Nuevo usuario?
Regístrate
PlanetaSaber
ENTENDER EL MUNDO/ARTÍCULOS TEMÁTICOS
Ciclos biológicos, reproducción y evolución
 
Conoce Enciclopedia
 
    ARTÍCULO      GALERÍA DE FOTOS
 CICLOS BIOLÓGICOS Imprimir Enviar Guardar
 
  Los artrópodos contribuyen a la fecundación y a la reproducción de la planta.

Se denomina ciclo biológico o ciclo vital al conjunto de procesos que se producen entre una generación y la siguiente. Para hablar de ciclo biológico debe existir siempre un proceso de reproducción entre las generaciones.

La reproducción es una de las funciones características de todos los seres vivos. A través de ella se originan nuevos individuos que perpetúan la especie a lo largo del tiempo.

Mientras que en los organismos unicelulares la reproducción va unida a la división celular, en los pluricelulares, en cambio, esta función es realizada por células, o grupos de células especiales, llamadas germinales. Existen dos tipos de células germinales: aquellas que son capaces de producir un nuevo individuo por sí mismas (esporas y propágulos), que intervienen en la reproducción asexual, y aquellas que deben fusionarse previamente con otras células de la misma naturaleza pero distinto sexo (gametos) para dar lugar a un nuevo individuo, y que intervienen en la reproducción sexual.


REPRODUCCIÓN ASEXUAL
La reproducción asexual produce estirpes de individuos idénticos, clónicos, y al mismo tiempo asegura una propagación eficiente de la especie. Las esporas son las células germinales de este tipo de reproducción. En general son unicelulares, se originan en esporangios y pueden ser móviles o inmóviles. Las esporas que se forman por un proceso de meiosis se denominan meiosporas, mientras que aquellas que se originan por una división mitótica reciben el nombre de mitosporas. Son típicas de los protoctistas, los hongos y las plantas superiores. Los propágulos son grupos de células de un organismo que, por división, son capaces de originar un nuevo individuo. Son frecuentes entre las algas, los líquenes, los musgos y las plantas superiores, así como entre los hongos; en los animales aparecen en la gemación de los pólipos y las esponjas o en la división de las amebas, por ejemplo.

REPRODUCCIÓN SEXUAL
La mayoría de los organismos eucariotas se reproducen sexualmente, proceso en el que se dan dos hechos fundamentales: la fecundación y la meiosis. En este tipo de reproducción, dos células germinales (gametos) se unen en el proceso de fecundación para formar una célula huevo o zigoto. La fecundación, por tanto, es el medio por el cual las dotaciones genéticas de los progenitores se unen para formar la nueva identidad genética (genoma) de la nueva generación. Los gametos se forman en las gónadas animales y en los gametangios vegetales y reciben, respectivamente, el nombre de espermatozoides y óvulos o anterozoides y oosferas. Al unirse dos gametos, cada uno aporta su dotación genética: para mantener constante el número de cromosomas de la especie, las células germinales sufren un proceso de división celular especial, denominado meiosis, por el cual su dotación queda reducida a la mitad (dotación haploide). Así, al unirse dos gametos, el zigoto resultante tendrá un número de cromosomas completo o doble (dotación diploide). Esta recombinación cromosómica aumenta la variabilidad genética y constituye una ventaja para las especies, ya que es una fuente de plasticidad evolutiva. Al ser cada individuo resultante de la reproducción sexual una combinación de genes única y nueva, las especies que se reproducen sexualmente tienen una mayor variabilidad genética y disponen de más estrategias para sobrevivir frente a los cambios ambientales.

Muchas especies combinan los dos tipos de reproducción, la sexual y la asexual, sumando así las ventajas de ambas: por un lado aseguran un gran número de descendientes a través de la reproducción asexual y, por otro, consiguen una gran variabilidad gracias a la reproducción sexual.


TIPOS DE CICLOS BIOLÓGICOS


El concepto de ciclo biológico solo es aplicable a los organismos con reproducción sexual y, por tanto, implica una alternancia de fases haploides, con una sola dotación de cromosomas, n, y diploides, con número de cromosomas doble, 2n.

En función del momento del ciclo en que se producen la reducción en el número de cromosomas (meiosis) y la fecundación, así como del tiempo que separa ambos procesos, se diferencian tres tipos de ciclos biológicos.

- Ciclo diplonte: La fecundación se produce inmediatamente después de la meiosis. La mayor parte del ciclo es, por tanto, diploide y la fase haploide se reduce a los gametos. Este ciclo se observa, en general, en los animales. - Ciclo haplonte: La fecundación va seguida de la meiosis del zigoto. El ciclo es casi completamente haploide y la fase diploide se reduce al zigoto. Es frecuente en las algas, los protozoos y los hongos. - Ciclo haplodiplonte: La meiosis y la fecundación están distanciadas en el tiempo, y entre ellas se produce el desarrollo de un organismo pluricelular. Se alternan dos generaciones haploides y diploides, con formas morfológicas diferentes, el gametófito y el esporófito. Es el tipo de ciclo de los vegetales.


CICLO DIPLONTE


Este tipo de ciclo es característico de la mayoría de los animales. La meiosis produce gametos haploides que, tras la fecundación, originan un zigoto diploide. Este zigoto se desarrollará y dará lugar a un adulto diploide. Las únicas células haploides son, por tanto, los gametos. Existen diversas variantes de este ciclo; a continuación se describen algunas de ellas.

EL CICLO DEL SER HUMANO
En la especie humana, así como en la mayoría de los animales, durante la espermatogénesis y la ovogénesis se originan, por meiosis, espermatozoides y óvulos, respectivamente. Ambos procesos, aunque siguen un esquema general común, presentan particularidades propias. La espermatogénesis es continua desde la adolescencia, mientras que la ovogénesis es cíclica: el número de ovocitos está determinado ya en el embrión y estos maduran cíclicamente a lo largo de un período determinado de vida del individuo. El número de espermatozoides que se producen es infinitamente superior al de óvulos. Cada espermatogonia que madura produce, por meiosis, cuatro espermatozoides, mientras que cada oogonia, por atrofia de dos o tres células hijas, denominadas cuerpos polares, origina solamente un ovocito.

Puesto que la producción de óvulos es cíclica, el proceso de meiosis que genera los óvulos se interrumpe hasta que, por procesos hormonales, se indica la reanudación de la división. En el ser humano, los ovocitos empiezan a sufrir la primera división meiótica alrededor de la decimotercera semana de desarrollo fetal y, a partir de entonces, se mantienen en profase 1 durante un período que oscila entre 20 y 30 años. La división meiótica se completa durante la ovulación.

La fecundación tiene lugar en las trompas de Falopio. El embrión resultante se aloja en el endometrio del útero y dará lugar a un feto.

El hecho de que este tipo de ciclo vital se mantenga a lo largo de toda la escala animal confirma sus ventajas: el que cada carácter presente dos alelos, debido a la dotación diploide de las células, confiere mayor potencial de variabilidad a la descendencia.


EL CICLO DE CODIUM
Un ciclo parecido al descrito se encuentra en algunos grupos de protoctistas, como es el caso de algunas algas. En Codium, un alga verde (clorófita), los gametangios del adulto producen gametos masculinos y femeninos flagelados y diferentes (anisogametos). Su fusión (singamia) produce un zigoto diploide, un planizigoto, que más tarde pierde los flagelos e inicia su desarrollo hasta convertirse en alga adulta diploide.

EL CICLO DE LOS CNIDARIOS
En algunos grupos de animales que poseen el ciclo diplonte no solo se da una alternancia cromosómica, con fases diploides y haploides, sino que se alternan también tipos de reproducción sexual y asexual, que producirán individuos morfológicamente diferentes y mantendrán casi todo el ciclo en estado diploide. Es el caso de los cnidarios. En este grupo, tras la fusión de los gametos que producen las medusas adultas, se origina una larva diploide que se desplaza hasta hallar un soporte sobre el que fijarse. A partir de este momento, el desarrollo de la larva produce un pólipo –forma diferente de la medusa– que puede mantenerse como individuo o bien originar, por gemación (un tipo de reproducción asexual), una colonia. Cuando se produce algún cambio ambiental, se puede desprender, por escisión de la colonia, un individuo en forma de medusa que cerrará el ciclo.

OTRAS VARIANTES
Otras variantes de ciclos diplontes son las que presentan algunos gusanos parásitos que poseen dos o más huéspedes diferentes. La fase adulta del parásito se aloja en el huésped definitivo, que suele ser un vertebrado, mientras que las fases larvarias suelen parasitar a los huéspedes intermedios, generalmente moluscos. El objetivo del parásito es producir un número elevado de larvas, que se originan asexualmente, que serán transportadas a través de diferentes vectores al huésped definitivo. Allí las larvas se desarrollan y se reproducen sexualmente, produciendo huevos que saldrán del huésped y volverán a ser ingeridos por los nuevos vectores intermedios.

CICLO HAPLONTE


Este tipo de ciclo puede considerarse el inverso del anterior, ya que el estadio diploide solo corresponde a la fase de zigoto. Las demás fases del ciclo son todas ellas haploides. Por tanto, es el zigoto el que se divide por meiosis y da lugar al individuo adulto. Presentan ciclos de este tipo los protoctistas y los hongos.

PROTOCTISTAS
En el caso de las algas clorofíceas unicelulares flageladas, como Chlamydomonas, la célula madre, haploide, se divide periódicamente en 4, 8 o 16 células hijas de aspecto idéntico a la progenitora y con el mismo número de cromosomas (reproducción asexual). En algunos casos de estrés ambiental, la célula madre genera cuatro células nadadoras (gametos haploides) que realizan la fecundación y generan un zigoto que pierde los flagelos, se recubre de celulosa y entra en reposo. La germinación del zigoto se produce por meiosis, de forma que los individuos resultantes son haploides. Los gametos son isogametos y el zigoto actúa como forma de resistencia, de manera que cuando las condiciones del entorno comienzan a ser desfavorables, se enquista.

En el caso de los esporozoos, como Plasmodium vivax, protozoo parásito del hombre responsable del paludismo, la meiosis también es zigótica. El ciclo se inicia cuando un mosquito del género Anopheles infectado pica a una persona y las células del protozoo, inoculadas por la saliva del mosquito (esporozoítos), pasan a la sangre. Estas células son haploides y penetran en el hígado, donde crecen y se dividen por esquizogonia o división múltiple, produciendo una gran cantidad de merozoítos que invaden los glóbulos rojos. Algunas de estas células invasoras pueden desarrollarse en forma de gametos que se enquistan, y solo se desarrollan en el interior de un nuevo mosquito cuando este succiona la sangre de una persona infectada. En el tracto digestivo del mosquito, los gametos se unen y forman un zigoto. La meiosis de los zigotos da lugar a los esporozoítos, que migran a las glándulas salivales del mosquito. Allí empezará de nuevo el ciclo.


HONGOS
Los hongos tienen ciclos haplontes, pero en ellos se produce una fase dicariótica en la que las células contienen dos núcleos. El micelio primario de un hongo se origina por germinación de una espora haploide y está formado por un mismo tipo de células, que forman unos filamentos llamados hifas. Hifas + e hifas − de dos micelios primarios se fusionan y generan hifas con células binucleadas, dicarióticas, pero sin cariogamia. Las células dicarióticas se dividen hasta dar lugar a un micelio secundario, que es el hongo propiamente dicho. Este, cuando las condiciones son propicias, desarrolla un cuerpo fructífero (seta), dentro del cual se producirá la cariogamia. Se forma así el zigoto diploide, que se dividirá meióticamente para generar cuatro esporas haploides que desarrollarán un micelio primario.

Las hifas del micelio de los hongos ascomicetes desarrollan ascos, cuerpos tabicados en cuyo interior se produce la meiosis y la formación de ascosporas. Estas esporas quedan libres al explotar las paredes de los ascos que las contienen y, tras germinar, producirán un nuevo micelio.


CICLO HAPLODIPLONTE


Este modelo de ciclo biológico, típico de los musgos, helechos y espermatófitos (fanerógamas), alterna fases asexuales con esporas y fases sexuales con gametos. En ambos casos se desarrollan individuos adultos muy diferentes entre sí. En general, este tipo de ciclos se conocen como ciclos de reproducción alternante.

Un ciclo de este tipo consiste, básicamente, en la alternancia de dos generaciones, el gametófito y el esporófito. El gametófito, que es haploide, produce gametos que se fusionarán y generarán un zigoto que dará lugar al esporófito, diploide, otra forma adulta de la misma especie pero de aspecto distinto. El esporófito produce esporas por meiosis (meiosporas) que al germinar dan lugar a un nuevo gametófito adulto. Las esporas difieren de los gametos en que al germinar originan un organismo nuevo, mientras que el gameto debe unirse primero a otro gameto para que el desarrollo continúe.

La mayor o menor importancia de cada una de las fases depende del grupo vegetal al que pertenezca la especie. Así, en los musgos, muy dependientes del agua, la fase más desarrollada es la de gametófito, mientras que en las plantas espermatófitas predomina el esporófito.


MUSGOS
Los musgos, o briófitos, son plantas poco desarrolladas que tapizan los suelos de los bosques húmedos y que están formadas por un tallo o caulidio, unas hojas o filidios y una radícula. Esta pequeña planta corresponde a la fase de gametófito. En ciertas épocas del año, el gametófito desarrolla unos órganos, anteridios y arquegonios, que contienen antorozoides y oosferas (gametos), respectivamente. En condiciones de humedad, los anterozoides, que son flagelados, pueden desplazarse hasta los arquegonios y fecundar las oosferas, momento en el que estas comienzan a dividirse para formar un largo filamento con una cápsula en su extremo. El conjunto de filamento y cápsula constituye el esporófito, diploide, que vive sobre el gametófito. En el interior de la cápsula se desarrollan las meiosporas que, una vez dispersadas por el viento, germinarán y volverán a formar un gametófito haploide.

HELECHOS
En el caso de los helechos o pteridófitos sucede lo contrario. La fase visible es la de esporófito, mientras que la de gametófito es prácticamente invisible. Los helechos suelen tener el tallo subterráneo y unas hojas (frondes) grandes y muy divididas, en cuyo envés aparecen los grupos de esporangios, denominados soros, que contienen las esporas. En el interior de los esporangios tiene lugar la meiosis, que origina unas esporas (meiosporas) cuya germinación produce una plántula laminar denominada protalo: este constituye el gametófito, en el que se desarrollan los gametos. En épocas húmedas tiene lugar la fecundación, y el zigoto diploide resultante desarrolla el nuevo esporófito, el helecho.

PLANTAS CON FLOR
Los espermatófitos o fanerógamas (plantas con flor) también tienen un ciclo haplodiplonte, aunque en este caso es difícil observar las estructuras que forman parte de las distintas fases del ciclo. El gametófito, reducido a unas pocas células, es prácticamente invisible. El esporófito es la planta en sí y su flor (el esporangio), que puede ser masculina o femenina. El esporangio masculino es el saco polínico, mientras que el femenino corresponde a la nucela, célula que se encuentra en el interior del ovario. En el estambre, y en el interior de los sacos polínicos, se forman, por meiosis, los granos de polen, que corresponden a las esporas masculinas, mientras que en el interior del ovario se encuentran las nucelas que, por meiosis, generan cuatro células haploides que serán las esporas femeninas.

Durante la germinación del grano de polen se forman dos núcleos, uno de los cuales hace las veces de gameto masculino, haploide. De hecho, las células del tubo polínico representan el gametófito masculino y sus núcleos, los gametos.

La espora femenina, la nucela, se divide y germina dando lugar a un gametófito femenino de ocho células, el saco embrionario. Una de ellas, la ovocélula, será el gameto femenino.

Cuando el núcleo espermático del grano de polen, es decir, el gameto masculino, llega al saco embrionario a través del tubo polínico, fecunda la ovocélula u oosfera.

El zigoto formado, diploide, empieza su desarrollo, y forma un embrión que se rodea de capas protectoras y nutritivas, y permanece en estado latente hasta que las condiciones sean favorables. Este embrión es la semilla de la planta que, cuando germine, dará lugar al nuevo esporófito.


EL RELOJ BIOLÓGICO


Un ritmo inalterable en cualquier función animal o vegetal indica una cierta capacidad del organismo para medir el tiempo. Los organismos poseen centros de regulación de los ritmos biológicos, más o menos diferenciados en los distintos grupos, y que responden a estímulos externos, como la luz, la temperatura, la humedad y la concentración de nutrientes en el medio.

ANIMALES
Recientemente se ha estudiado el papel que desempeña la glándula pineal, o epífisis, en la regulación de procesos como los ciclos vitales de los organismos. Esta glándula segrega melatonina, hormona íntimamente relacionada con la exposición a la luz, y que en los vertebrados no mamíferos es responsable del mantenimiento de los ritmos circadianos.

En los mamíferos, la epífisis y su hormona pierden la capacidad de regular ritmos circadianos, pero continúan siendo importantes como reguladores de la actividad de las glándulas reproductoras. Durante los días cortos de otoño, la escasa estimulación debida a la luz provoca un aumento de la secreción de melatonina. Dicha hormona inhibe la síntesis y secreción de otra hormona, la gonadotropina, de manera que interrumpe las actividades de reproducción durante el invierno. Los días largos de la primavera provocan el efecto contrario.


PLANTAS
En las plantas, el fotoperíodo es uno de los factores ambientales más importantes en el control de su desarrollo y de la formación de los órganos reproductores. Hay plantas de día corto y plantas de día largo, cuyos órganos reproductores se forman inducidos por la mayor o menor duración de la noche. Parece que el estímulo exterior de la cantidad y calidad de la luz provoca la liberación o inhibición de hormonas como las giberelinas, las auxinas y las citoquininas, que regulan el crecimiento y el desarrollo de los órganos reproductores.

En los últimos años, el estudio de la variación natural propia de muchas especies para responder a las condiciones ambientales, así como la caracterización de los mutantes afectados en la maduración de la flor, está conduciendo a una reinterpretación de los resultados fisiológicos. Se están identificando ya algunos genes implicados en los procesos de evolución de la flor y de desarrollo de los tejidos reproductores. El modelo que parece más adecuado para la regulación de los ciclos biológicos de las plantas superiores propone la acción de grupos de genes cuya expresión fenotípica estaría influida por estímulos ambientales.


 
Subir | MAPA WEB | ESPECIFICACIONES TÉCNICAS | NOTA LEGAL | ATENCIÓN AL CLIENTE |