Biología General. La Célula: Citología. La reproducción Historia Natural Aragón.

Capitulo IV. LA REPRODUCCION.

La continuidad de la vida se compagina con la discontinuidad de los individuos, gracias al proceso biológico de la reproducción. Con este nombre se designa al fenómeno según el cual la materia viviente produce a expensas de su propio cuerpo partes diferenciadas que destacándose de él se transforman en un nuevo organismo semejante al organismo originario. Tanto en los animales como en los vegetales se encuentran formas muy variadas de reproducción. En los unicelulares y algunos pluricelulares sencillos la totalidad del organismo participa en el acto reproductor. En cambio, en los organismos superiores, la potencia reproductora queda vinculada en partes especiales que funcionan como organos reproductores. El resto del organismo ha perdido totalmente la facultad reproductora o bien manifiesta sólo excepcionalmente. Tal ocurre, por ejemplo, en las estrellas de mar con los brazos, que destacados incidentalmente del animal son capaces de originar cada uno de ellos, por regeneración, una nueva estrella completa. Lo mismo pasa con las ramas de los árboles cuando el hombre las utiliza como esquejes.

Aun cuando los modos de reproducción son sumamente variados, se pueden reducir a dos tipos: la reproducción vegetativa y la reproducción sexual.

La reproducción se dice que es sexual cuando el nuevo organismo debe su origen a dos células especiales llamadas gametos, frecuentemente diferentes y originadas por individuos distintos, las cuales se funden en una sola denominada huevo o zigoto. En los demas casos la reproducción se dice que es vegetativa o asexual.

En algunos animales se da el caso de alternar cíclicamente dos o más generaciones sexuadas diferentes, o bien una generación sexuada con otra asexual. Se designan con el nombre de reproducción alternante estas modalidades.

1. Reproducción vegetativa.

En los seres unicelulares la reproducción vegetativa tiene lugar, como es lógico, por uno de los tres modos de multiplicación celular estudiados oportunamente: bipartición, gemación y esporulación. En los organismos pluricelulares la reproducción asexual no se presenta de una manera normal más que en determinados grupos. Por lo demás, puede responder a tres tipos homólogos de los propios de la multiplicación celular.

1º Multiplicación por escisión. - Se presenta únicamente en algunos organismos inferiores, siendo notable el caso de ciertas estrellas de mar de seis o más brazos., que se dividen sagitalmente en dos mitades y cada una de ellas se convierte por regeneración en un individuo completo.

Otras estrellas se reproducen simplemente destacando espontáneamente del disco todos sus brazos. Tanto éstos como aquél se transforman prontamente en sendos individuos completos.

Merece mención el caso de muchos gusanos poliquetos que se dividen transversalmente en dos mitades, de las cuales la posterior diferencia, antes de separarse, una cabeza y queda convertida en un nuevo individuo.

2º Multiplicación por gemación. - este modo de reproducción consiste en lo siguiente: una parte del organismo se desarrolla y forma una yema y con ella el esbozo de una nueva generación.

La reproducción por gemación se observa en muchas clases del reino animal, siendo particularmente notable en los celentéreos. Un pólipo es capaz de originar, por gemación lateral, una porción de nuevos pólipos que en unas especies, como la Hidra, se separan una vez formados, mientras en otras permanecen todos unidos formando una colonia. Hechos semejantes ocurren en las esponjas, briozoos y ascidias.

También es muy interesante la multiplicación por gemación en muchos gusanos políquetos. En unos la yema germinal se forma en el extremo posterior del cuerpo y origina una cadena de individuos que luego se separan. En otros se forman muchas yemas laterales, por lo que resulta una especie de gusano ramificado muy curioso.

La reproducción por gemación es tan común en los vegetales y tiene tanta importancia, que su estudio es más propio de la botánica que de la biología general. Contentémonos con decir aquí que los tubérculos, bulbos, bulbillos, etc., son yemas o grupos de yemas destinados a la multiplicación vegetativa de la planta.

3º. Multiplicación por esporas. - Con el nombre de esporas se conocen formaciones demasiado heterogéneas para que todas ellas quepan bajo una definición común. Por el momento diremos que una espora es un germen unicelular de naturaleza asexual. Las esporas típicas son inmóviles y están dotadas de gran resistencia contra la sequedad y la temperatura. En general, poseen una gruesa membrana protectora que rompen al germinar. En el reino animal solamente se encuentran esporas en los protozoos. En los vegetales, en cambio, la reproducción por esporas es sumamente corriente y ofrece un polimorfismo enorme.

2. Reproducción sexual.

1. Generalidades - Este modo de reproducción es tan general que modernamente se admite que lo poseen todos los seres vivientes, o cuando menos, que los que de hecho no lo poseen es que lo han perdido secundariamente.

En los seres unicelulares la reproducción sexual tiene muchas modalidades. En los casos más sencillos el huevo o zigoto se forma por la fusión (copulación) de dos individuos semejantes. Estos reciben el nombre de isogametos y la reproducción se dice que es isógama. Lo general, sin embargo, es que los individuos sean muy diferentes (reproducción hrterógama), uno grande y generalmente sedentario llamado macrogameto, otro diminuto y móvil denominado microgameto. La fusión de ambos o conjugación tiene lugar por penetración del microgameto en el interior del macrogameto. Entonces se dice que tiene lugar la fecundación de éste.

Ambas clases de células sexuales tienen su origen en órganos especiales del cuerpo llamados, en general, órganos sexuales. Los de los vegetales reciben el nombre de gametangios, los de los animales el de glándulas sexuales y, mejor, gónadas. Las gónadas masculinas, productoras de espermatozoides, se denominan testículos, las femeninas o generadoras de óvulos, ovarios. En general, cada individuos produce una sola clase de células sexuales; precisamente esta propiedad es la que caracteriza el sexo. En algunos animales y en la mayoría de las plantas cada individuo es a la vez macho y hembra y se dice hermafrodita.

En el proceso de la reproducción sexual es necesario distinguir tres diferentes fenómenos: 1º, la formación de las células sexuales; 2º la formación del zigoto (fecundación); 3º la germinación o segmentación del huevo. Este último fenómeno tiene caracteres muy variados en las distintas clases de seres. Lo único que se puede decir con carácter general es que por la división del huevo nace un nuevo ser y que éste, en sus primeras fases de desarrollo, recibe el nombre de embtión. El estudio del desarrollo embrionario de los seres constituye la interesante ciencia llamada Embriología.

2. El soma y el germen. - Desde hace mas de cien años se admite, con el biólogo alemán Weismann, que en el cuerpo de los animales existen dos castas de distintas de células: células somáticas o del cuerpo, diferenciadas en los distintos tejidos, y celulas germinales, indiferenciadas y destinadas a formar los gametos. El conjunto de estas últimas constituye el germen del animal, el conjunto de las primeras integra el soma. Las células somáticas son perecederas; las germinales tienen una continuidad a través de las generaciones: dos gametos forman por conjugación un huevo del cual saldrá un individuo cuyo germen dará nuevos gametos, y así sucesivamente. Esta curiosa teoría de la continuidad del plasma germinativo, establecida por Weismann, tiene una enorme importancia y afecta de lleno a gran número de problemas biológicos.

3. La formación de los gametos. - Las células sexuales difieren fundamentalmente de las demás células del organismo. así como éstas proceden unas de otras por divisiones mitósicas típicas, aquéllas se forman mediante una mitosis sui géneris llamada mitosis heterotípica, en virtud de la cual el número de cromosomas específico queda reducido a la mitad (mitosis reductora o reducción cromática). De esta manera los núcleos de los gametos valen por medio núcleo de las células somáticas - son heminucleos - y engendran al fundirse un núcleo completo.

Veamos ahora cómo tiene lugar la formación de los gametos en los animales. Las células madres de las células sexuales, llamadas citos de primer orden (espermatocitos, ovocitos) (A), poseen el número de cromosomas característico de la especie; número que se designa con la expresión 2n y se denomina diploide. Por una mitosis normal (B, C) cada cito de primer orden origina dos citos de segundo orden dotados del número diploide de cromosomas. Cuando uno de estos citos entra en actividad (D), sus 2n cromosomas se juntan en n parejas durante un acto especial de la profase de reducción, llamado sinapsis. Las n parejas cromáticas se disponen como si fueran cromosomas sencillos, en el ecuador del huso acromático y se desdoblan durante la anafase (E, F, G), como si se tratara de las mitades de los cromosomas en la mitosis típica. De este modo cada uno de los dos citos de segundo orden origina dos células heminucleadas (H) que se convertiran en gametos. El número n sencillo de cromosomas se denomina número haploide.

Cuando se trata de espermatocitos, las cuatro células sexuales son espermatozoides fértiles. Cuando se trata de ovocitos sólo una se convierte en óvulo maduro. Las tres restantes quedan raquíticas y forman los llamados corpúsculos polares que aparecen sobre el óvulo cual insignificantes verrugas.

En los vegetales la gametogénesis se realiza según tipos especiales pero desde luego tiene lugar siempre una reducción cromática idéntica a la que prepara la formación de los gametos en los animales.

4. La fecundación. - La fecundación del óvulo empieza con la penetración de un zoospermo en su protoplasma, y termina con la fusión de los respectivos núcleos en uno solo.

En unos seres - por ejemplo, en gran número de algas, en las ranas y en la mayoría de los peces y de los demás animales marinos - la fecundación es externa, teniendo lugar en el agua después que los gametos se han desprendido de sus progenitores. Otras veces - en general, en los vegetales y animales terrestres, pero también en muchos seres acuáticos - la fecundación tiene lugar en el aparato sexual femenino, al cual llegan los espermatozoos por medios enormemente variados (fecundación interna).

La fecundación externa ha permitido estudiar detenidamente ese interesante fenómeno. los espermatozoides son atraídos quimiotácticamente por el óvulo, al cual rodean en gran número, tratando de penetrar en él. Cuando uno de ellos lo ha conseguido, el óvulo impide la entrada a los dema´s, bien, como ocurre en los animales, segregando instantáneamente una membrana especial llamada membrana vitalina, bien, como ocurre en muchas plantas - por ejemplo, en las fucáceas - segregando una substancia quimiotácticamente repulsiva para ellos. En todo caso el óvulo se fecunda por un solo espermatozoo.

En la fecundación no participa todo el espermatozoide; sólo el núcleo y el centrosoma toman parte activa. El centrosoma desarrolla inmediatamente el aster, y, seguido del núcleo, se dirige hacia el núcleo del óvulo. Entonces se dividen el centrosoma y el aster en dos, formando el uso acromatico. En el ecuador de éste se disponen los cromosomas del óvulo y los del espermatozoide, verificándose inmediatamente la división longitudinal de ellos para formar las dos primeras células del nuevo ser. Las células de éste tendrán, por tanto, todas, el número diploide de cromosomas, siendo la mitad de ellos de origen paterno y la otra mitad de procedencia materna.

5. Partenogénesis. - El desarrollo del huevo y su transformación en un nuevo individuo depende, en general, de que haya sido fecundado. Se ha visto, sin embargo, que en algunos animales y vegetales el huevo es capaz de desarrollarse sin haber sido fecundado por el espermatozoo. Esta curiosa modificación de la reproducción sexual se conoce con el nombre de partenogénesis.

En los animales la partenogénesis puede presentar diferentes modalidades, siendo frecuentes en los gusanos, insectos y crustáceos entomostráceos (Cladóceros, Ostrácodos, etc.).

A mediados del siglo XIX se observó una partenogénesis accidental en la mariposa de la seda y otros lepidópteros, y después en la estrella de mar. Pero los embriones originados por esos huevos vírgenes eran débiles y perecían en las primeras fases de su desarrollo.

En las abejas, avispas, hormigas y otros insectos, existe una curiosa partenogénesis facultativa, consistente en que las hembras ponen unos huevos fecundados, que originan siempre hembras, y otros partenogenéticos de los que nacerán machos.

En algunos gusanos se ha señalado una partenogénesis constante, caracterizada por la ausencia de fecundación y a veces de individuos masculinos. Como es lógico en este género de partenogénesis, al revés que en el anterior, los huevos vírgenes dan individuos hembras.

Mención especial merece la interesantísima partenogénesis experimental, consistente en provocar la segmentación del huevo y aun el desarrollo de un embrión, excitando convenientemente el óvulo.

Los medios por los cuales se puede provocar el desarrollo de un óvulo virgen son sumamente variados. Loeb y Delage lo han conseguido en los erizos y estrellas de mar, gusanos y moluscos marinos, sumergiéndolos durante un cierto tiempo en agua de mar adicionada de cantidades variables de Cl2Mg o Cl2Ca o ClK o Cl Na o ClH o azúcar. Otros autores han provocado la partenogénesis por simples variaciones térmicas o mecánicas. Así, los huevos de la mariposa de la seda (que, como ya hemos dicho, pueden ofrecer partenogénesis accidental) se pueden hacer germinar sumergiéndolos en agua a 45º durante algún tiempo o, sencillamente, raspándolos.

6. Caracteres sexuales secundarios. - Existen muchas especies vegetales y animales en las cuales las diferencias entre los dos sexos se limitan a la distinta naturaleza de sus órganos sexuales. Pero también es frecuente que los dos sexos de una misma especie difieran notablemente por caracteres especiales que ninguna relación directa tienen con la sexualidad y que se denominan caracteres sexuales secundarios. Tal ocurre, por ejemplo, en la especie humana, en el león, en el ciervo, etc. Este fenómeno recibe el nombre de dimorfismo sexual, estando particularmente acentuado en las aves (gallo y gallina, pavo y pava reales) y sobre todo en los insectos, arañas y en ciertos gusanos, en que llega a tal exageración, que con frecuencia los dos sexos se han considerado como especies y aun géneros diferentes.

En los insectos sociales (termes, hormigas y abejas) hay un polimorfismo sexual por existir, además de los individuos fecundos, individuos estériles de forma, a veces, enteramente diferentes. El polimorfismo sexual de estos insectos es una manifestación de la división del trabajo dentro de la sociedad.

3. Reproducción alternante.

o REPRODUCCIóN CICLICA.

Se conoce con estos nombres un modo de reproducción en el cual alternan dos o más generaciones de distinto aspecto morfológico o de diferente modo de propagación. Distinguiremos dos casos:

1. Heterogonia. - en la heterogonia alternan dos generaciones sexuales de distinto aspecto. En unos casos, como en ciertas mariposas, las dos generaciones constan de machos y hembras, y difieren entre si muy poco. En el gusano nemátodo Rhabdonema nigrovenosum, una generación es hermafrodita y la otra unisexual; finalmente, en la mayoría de los casos la alternancia se realiza entre una generación partenogénetica reducida a hembras y otra integrada por machos y hembras. en este caso figuran los gusanos rotíferos, los crustáceos cladóceros, los insectos cinípedos, los pulgones y la filoxera.

2. Metagénesis. - En la metagénesis, o verdadera generación alternante, alternan generaciones sexuales formadoras de gametos, con generaciones asexuadas que se multiplican vegetativamente por escisión o gemación. La metagénesis fué descubierta en las salpas el año 1819 por el poeta alemán Chamisso; pero los casos ma´s típicos de ese fenómeno lo ofrecen los celentéreos, en la mayoría de los cuales alternan pólipos asexuados con medusas dotadas de órganos reproductores.

índice

Introducción.
Historia Natural. Seres naturales. División de la Historia Natural.
Notas diferenciales entre los seres inórganicos y los dotados de organización.

BIOLOGIA

PRELIMINARES.
Ciencias biológicas.
Los fenómenos vitales. Funciones elementales de la vida.
La clasificación de los seres vivos. Grupos taxonómicos.
La especie.
La nomenclatura de los seres vivientes.
Subdivisiones de la especie.
Los Reinos biológicos.

1ª Parte: BIOLOGIA GENERAL.
Capitulo I. LA MATERIA VIVIENTE.

1. Elementos biogenésicos.
2. Principios inmediatos.

Capitulo II. EL ORGANISMO ELEMENTAL.

Capitulo III. LOS SERES PLURICELULARES.

Capitulo IV. LA REPRODUCCION.

Capitulo V. LA HERENCIA.

Capitulo VI. TEORIA DE LA DESCENDENCIA.

ZOOLOGIA

I. ORGANOGRAFÍA ANIMAL.

II. EMBRIOLOGÍA ANIMAL.
III. LOS GRUPOS TAXONÓMICOS ANIMALES.

IV. ECOLOGÍA ANIMAL.
V. ZOOGEOGRAFÍA.

BOTÁNICA

I. La célula y los tejidos vegetales.
II. Organización de los vegetales.
III. Fisiología vegetal.
IV. Ecología Vegetal.
V. Grupos Taxonómicos.
       Arrizofitas.
       Rizofitas.
          Pteridofitas.
          Fanerogamas.
            Gimnospermas.
            Angiospermas.
VI. FITOGEOGRAFÍA.

HONGOS

GEOLOGÍA

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Geología Fisiológica
Geodinámica
Geología histórica
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Capitulo IV. LA REPRODUCCION.

1. Reproducción vegetativa.

2. Reproducción sexual.

3. Reproducción alternante.