL ZOOLOGÍA GENERAL – IRNyMA – 2021 Unidad IV - N.M. Romero 7 Según el destino que tendrán los blastómeros en el organismo ya desarrollado, la segmentación será determinada, también denominados huevos en mosaico. En esos casos, desde la formación del cigoto, cada parte de esa célula tiene un destino determinado para formar alguna estructura en particular. Si el cigoto se fracciona y pierde una pequeña parte, originará organismos incompletos (quimeras), por lo general inviables. La segmentación es indeterminada en los huevos reguladores, cuando cualquier parte del cigoto puede formar diferentes estructuras, de manera que si el cigoto se fracciona es capaz de generar organismos completos y viables. BLÁSTULA Estado del desarrollo que precede a la formación de las hojas embrionaria, en esta etapa se forma la primera cavidad: blastocele. Se reconocen varios tipos de BLÁSTULAS, según la presencia y ubicación del blastocele: Celoblástula; Estereoblástula; Discoblástula o Periblástula. Celoblástula Estereoblástula Discoblástula Periblástula GASTRULACIÓN Etapa caracterizada por la formación de las hojas embrionarias, a partir de las misma se diferencian los tejidos, de ellos dependen todo el desarrollo posterior. Las hojas embrionarias son: ectodermo (superficial), endodermo (interna) y mesodermo (entre las anteriores). En los metazoos o animales superiores, hay una consistencia de los destinos de estas tres capas. El siguiente mapa conceptual resume las estructuras que se originan en cada una de las hojas o capas embrionarias: Cuando hayan terminado de leer esta unidad los invito a ver este corto video, donde podrán ver el desarrollo embrionario completo de un anfibio. https://youtu.be/7Q9VyHJ1l2Q ZOOLOGÍA GENERAL – IRNyMA – 2021 Unidad IV - N.M. Romero 8 CICLOS VITALES Desarrollo directo: sin fase larvaria, generalmente con cuidados parentales, ejemplo: los reptiles y mamíferos. Desarrollo indirecto: presencia durante el desarrollo de una larva libre, de aspecto muy diferente al adulto. Las larvas pueden ser planctotróficas (sobrevive alimentándose) o lecitotrófica (se alimenta del vitelo). Ej: en muchos insectos y en anfibios. Desarrollo mixto: incubación durante los primeros estadios para liberar posteriormente larvas lecitotróficas o planctotróficas. Ej: en algunos insectos. BIBLIOGRAFÍA RECOMENDADA: Brusca , R. C,; G. J. Brusca.2005. Invertebrados. 2ª edición. McGraw-Hill Interamericana. Campbell, N. y J. Reece. 2007. Biología. 7° Edición. Ed. Médica Panamericana. 1392 p. Curtis, H; Barnes, S; Schnek, A y A Massarini. 2008. Biología. 7° Edición. Ed. Médica Panamericana. Hickman, C.P.; L.S. Roberts; A. Larson; H. I`Anson y D.J. Eisenhour. 2009. Principios integrales de Zoología. 14° edición. McGraw-Hill Interamericana. Eynard A. R.; M. A. Valentich; R. A. Rovasio. 2008. Histología y Embriología del ser humano. Bases celulares y moleculares. 4ª edición. Ed. Médica Panamericana. Sadava, D; Heller, H; Orians, G; Purves, W y D Hillis. 2009. Vida. La Ciencia de la Biología. 8ª Edición. Ed. Médica Panamericana. Solomon, E.; Berg, L. y D. Martin. 2008. Biología. 8ª Edición. Ed. MC Graw-Hill Interamericana.
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