Mecanismos de Reproducción en los Animales

En el vasto y diverso reino animal, la reproducción se presenta como un proceso fundamental para la perpetuación de las especies. La reproducción animal se define como el conjunto de procesos biológicos que permiten la creación de nuevos individuos de una misma especie. Todos los seres vivos del planeta deben reproducirse para perpetuar la especie. La reproducción en animales es un complejo proceso de cambios hormonales que provocan transformaciones físicas y comportamentales en los individuos para lograr un único fin: crear descendencia.

El primer cambio que se debe producir es la maduración sexual de los animales. Este hecho se produce en un momento determinado de la vida de cada individuo dependiendo de su especie. Todo comienza con el establecimiento de los órganos sexuales y la formación de gametos, que en machos se denomina espermatogénesis y en las hembras, ovogénesis. Tras este episodio, parte de la vida de los animales se centra en la búsqueda de pareja para poder establecer un vínculo que los llevará a reproducirse.

Tipos de Reproducción Animal

En la naturaleza existen varios tipos de reproducción en animales, cada una con características definidas que las hacen muy distintas entre sí. Los dos grandes mecanismos son la reproducción sexual y la reproducción asexual.

Reproducción Asexual en Animales

La reproducción asexual en animales se caracteriza por la ausencia de otro individuo del sexo opuesto. En este tipo de reproducción, un solo individuo origina nuevos individuos completos genéticamente idénticos a sí mismo. La descendencia es idéntica al individuo reproductor, y no involucra necesariamente células germinales (óvulos y espermatozoides); en la mayoría de los casos son células somáticas con capacidad divisoria. La reproducción asexual es rápida y simple, común en animales invertebrados, especialmente en aquellos de pequeño tamaño. Los animales que se reproducen asexualmente son, en su mayoría, invertebrados, como, por ejemplo, los poríferos, los cnidarios, los gusanos y los equinodermos. 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.

Formas Comunes de Reproducción Asexual

• Bipartición, Escisión o Fragmentación: El progenitor se divide en dos células hijas idénticas, más pequeñas que la inicial, o un individuo completo puede generarse a partir de una parte de otro individuo. Consiste en la división del cuerpo del progenitor en partes o fragmentos, y de cada fragmento se origina un nuevo individuo. Suelen ser animales con tejidos y órganos poco diferenciados. Los casos más habituales se encuentran en los cnidarios y las estrellas de mar. Por ejemplo, algunos gusanos acuáticos, como las planarias, son capaces de escindir su cuerpo en dos fragmentos, cada uno de los cuales da lugar a un animal completo. Algunos animales pueden realizar una regeneración de una parte de su cuerpo sin que ello suponga reproducirse, como las estrellas de mar que tienen la capacidad de regenerar un brazo escindido, o las lagartijas que pueden regenerar la cola.
• Gemación: El progenitor forma una yema que se divide o duplica para convertirse en un nuevo organismo. Todo comienza con la formación de unas prominencias en el individuo adulto que se conocen como gemas. Cuando estas gemas se van desarrollando, finalmente se originan los nuevos individuos que podrán seguir unidos o separarse definitivamente, dependiendo del animal de que se trate. La gemación es la reproducción de un organismo a partir de una protuberancia o yema, que crece en la superficie del progenitor. Es típica de poríferos y cnidarios, como la hidra de agua dulce, esponjas o corales. En algunos casos, los descendientes quedan unidos, formando colonias, como las esponjas o los corales, que forman así grandes arrecifes. Además, en muchos casos las gemas están preparadas para sobrevivir en condiciones desfavorables.
• Gemulación: Consiste en la formación de un nuevo individuo a partir de una “gémula”, es decir, una agrupación de células rodeada por una cápsula resistente. Es un mecanismo frecuente entre las esponjas.
• Esporulación: Es un tipo de reproducción asexual muy difícil de encontrar en animales y es mucho más habitual en otros organismos como hongos y plantas. Consiste en la formación de unas estructuras de resistencia delante de condiciones adversas para el animal tales como falta de nutrientes o de agua. Estas estructuras se llaman esporas y son capaces de durar mucho tiempo en ambientes inhóspitos. Sin embargo, en algunos invertebrados, como los rotíferos, sí puede tener lugar.
• Poliembrionía: Es una consecuencia de la capacidad de totipotencia que tienen los embriones en fases tempranas de su desarrollo. Primero se forma un cigoto de manera normal mediante la unión de un espermatozoide y su óvulo. Sin embargo, luego este cigoto se dividirá y dará lugar a diversos embriones que serán genéticamente iguales los unos a los otros.
• Partenogénesis: En este tipo de reproducción asexual, sí está involucrada una célula germinal, el óvulo. Este, aunque no esté fecundado, puede desarrollarse y crear un individuo hembra idéntico a su madre. Consiste en el desarrollo de un embrión a partir de un óvulo sin fecundar o sin que haya unión del material genético masculino y femenino. En la partenogénesis, el nuevo individuo se forma a partir de una gameta, por lo tanto, es un individuo haploide (tiene la mitad de la información genética). Es un método común de reproducción en artrópodos, aunque también puede ocurrir en algunas especies de peces, anfibios y reptiles.
• Ginogénesis: Es un caso raro de reproducción asexual que solo se da en ciertos anfibios y peces óseos.

Reproducción Sexual en Animales

La reproducción sexual se da en la mayoría de los animales. En ella participan dos individuos, macho y hembra, cada uno de los cuales aporta una o varias células sexuales llamadas gametos. Implica la unión de dos gametos, uno masculino (espermatozoide) y otro femenino (óvulo), durante la fecundación. Una de las ventajas de la reproducción sexual es que los hijos tienen un ADN nuevo que resulta de una combinación de la información genética de cada progenitor. 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.

Gametogénesis y Gónadas

La formación de gametos, o gametogénesis, tiene lugar en las gónadas. El sistema reproductor es característico de género, es decir, es diferente morfológicamente en machos y en hembras. Esta diferenciación se produce muy pronto durante el desarrollo embrionario. La decisión de la formación de un sistema reproductor masculino o femenino en un tiempo tan temprano condiciona el desarrollo posterior y la morfología adulta del individuo, de tal forma que se desarrollan de forma distinta los denominados caracteres sexuales secundarios como son la musculatura, estructura ósea, vello, mamas, distribución de la grasa, comportamiento, etcétera; es lo que se denomina dimorfismo sexual. El que un animal sea macho o hembra viene condicionado en la mayoría de los casos por su dotación cromosómica. Sin embargo, el sexo de otras especies, como algunos reptiles o peces, puede establecerse según las condiciones ambientales, como, por ejemplo, la temperatura.

Gónadas Masculinas y Femeninas

• Gónadas femeninas (Ovarios): Son estructuras pares encargadas de la producción de los ovocitos y óvulos maduros. Esto ocurre en unas estructuras denominadas folículos ováricos, formados por células somáticas más el ovocito, donde se lleva a cabo la ovogénesis o maduración del ovocito a óvulo. Los óvulos son más grandes que los masculinos, ya que acumulan sustancias nutritivas, y son inmóviles. Las trompas de Falopio son los conductos por los que viaja el óvulo liberado por los ovarios hasta el útero. El útero es una porción especializada de los conductos reproductores femeninos donde, si ha habido fecundación, en mamíferos se produce el implante y el desarrollo del embrión. Las paredes del útero sufren cambios cíclicos por efecto de las hormonas (estrógenos) producidas por los ovarios en cada ovulación. El órgano reproductor femenino se denomina vulva, y está formada por una serie de pliegues denominados labios.
• Gónadas masculinas (Testículos): Son las gónadas masculinas, que producen los gametos masculinos o espermatozoides. Estos son pequeños y presentan un flagelo para desplazarse. Se encargan de la producción de los gametos masculinos denominados espermatozoides y de la síntesis de la hormona masculina testosterona. Las gónadas masculinas se disponen fuera de la cavidad abdominal, a diferencia de las femeninas. Los espermatozoides producidos en los túbulos seminíferos de cada testículo son finalmente recogidos por el conducto epidídimo (uno por testículo), el cual los dirige hasta los conductos deferentes (uno por testículo). La vesícula seminal y la próstata son glándulas asociadas a los conductos eyaculadores y a la uretra, respectivamente, y son responsables de la formación del líquido seminal en el que se encuentran los espermatozoides. El aparato reproductor masculino se denomina pene. Está compuesto por cuerpos esponjosos y cavernosos, y por el glande. En su interior se encuentra la uretra, por donde salen los espermatozoides al exterior.

El Sexo de los Animales

Atendiendo a que los individuos presenten o no ambos tipos de gónadas, las especies pueden ser:

• Unisexuales: Cada progenitor presenta un tipo de gónada, según sea macho o hembra, como ocurre, por ejemplo, en los conejos. Además pueden presentar diferencias en su aspecto externo, lo que se denomina dimorfismo sexual; es el caso del pavo real, cuyo macho presenta un vistoso plumaje.
• Hermafroditas: Un mismo individuo presenta los dos tipos de gónadas, con lo que puede actuar de macho o de hembra, como ocurre, por ejemplo, con la planaria y los caracoles. El hermafroditismo es ideal para animales a los que cuesta encontrar pareja, ya sea por su hábitat, su baja población, su aislamiento o su lenta traslación. Muchos invertebrados endoparásitos, como los gusanos planos, hidroides y anélidos y todas las lapas y caracoles pulmonados son hermafroditas. Dentro de los vertebrados, encontramos algunos peces, y en algunas especies, el hermafroditismo puede darse bajo ciertas circunstancias y en cierto momento de la vida del organismo. Algunos peces pueden cambiar de sexo iniciando su vida con uno y, después de procrear varias veces, transformándose en el otro sexo, en un proceso llamado hermafroditismo secuencial.

Fecundación

La fecundación es la unión de los gametos, masculino y femenino, que da lugar al cigoto. La fusión de un óvulo con un espermatozoide da lugar a una célula diploide (con la cantidad completa de cromosomas) llamada “cigoto”. En los animales puede ser externa o interna. 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.

Tipos de Fecundación

• Fecundación Externa: Se realiza fuera del cuerpo de la hembra, como en la mayoría de los organismos acuáticos. Las hembras expulsan los óvulos al medio, y los machos, los espermatozoides. La probabilidad de unión es mayor si se produce acoplamiento, en el que el macho abraza a la hembra para liberar simultáneamente los gametos al medio, como ocurre en las ranas y los sapos. Ocurre cuando el encuentro entre los gametos tiene lugar en el medio ambiente. En este caso, el desarrollo embrionario es externo y los embriones se desarrollan dentro de huevos blandos que deben permanecer en el agua para no secarse. Es típico de invertebrados acuáticos, peces y anfibios. Las actividades reproductivas del macho y la hembra están sincronizadas, ya que los gametos liberados tienen un tiempo de vida determinado. La sincronización puede lograrse mediante señales visuales, acústicas o químicas, comportamientos de cortejo, indicios ambientales o alguna combinación de estos factores.
• Fecundación Interna: Se realiza en el interior del aparato reproductor femenino. Se da en la mayoría de animales terrestres y algunos acuáticos como el tiburón. Ocurre cuando el encuentro de los gametos se da dentro del cuerpo de la hembra. La cópula es la unión de los aparatos reproductores de los progenitores, que permite depositar los espermatozoides en el interior de la hembra. El cortejo es el comportamiento previo de algunos animales para incitar a la cópula; puede incluir cantos, danzas o exhibiciones de fuerza.

Desarrollo Embrionario y Nacimiento

El desarrollo embrionario tiene lugar desde que se forma el cigoto y se origina un embrión hasta que nace un nuevo individuo. Los nuevos individuos completan su desarrollo tras el nacimiento (desarrollo posembrionario). Este desarrollo puede consistir en el crecimiento y la maduración del nuevo ser, como en el caso de aves y mamíferos; o en una serie de profundas transformaciones, denominadas metamorfosis, como el caso de las larvas de muchos invertebrados y las formas juveniles de los anfibios. Según donde tenga lugar el desarrollo embrionario, los animales pueden ser:

• Animales Ovíparos: Son especies que experimentan su inicial formación y desarrollo dentro de un huevo que ha sido fertilizado por el macho de esa variedad zoológica y que ha sido depositado por la hembra. En el caso de ciertas especies, los huevos son fecundados por el macho con su esperma en el momento del apareamiento con la hembra. En otras especies, el macho rocía los huevecillos que la hembra ha depositado. El embrión se desarrolla en el interior de un huevo nutriéndose a partir del vitelo, un conjunto de sustancias nutritivas acumuladas en él. Según su envoltura, los huevos pueden ser sin cáscara impermeable (requieren ser depositados en el medio acuático, como los de peces y anfibios) o con cáscara impermeable (se depositan en el medio terrestre, como los de la mayoría de invertebrados, aves y reptiles). La eclosión es la rotura del huevo y la salida del nuevo individuo.
• Animales Vivíparos: Son aquellos que tienen su más temprano desarrollo en el interior de la matriz o útero. Este último es un órgano que se encuentra en el aparato reproductor de las hembras y es el lugar en el que se alberga la placenta que nutre a los fetos hasta su nacimiento, proporcionándoles oxígeno y nutrientes. Al nacer, los animales vivíparos salen del cuerpo de la madre por el conducto vaginal. La gran mayoría de los animales vivíparos son también mamíferos, es decir, después de nacer se alimentan a través de las mamas de su madre, que producen leche. Son vivíparos todos los mamíferos, excepto los monotremas. Una excepción curiosa es el ornitorrinco, puesto que nace de un huevo, a pesar de tener varias características de los animales vivíparos. Ciertos animales acuáticos también son vivíparos, como los delfines y ballenas. Existe una excepción respecto a las clases de animales que crecen en el interior de una placenta: los marsupiales, los cuales no cuentan con este órgano, por lo que el feto es expulsado fuera del vientre antes de tiempo y deberá seguir el rastro dejado por la madre hasta llegar a la bolsa a la cual deberá adherirse hasta completar su desarrollo. El parto es la expulsión del nuevo individuo fuera del cuerpo de la madre.
• Animales Ovovivíparos: Tienen su formación inicial en huevos ubicados en el interior de la madre. Conforme transitan por el útero, el cascarón del huevo se va fragmentando y al final nacen de manera directa de la madre. Extraña combinación entre ovíparos y vivíparos, los ovovivíparos son animales que atraen especialmente el interés de los científicos. Lo que les diferencia de las criaturas vivíparas es el cascarón que protege al embrión. El embrión se desarrolla en el interior de un huevo que se aloja en el interior de la hembra, nutriéndose a partir del vitelo del huevo. La eclosión se produce en el interior de la madre, seguida de la expulsión de las crías y de los restos del huevo. Son ovovivíparos algunas especies de tiburones y de víboras. Tanto en el caso de la viviparidad como la ovoviviparidad, la fecundación obligatoriamente es interna.

Reproducción Alternante

En animales, aunque no es muy común, podemos encontrar la reproducción alternante. Durante esta estrategia reproductiva, se intercala la reproducción sexual con la asexual, aunque no necesariamente. Este tipo de reproducción es muy habitual en el mundo vegetal. En animales es raro, pero podemos observarla en ciertas eusociedades, como las hormigas y abejas, es decir, en los animales invertebrados. Los cnidarios son organismos que a menudo se presentan como dimórficos. Su ciclo de vida comienza con la fecundación externa, que ocurre en el agua cuando las medusas macho y hembra liberan sus gametos. Del óvulo fecundado nace una pequeña larva, que luego se fija al fondo marino y se convierte en un pólipo.

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