TEMA 16

REGULACIÓN Y COORDINACIÓN NERVIOSA Y HORMONAL

La relación es la capacidad del individuo de responder a los cambios del medio. En los seres unicelulares es todo el organismo el que responde al estímulo, pero en los seres pluricelulares hace falta una respuesta coordinada llevada a cabo mediante el sistema nervioso, que sólo actúa en animales, y el sistema endocrino, que actúa en animales y plantas.

El sistema nervioso está formado por tejido nervioso y actúa por mensajes de naturaleza electroquímica, el impulso nervioso, que se transmite por los nervios y en los que también intervienen los neurotransmisores, sustancias químicas. El sistema nerviosos produce una respuesta rápida y poco duradera. Interviene en toda la actividad corporal.

El sistema endocrino está formado por glándulas endocrinas que producen hormonas que van por la sangre al lugar en el que actúan. Es más lento y su acción es más duradera. Actúa sobre el desarrollo en general.

Los componentes de un proceso de coordinación son:

• Estímulo: Cambio en el medio interno o externo.

• Receptores: Células o agrupaciones de células que perciben el cambio y llevan la información al centro nervioso.

• Coordinadores: Reciben la información y la coordinan formando mensajes a partir de esa información.

• Efectores: Músculos o glándulas que reciben información de los coordinadores.

• Respuesta: Comportamiento de los efectores respecto al estímulo.

• Coordinación nerviosa

Se lleva acabo por el SN que está formado por la neuronas que recogen la información por todo el cuerpo y la pasan por las neuritas. Pueden ser sensitivas, motoras o de asociación.

La corriente nerviosa es un mensaje de naturaleza electroquímica que se transmiten por un nervio. Para que se origine un impulso nervioso el estímulo debe tener una determinada intensidad (umbral de excitación) A medida que aumenta el estímulo se producen más impulsos nerviosos por segundo ya que un impulso nervioso siempre es igual.

El impulso nervioso es una onda de despolarización a través de la membrana:

• Cuando la célula nerviosa está en reposo hay una diferencia de carga entre el interior y el exterior, en el interior hay proteínas cargadas negativamente con un gran peso molecular y en el exterior existe Na+ que son expulsados al exterior por la bomba sodio-potasio. Aquí la membrana está polarizada.

• Cuando hay una variación en el exterior en un tramo se abren los canales de sodio que dejan entrar al Na+ en tal cantidad que se cambia la polaridad de la membrana y las cargas se invierten. Aquí la membrana está despolarizada.

• La bomba de sodio potasio vuelve a bombear Na+ hacia fuera y vuelve a polarizar a la membrana.

• Esto provoca que el siguiente tramo se abran los canales de sodio y se vuelve a repetir el proceso.

• Cuando el impulso nervioso llega al final de la neurita debe atravesar la sinapsis o espacio sináptico para pasar a otra neurona. La neurona que se encuentra antes de la sinapsis se llama presináptica y la de después postsináptica. En el botón sináptico se encuentra los neurotransmisores que salen al llegar el impulso nervioso al espacio sináptico y se unen a uno receptores de la neurona postsináptica. Si los neurotransmisores se unen a receptores excitadores esto determina que se abran los canales de sodio y sigua la onda de despolarización pero si se unen a unos receptores inhibidores, no se abren los canales de sodio, sino que dejan entrar iones negativos y se interrumpe el impulso nervioso.

• Sistema nervioso de animales invertebrados

• En seres unicelulares todo el cuerpo reacciona al cambio.

• En los pluricelulares más primitivos, los celenterios, tienen un plexo nervioso que es una red de neuronas por todo el cuerpo y la corriente nervosa va en todas direcciones.

• Platelmintos: tienen dos acumulaciones de células nerviosas, o ganglios, en la parte anterior del cuerpo y de esos dos ganglios parten 2 cordones nerviosos de los que salen todos los nervios.

• Anélidos: tienen un SN ventral de tipo escaleriforme. Tienen un anillo periesofágico que está formado por dos ganglios mayores y otros dos menores unidos formando un anillo alrededor del tubo digestivo. A estos se unen el par de ganglios por cada metámero formando una especie de escalera.

• Moluscos y artrópodos: los ganglios cerebroides pueden ser 2 o 1 muy grande conectados entre sí, de estos parten nervios que van a distintas partes de la cabeza y otros 2 que van a la región ventral donde forman uno solo que atraviesa el abdomen intercalando ganglios de donde salen todos los nervios del cuerpo.

• Equinodermos (estrella y erizo de mar): tienen un SN radial. Alrededor del tubo digestivo existe un anillo del que parte 1 nervio por pata.

• Sistema nervioso en animales vertebrados

El sistema nervioso del hombre está formado por el SNC y el SN periférico:

• SN Central: está formado por el encéfalo y la médula espinal.

• SN Periférico: está formado por los nervios que salen del SNC y los ganglios nerviosos que se intercalan.

El sistema nerviosos se forma en el embrión cuando está en estado de gástrula y por una invaginación del ectodermo. En esta fase se va creando un hueco arriba que termina por cerrarse hasta que es independiente y forma un tubo. La primera parte del tubo neural se ensancha y forma el encéfalo siendo lo demás la médula. A medida que se ensanchan, las paredes aumentan y el hueco es muy estrecho. El interior de este tubo está relleno de tubo encefaloraquídeo.

En esta fase aparecen tres lóbulos en el ensanchamiento que a su vez se dividen más tarde:

• Prosencéfalo

• Telencéfalo: forma el cerebro

• Diencéfalo: forma el cerebro

• Mesencéfalo: forma el cerebro

• Rombencéfalo

• Metencéfalo: forma el cerebelo

• Mielencéfalo: forma el bulbo raquídeo

• Sistema nervioso central en el hombre y mamíferos:

El sistema nervioso está protegido. El encéfalo está recubierto por los huesos que forman el cráneo y la médula espinal por la columna vertebral. Las meninges se encuentran entre el SNC y los huesos las hay de tres tipos:

• Duramadre: es la más exterior y resistente.

• Aracnoides: es la central, forma de tela de araña.

• Piamadre: la interna, es muy fina.

El encéfalo está formado por:

• Sustancia gris: formada por el cuerpo y las dendritas de las neuronas, además de neuronas de asociación.

• Sustancia blanca: formada por los axones con mielina.

En el hombre el Telencéfalo está muy desarrollado y se dobla hacia delante recubriendo al resto del encéfalo. El tubo sigue existiendo y se ensancha a veces formando ventrículos:

• El Telencéfalo se divide por un surco de adelante atrás formando los hemisferios cerebrales. El Telencéfalo está arrugado en circunvoluciones cerebrales limitadas por hendiduras que aumentan la superficie. Está dividido en varios lóbulos con sustancia gris por fuera y sustancia blanca por dentro. Los hemisferios se conectan por una banda blanca, cuerpo calloso, en su parte inferior. El Telencéfalo rige toda actividad consciente del individuo. En el interior de su tubo hay dos ensanchamientos que forman el primer y segundo ventrículo.

• El diencefalo está recubierto por el Telencéfalo y tiene tres regiones: el epitalamio, el tálamo y el hipotálamo.

• El epitalamio es la parte de arriba, en él se encuentra la epífisis.

• El tálamo está en medio y las lados, es el centro de las emociones.

• El hipotálamo está en la parte inferior, en él está la hipófisis, centro principal de la producción de hormonas, por lo que la región hipotalámica e hipofisaria rige todo el control de producción de hormonas del cuerpo. En el tubo neural se encuentra el tercer ventrículo y el punto de paso que une el primer y segundo lóbulo con el tercero se llama agujero de Monroe. En el hipotálamo se regulan muchas sensaciones.

• El Mesencéfalo es el encéfalo medio que en su parte superior tiene salientes que los tubérculos cuadragenicos de los que los dos primeros parten 2 nervios ópticos y de los otros dos parten dos nervios auditivos. En la parte inferior tiene una banda de tejido nervioso, pedrúsculos cerebrales, que son la unión entre el encéfalo anterior con el posterior. El tubo neural presenta dilatación y forma el acueducto de Silesia

• Metencéfalo: es el cerebelo y se divide en 2 hemisferios cerebelosos con una banda muy fina en medio de tejido nervioso que forma el lóbulo vermiforme. En la parte inferior tienen una banda de tejido nervioso que un los 2 hemisferios con el puente de Varoglio. En el interior se encuentra el cuarto ventrículo. La superficie de cerebelo tiene circunvoluciones más pequeñas. La sustancia blanca se ramifica en la gris formando el árbol de la vida. El cerebelo controla los movimientos aprendidos.

• Bulbo raquídeo: es la última parte del encéfalo, está formado por un tronco de cono invertido. Tiene sustancia gris por fuera y sustancia blanca por dentro. Es el centro de los movimientos de nutrición y la actividad normal necesaria para el organismo.

• Médula espinal: forma un cordón protegido por huesos, la columna vertebral, que es un tubo aplastado dorsoventralmente. Empieza en el bulbo raquídeo y acaba en la región lumbar formado la cola de caballo. La sustancia blanca está por fuera, y la gris por dentro. La blanca tiene un tabique en el dorso y un surco en la parte ventral. La sustancia gris tiene forma de H o mariposa. Tiene cuatro puntas llamadas astas de las que las dorsales son puntiagudas y alargadas y las ventrales son más cortas y no son puntiagudas. En el centro se encuentra la comisura gris y en ella el epéndimo (con líquido encefaloraquídeo) La sustancia blanca se divide en 6 cordones, 2 ventrales, 2 dorsales y 2 laterales. Los dorsales son sensitivos y los ventrales y los laterales.

• Sistema nervioso periférico

Está formado por nervios (grupos de axones envueltos en tejido conjuntivo) En el hombre hay 12 pares de nervios craneales y 31 pares de nervios raquídeos. De la región dorsal de la médula espinal parte 1 nervio sensitivo ( 1 por cada lado) que intercala un ganglio.. de el asta ventral sale 1 nervio motor que se reúne con el sensitivo y forman 1 nervio mixto que se divide en tres reamas, 1 sensitiva, 1 motora y 1 comunicante. Los nervios se cruzan siempre al nivel del bulbo raquídeo.

• Funcionamiento del sistema nervioso

• SN somático o voluntario: rige o regula todos los movimientos del cuerpo. Está dividido en dos actos:

• Actos involuntarios o reflejos: son los que se realizan independientemente de la voluntad, todos los individuos de una misma especie responden de igual formal un mismo estímulo. Este movimiento se produce de forma rápida en unas neuronas dispuestas en arco (arco reflejo). Unas terminaciones nerviosas recogen la información que va por la rama sensitiva al ganglio, de este ganglio a una neurona sensitiva y de esta a la sustancia gris de la médula espinal donde hace sinápsis con otra que sale por el nervio motor, de ahí el mixto y a la rama motora.

• Actos voluntarios: es más lento y depende de la voluntad del individuo. Empieza y termina igual que el anterior pero en la médula espinal se hace sinápsis con otra neurona sensitiva y su axón sale al cordón dorsal y llega al encéfalo donde hace sinápsis con muchísimas neuronas de asociación donde se elige la respuesta. Después la información sale por una neurona motora y desciende por un cordón lateral o ventral de la médula espinal y entra en la sustancia gris saliendo igual que en el acto reflejo.

• SN vegetativo o autónomo: rige los movimientos de las vísceras. Tiene iguales componentes que los sistemas anteriores pero sus nervios motores siguen la rama comunicante en el nervio mixto. Tiene dos variantes o componentes que actúan de forma conjunta pues la simpática altera el cuerpo y lo prepara para estados de tensión y la parasimpática tranquiliza.

• SN simpático o toracolumbar: está formado por nervios que parten de la región torácica o la región lumbar de la médula espinal. En este sistema nervioso la rama comunicante intercala un ganglio próximo a la médula espinal. Siendo la región preganglionar más corta que la posganglionar.

• SN Parasimpático o craneosacro: sus nervios parten del encéfalo o la región sacra de la médula espinal. El ganglio que intercalan se encuentra más lejano a la médula espinal.

• Sistema endocrino

Actúa por sustancias químicas, hormonas, que en animales superiores se producen en glándulas pero que pueden ser producidas en otros lugares, en plantas y animales inferiores se producen en células del cuerpo llamándose hormonas tisulares, también pueden producirse en células nerviosas, neurohormonas. Las ferohormonas son sustancias que se vierten al exterior y determinan atracción o rechazo no sexual entre individuos .

Las hormonas actúan como biocatalizadores autógenos pues son producidas por el propio individuo. Tienen una composición química muy variada.

Las hormonas están actuando y gastándose constantemente por lo que hay que reponerlas continuamente. Tanto si se producen en exceso (hiperfunción glandular) o se producen en defecto (hipofunción glandular) pueden acarrear graves trastornos para el individuo. En muchos casos unas hormonas interaccionan con otras de tal manera que la cantidad de una influye en la cantidad de la otra.

• Sistema endocrino en plantas

Las plantas para poder vivir y desarrollarse también necesitan hormonas. Las hormonas vegetales más conocidas son:

• Auxinas: son las más abundantes y conocidas. Se producen en los meristemos terminales de la raíz y el tallo, determinan el crecimiento de la raíz y el tallo en longitud. Y en la formación de vasos conductores. Se deben encontrar en una cantidad concreta siendo mayor la necesaria en el tallo.

• Gibereninas: se producen en la semilla y en el fruto inmaduro. Actúan en la células meristemáticas provocando su alargamiento. Favorecen la germinación de la semilla, la floración y la fructificación. Interviene en la formación de frutos partenocárpicos. (frutos sin semilla, sin anterior fecundación)

• Citoquininas: están en los meristemos de la raíz, en la semilla y en los frutos. Estimulan la división celular. Facilitan el desarrollo de las yemas laterales y detienen la caída de la hoja.

• Ácido abcísico: se encuentran en casi toda la planta. Interrumpe el crecimiento y provoca el letargo en la yema y la semilla.

• Etileno: está en toda la planta. Provoca la caída de la hoja y la maduración de los frutos.

• Sistema endocrino en animales

En los animales las hormonas son transportadas por la sangre y a las células sobre las que actúan son llamadas células diana que tienen unos receptores determinados en la membrana. Las hormonas actúan de dos formas sobre la célula:

• Sistema adelinato ciclasa: es característico de hormonas peptídicas y actúan de manera que cuando la hormona llega a la célula se fija al receptor creando un complejo hormona-receptor que se queda fijo en la membrana siendo este el primer mensajero que actúa sobre el ATP que suelta un fosfórico y forme AMP cíclico, el segundo mensajero, que provoca determinados efectos en la célula que son la acción de la hormona.

• Sistema de síntesis proteica o síntesis enzimática: es característico de hormonas lipídicas. Cuando la hormona se une al receptor forma un complejo hormona-receptor que pasa al interior del núcleo celular donde se encuentra el ADN que tenía un trozo bloqueado por un represor. Este represor es recogido por el complejo y forma un complejo receptor-hormona-represor dejando libre al trozo de ADN pudiendo formarse una proteína o un enzima con sus datos.

Existe cierta diferencia entre las hormonas de los invertebrados y las de los vertebrados, sobretodo en la producción de estas:

• Hormonas en animales invertebrados: estas hormonas controlan el crecimiento y desarrollo en estos animales. Casi siempre se trata de neurohormonas aunque pueden producirse en otros lugares. Existen dos tipos de hormonas principales:

• Hormona juvenil: hace que el individuo no crezca y se mantenga en estado larvario o juvenil pero las células productoras de esta hormona se van deteriorando dejando paso a las células productoras de hormona de la muda.

• Hormona de la muda: también llamada ecdisona hace que el individuo crezca.

• Hormonas en vertebrados: todos los animales vertebrados tienen glándulas endocrinas parecidas , sobretodo entre los mamíferos. En el hombre, aunque hay neurohormonas, la mayor parte de las hormonas se producen en glándulas que vierten su contenido a la sangre que la transporta a un sitio diferente. Las glándulas principales del cuerpo son:

• Tiroides: es una glándula situada delante del cuello bajo la laringe. Está formada por 2 lóbulos o parte unidas. Está formada por dos clases de tejidos, uno productor de hormonas (tejido noble) y otro no productor de hormonas (tejido de sostén). En esta glándula se forma:

• Tiroxina: actúa favoreciendo el desarrollo y el crecimiento completo del individuo. Una hiperfunción del tiroides crea una enfermedad llamada bocio isoftálnico, un bulto en el cuello debido al aumento de tejido noble. Esto crea personas con un metabolismo muy alto, personas delgadas muy nerviosas y con ojos saltones que siempre tienen calor. El hipotiroidismo crea el bocio típico por aumento del tejido de sostén con características contrarias a las otras y que pueden tener mixedema y hasta cretinismo.

• Calcitonina: facilita el depósito de calcio en los huesos.

• Paratiroides: está formado por 4 agrupaciones de células dentro del tiroides. Produce la paratohormona que es muy importante pues regula la reabsorción de calcio en la tubos renales y su paso a la sangre. Puede dar origen a la tetania por falta de calcio en la sangre.

• Páncreas: glándula mixta que se encuentra detrás y bajo el estómago. Produce la hormonas dentro de él en el islote de Langerhan formadas por dos tipos de células:

• Células : producen insulina, que es una hormona hipoglucemiante, es decir, reduce el nivel de glucosa en sangre. Si hay defecto se produce diabetes.

• Células : producen glucagón que es una hormona hiperglucemiante.

• Cápsulas suprarrenales: se encuentran encima de los riñones, tienen una corteza por fuera y médula por dentro compuestas por células diferentes que producen hormonas diferentes:

• Corteza: produce muchos tipos de hormonas, de las que destaca:

• Grupo de los glucocorticoides: cortisol y cortisona: intervienen en el metabolismo de los glúcidos y en la transformación de principios inmediatos orgánicos en glucosa. Son antiinflamatorios y antialérgicos.

• Mineralocorticoides: aldosterona: interviene en la absorción y eliminación de iones, sobretodo la eliminación de Po y la reabsorción de Cl e I.

• Gónadas: dependen del sexo:

• Testículos: se inicia su formación en la cavidad abdominal pero en estado embrionario descienden hacia la ingle y salen al exterior recubiertos por el escroto. Producen un grupo de hormonas, andrógenos del que la más importante es la testosterona que en realidad se produce en el interior de los tubos seminíferos en las células de Leydig.

• Ovarios: están en el interior de la cavidad abdominal y producen 2 grupos de hormonas:

• Estrógenos: se producen en los folículos ováricos

• Progesterona o luteína: se produce en el cuerpo lúteo o cuerpo amarillo.

Las hormonas de las gónadas empiezan a producirse en la pubertad con la intención de completar la maduración de órganos sexuales y mantenerlos en buen estado, además de hacer que aparezcan caracteres sexuales secundarios. Intervienen en el desarrollo físico y psíquico del individuo.

Con una hiperfunción se pueden desarrollar características del sexo contrario. Con una hipofunción hay feminización o masculinización pudiendo ser muy alta con la castración. Todos los individuos producen de los dos tipos de hormonas, masculinas y femeninas, pero en distinta cantidad.

• Hipófisis: es el principal centro productor de hormonas. Se encuentra en la silla turca del esfenoide. En la hipófisis se liberan hormonas trópicas. Tiene tres partes:

• Lóbulo anterior o adenohipófisis:

• Tirotropa TSN: actúa sobre el tiroides haciendo que este produzca hormonas.

• Adenocorticotropa ACTH: actúa sobre la corteza de las cápsulas suprarrenales para que produzcan hormonas.

• Somatotropa SH: hormona del crecimiento, actúa en el crecimiento de los huesos largos. Puede provocar enanismo o gigantismo y a veces acromegalia.

• Gonadotropa: estimula las gónadas para que produzcan hormonas. 2 tipos:

• Foliculoestimulina FSH: estimula los folículos ováricos en hembras y la formación de espermatozoides en machos.

• Luteoestimulina LH: favorece la formación del cuerpo lúteo y la ovulación en hembras y favorece la formación de hormonas masculina en machos.

• Prolactina o Lactotropa LTH: se produce en la gestación creando el completo desarrollo de las mamas y la subida de leche después del parto. Puede desarrollar el instinto maternal.

• Lóbulo medio: produce melanotropa MSH que actúa sobre los melanocitos y hace que se movilicen hacia la piel dando color a esta.

• Lóbulo posterior o neurohipófisis:

• Vasopresina o adiuretina ADH: regula la reabsorción de agua en los tubos de nefrona.

• Oxitocina: produce la contracciones uterinas durante el parte.

TEMA 17

CICLO VITAL DE LOS SERES VIVOS. REPRODUCCIÓN.

La reproducción tiene como finalidad la perpetuación de la vida, impidiendo la extinción de la especie. Las especies se desarrollan siguiendo los ciclos vitales. El ciclo de una vida tiene varias fases.

• Fase unicelular: etapa en la que el cuerpo se compone de una sola célula, el cigoto.

• Fase de crecimiento y desarrollo: en seres unicelulares es hasta que se dividen. En los pluricelulares va creándose una multiplicación y las células permanecen reunidas. Esta termina cuando alcanza la madurez sexual.

• Madurez: es la etapa posterior al alcance de la madurez sexual. A veces los individuos no aumentan más de tamaño, otros aumentan unos años y paran de crecer y otros siguen creciendo toda su vida.

• Reproducción: etapa fértil del individuo. A veces coincide con la etapa de madurez y otras es una etapa dentro de la fase de madurez.

• Funciones de la reproducción

La reproducción es un fenómeno por el que los seres vivos producen células o grupos de células a partir de su cuerpo de forma directa o indirecta que van a dar origen a otro individuo.

Esas células son células reproductoras, células germinales o germen. El resto del cuerpo es llamada soma. Existen dos tipos de gérmenes:

• Germen asexual: está formado por las esporas. Son células a partir de las cuales se forma un individuo sin intervención de otra célula. El germen asexual es característico de la reproducción asexual o multiplicación vegetativa. En esta multiplicación no tienen porqué haber partes especializadas en la reproducción y los individuos resultantes son clones del progenitor. El mecanismo que determina esta reproducción es la mitosis.

• Germen sexual: está formado por gametos que tienen que unirse a gametos de otro sexo para formar un individuo. Los gametos son células características de la reproducción sexual. Debe haber 2 individuos en la reproducción por lo que las características del nuevo ser son una mezcla de características de los progenitores. La meiosis controla este proceso.

• Reproducción asexual

En esta reproducción sólo está implicado un individuo. Se da en animales unicelulares y pluricelulares. En animales y plantas.

• Seres unicelulares: se reproducen asexualmente de forma que se divide el núcleo y más tarde el citoplasma. Esto es una mitosis. Existen tres tipos de reproducciones de esta forma:

• Bipartición: el núcleo se divide y más tarde el citoplasma de una forma equivalente, resultando dos individuos del mismo tamaño. Se da en protozoos.

• Gemación: se divide el núcleo y el citoplasma se divide de forma desigual, resultando una célula más grande que otra.

• División múltiple o esporulación: el núcleo se va dividiendo en dos varias veces. Estos núcleos se envuelven con citoplasma y el que las rodea a todas se rompe y salen las células resultantes, que son todas iguales y más pequeñas que la madre.

• Seres pluricelulares

• En algunos caso la reproducción se debe a unas células germinales asexuales denominadas esporas, el proceso se llama esporulación y esas células se forman en los esporangios. Las esporas se pueden formara hacia el interior del esporangio (exosporas) o hacia el interior (endosporas). Cuando las esporangios están maduros liberan esporas al medio pudiendo germinar con las condiciones adecuadas.

• También en los vegetales se da una reproducción asexual a partir de las zonas del soma. Estas tienen meristemos capaces de crear un individuo. Esta multiplicación puede ser natural o artificial:

• Natural: es una reproducción sin intervención del hombre:

• Estolones: tallos aéreos rastreros que tienen yemas y cuando están en contacto del suelo crean raíces originando otra planta. Por ejemplo la fresas.

• Rizomas: tallos subterráneos gruesos cargados de sustancias de reserva que tienen yemas a partir de las cuales se forma la planta. Lirio.

• Tubérculos: engrosamientos en las raíces de algunas plantas con sustancias de reserva que tienen yemas a partir de la que se forma una planta. Patata.

• Bulbos: tallos subterráneos de forma discoidal con una yema en el centro y hojas carnosas con sustancias de reserva al exterior. El disco se ensancha y se le forman nuevas yemas que a su vez se rodean de hojas carnosas. Cebolla.

• Bulbillos: yemas pequeñas que se forman en las axilas de la hoja y cuando se desprenden caen al suelo y forman una nueva planta.

• Propágulos. Trozos de la planta que se desprenden y originan una planta nueva. Musgos.

• Soredios: formados por una masa de hifas del hongo que retienen entre ellas células del alga y se desprenden formando una nueva planta.

• Artificial:

• Acodo: consiste en doblar una rama de la planta que tenga una yema y enterrarla. (jazmines, higueras)

• Esqueje, estaca o estaquilla: consiste en cortar un trozo de tallo con yemas y enterrarlo para que dicha yema eche raíces. Geranios.

• Injerto: consiste en reproducir las características de una planta, injerto, en otra, patrón.

La ventaja de la reproducción asexual es la de que se puede tener descendientes sin necesitar de otro individuo. Además las características del individuo son semejantes en padre e hijo lo que es una ventaja cuando las condiciones no se alteran y para el comercio, pero es una desventaja cuando cambian las condiciones del medio.

La mitosis es el proceso por el cual se realiza la reproducción asexual. Los seres unicelulares la utilizan para reproducirse de forma directa y los seres pluricelulares para aumentar su número de células. La mitosis consiste en que a partir de un célula diploide se forman dos células diploides (2n). Está dividida en varias fases:

• Interfase: es el proceso comprendido entre dos mitosis y en el que el ADN se duplica. En esta fase el núcleo se encuentra delimitado y tienen un nucleolo.

• Profase: los filamentos de cromatina ya duplicados enrollan y forman los cromosomas. Los centriolos del citoplasma se duplican y se van separando quedando unidos formando el uso acromático que forman totalmente cuando llegan a los polos de la célula. La membrana nuclear desaparece, el nucleolo deja de verse y los cromosomas quedan libres. Los cromosomas tienen dos mitades, las cromátidas, que están unidas por el centrómero.

• Metafase. Los cromosomas están lo más condensado posible y se colocan en mitad de la célula uniéndose a los filamentos del huso acromático para formar la placa ecuatorial.

• Anafase: los filamentos del huso se acortan y separan loas cromátidas de cada cromosoma. Al final los filamentos desaparecen y las cromátidas quedan libres en los polos de la célula.

• Telofase: se va formando una membrana alrededor de las cromátidas y se forma el nucleolo, las cromátidas empiezan a desenrollarse formando filamentos de cromatina. Al final de la telofase por lo general se produce la citodiéresis (división del citoplasma) que depende del tipo de célula. Si es animal se va produciendo un estrangulamiento que divide la célula en dos células. Si es vegetal, se origina un fragmoplasto, un tabique que divide por la mitad a la célula, que se forma a partir del aparato de Golgi y está compuesto por dos capas de celulosa con pectina en medio.

• Reproducción sexual

La reproducción sexual es un mecanismo de reproducción en el que intervienen 2 individuos de la misma especie pero de distinto sexo que unen sus gametos:

• Gametos vegetales:

• Masculinos: se forman en los anteridios y son llamados anterozoides.

• Femeninos: se forman en los arquegonios y son llamados osferas.

• Gametos animales:

• Masculinos: son producidos en los testículos y son llamados espermatozoides.

• Femeninos: son producidos en los ovarios y son llamados óvulos.

La mayoría de estos seres vivos son diploides y al formarse los gametos se ha de producir una meiosis para que el individuo resultante sea diploide. La meiosis consta de varias fases parecidas a las de la mitosis:

• Interfase: el ADN se duplica. En esta fase el núcleo se encuentra delimitado y tienen un nucleolo.

• Profase I: los filamentos de cromatina ya duplicados se enrollan y forman los cromosomas. Los centriolos del citoplasma se duplican y se van separando quedando unidos formando el uso acromático que forman totalmente cuando llegan a los polos de la célula. La membrana nuclear desaparece, el nucleolo deja de verse y los cromosomas quedan libres. Los cromosomas homólogos se aparean en un proceso, la sinápsis, formando las tétradas y estableciendo quiasmas (puntos de unión entro los cromosomas) en los que se pueden producir entrecruzamientos y sobrecruzamientos. (intercambio del material nuclear)

• Metafase I: Los cromosomas homólogos apareados se colocan en mitad de la célula uniéndose a los filamentos del huso acromático para formar la placa ecuatorial.

• Anafase I: los filamentos del huso se acortan y separan los cromosomas homólogos. Al final los filamentos desaparecen y los cromosomas quedan libres en los polos de la célula.

• Telofase I: se va formando una membrana alrededor de los cromosomas y se forma el nucleolo. Se produce la citodiéresis y al final resultan 2 células que no duplican su ADN.

• Profase II: la pareja de centriolos se duplica y va separándose. La membrana va desapareciendo. Al final los centriolos van a los polos formando un huso acromático perpendicular al anterior. Desaparece la membrana y quedan libres los cromosomas.

• Metafase II: Los cromosomas forman la placa ecuatorial. Los centrómeros quedan unidos a los filamentos y los brazos hacia el exterior.

• Anafase II: los filamentos del huso se acortan y separan las cromátidas. Al final los filamentos desaparecen y las cromátidas quedan libres en los polos de la célula.

• Telofase II: se va formando una membrana alrededor de las cromátidas y se forma el nucleolo. Se produce la citodiéresis y al final resultan 2 células haploides, los gametos, que deben unirse para formar un cigoto o mueren.

• Ciclos biológicos o ciclos vitales

En todos los seres vivos se pueden distinguir dos fase a la largo de la vida:

• Fase diploide: el individuo se encuentra formado por células diploides.

• Fase haploide: el individuo se encuentra formado por células haploides.

Según la predominancia de una u otra fase el individuo puede ser de ciclo haplonte, diplonte o diplohaplonte.

• Ciclo haplonte: se da en protozoos, algas, hongos…, en estos predomina la haplofase. La fase diploide se limita al cigoto y su meiosis es inicial o cigótica.

Se parte de un cigoto diploide que experimenta la meiosis y da células haploides que se multiplican por mitosis para originar un adulto haploide. En un momento de su vida una de sus células cambia y se convierte en un gameto que se une con otro para formar un cigoto diploide

• Ciclo diplonte: se da animales, algunas algas y hongos. Predomina la diplofase.

Se parte de un cigoto diploide que se divide por mitosis y origina un individuo adulto diploide. En sus gónadas se produce la meiosis de la que resultan los gametos que son haploides y se unen con otro gameto para formar un cigoto haploide. Se dice que la meiosis es terminal.

• Ciclo diplohaplonte: se da en todas las plantas. Son organismos en los que ninguna de las dos fases está formada por una sola célula.

Se parte de un cigoto diploide que origina por mitosis un ser adulto diploide llamado esporofito, este en su espongiario produce por meiosis esporas haploides que germinan y crean un individuo adulto haploide llamado gametofito que en sus gametangios forma gametos que se unen con otros para formar un cigoto diploide.

Partenogénesis: partenogénesis significa generación por doncella. Se da en muchas especies, sobretodo en insectos, y en algunos se presenta de forma accidental.

Si se da de forma cíclica se llama heterogónica, y la presentan los insectos sociales. Los machos de estos insectos son haploide y las hembras diploides pero sólo hay una hembra fértil que se va de la colmena y realiza el vuelo nupcial con los machos y guarda su semen. Cuando el lugar donde lo guarda cae y comienza a parir pudiendo predisponer que sean macho o hembra. Si quiere que sean hembra los fecunda con el semen y resulta un individuo diploide y si quiere que sea macho desarrolla el óvulo directamente.

Esta reproducción es sexual a pesar de todo ya que interviene un óvulo.

Hermafroditismo: hay seres vivos capaces de producir gametos masculinos y femeninos, son los hermafroditas o monoides. A veces tiene gónadas masculinas y femeninas y otros casos tiene una gónada especial, la ovotestis, que produce los dos tipos de gametos.

El hermafroditismo da la posibilidad de autofecundación pero se da en muy pocos casos. Por ejemplo, hay flores que encierran al insecto dentro de la flor para que el polen caiga en el óvulo.

El hermafroditismo de fecundación recíproca o cruzada consiste en que los dos individuos actúan de macho y hembra a la vez, como los caracoles, las babosas…

Los hermafroditas sucesivos son en una etapa de su vida machos yen otra hembras. En las flores es algo muy común.

• Protándricos: primero son macho y después hembra.

• Protoginos: primero son hembra y después macho.

TEMA 18

REPRODUCCIÓN SEXUAL Y DESARROLLO EMBRIONARIO

La reproducción sexual se hace por la intervención de dos gametos y según el tipo de gametos que sean se pueden diferenciar 3 tipos:

• Isogamia: los dos gametos son iguales en tamaño, forma, movilidad y los flagelos. No se habla de gameto masculino y femenino, si no de + o -. Se da en algas, protozoos, hongos…

• Anisogamia: los gametos tienen igual forma y tamaño diferente. El femenino es más grande y el masculino es más móvil.

• Heterogamia: los gametos son distintos. El masculino es pequeño, flexible, flagelado y móvil. El femenino es grande, sin flagelos e inmóvil. Si la diferencia es muy acentuada se llama oogamia.

• Gametos animales.

• Espermatozoide

• Cabeza: es la única parte que entra en el óvulo. En su parte de arriba forma el acrosoma, que contiene enzimas líticos y está formado a partir de aparato de Golgi. El resto es el núcleo que contiene el material genético.

• Cuello: separa la cabeza del segmento intermedio.

• Segmento intermedio: tiene una pareja de centriolos de los que parte un filamento de proteínas elásticas. Alrededor está el citoplasma con un montón de mitocondrias en espiral alrededor del filamento que le dan la energía al espermatozoide

• Cola: es la prolongación del filamento de proteínas elásticas.

• Óvulo

• Cubiertas: son las membranas de alrededor:

• Membrana vitelina: es la más interior.

• Membrana pelúcida: es de una sustancia viscosa y compacta.

• Corona radiada: compuesta de una capa de células

• Citoplasma

• Deutoplasma: tiene sustancia de reserva (vitelo) que forman grumos. Forma el polo vegetativo.

• Citoplasma activo: es el resto y contiene el núcleo. Forman el polo animal.

• Núcleo o vesícula generativa: dentro de él está la mancha germinativa.

• Formación de gametos o gametogénesis

• Espermatogénesis

Los espermatozoides se forman en los tubos seminíferos de los testículos pudiendo haber en el hombre de 500 a 1000 tubos en cada testículo con de 4 a 10 cm de longitud y un diámetro de 0,2 mm.

Si hacemos una sección transversal se diferencian tres clases de células en los tubos seminíferos:

• Células Leydig: producen andrógenos.

• Células Sertoli. Producen sustancias para el semen.

• Espermatogonias: forman los espermatozoides.

Los espermatozoides que se liberan al tubo no están totalmente maduros, del tubo pasan a epidídimo, un tubo ensanchado de la parte superior de los testículos, donde se hacen fértiles.

La espermatogénesis tiene cuatro etapas:

• Multiplicación o proliferación: las espermatogonias experimentan divisiones por mitosis para formar nuevas espermatogonias (diploide)

• Crecimiento: las espermatogonias aumentan de tamaño y pasan a ser espermatocito de primer orden (diploide)

• Maduración. Se produce la meiosis donde en la primera mitosis se forman espermatocitos de segundo orden (haploide). En la segunda mitosis de la meiosis se forman espermátidas (haploide)

• Diferenciación: cambio en la forma de las espermátidas pasando a ser espermatozoides (haploide)

Los espermatozoides se van creando en el hombre a partir de la pubertad hasta la muerte pero en menor número al ser más mayor.

• Ovogénesis

La ovogénesis se compone de tres fases:

• Multiplicación: se parte de una ovogonia (diploide) que se divide por mitosis formando nuevas ovogonias.

• Crecimiento: la ovogonia aumenta muchísimo de tamaño y se carga de sustancias de reserva formando un ovocito de primer orden (diploide)

• Maduración: se produce la meiosis. En la primera mitosis de la meiosis se divide el núcleo pero el citoplasma se divide muy desigualmente formando una célula muy pequeña, el primer corpúsculo polar (haploide), que se descompone y una célula muy grande llamada ovocito de segundo orden (haploide). En la segunda mitosis de la meiosis pasa lo mismo formándose una célula pequeña, el segundo corpúsculo polar, que se descompone y el óvulo (haploide).

La multiplicación se produce en estado embrionario quedando las ovogonias encerrada una por folículo.

En la pubertad, cada 28 días madura 1 folículo y su ovogonia. Cuando el folículo está maduro se abre y libera 1 ovocito de 2º orden. Si no hay fecundación el ovocito se desprende junto con parte de la pared vaginal provocando la regla. Si hay fecundación se provoca la 2ª mitosis de la meiosis al contacto del espermatozoide.

• Fecundación

La fecundación consiste en la unión del espermatozoide con el óvulo para dar origen al cigoto que se desarrollará y formará un nuevo individuo. Existen dos tipos de fecundación, externa e interna:

• Externa: se da en seres que viven en el agua o pasan al agua para reproducirse. La hembra libera los óvulos al agua donde se unen con los espermatozoides.

• Interna: se da en animales terrestres. Consiste en depositar los espermatozoides en las vías uterinas de la hembra. En las aves el macho deja sus gametos en las cloacas de la hembra. En los mamíferos se desarrolla el pene en los machos, que se introducen en la vagina de la hembra y deja allí los espermatozoides.

Fecundación de los mamíferos:

• Hembra

Un folículo madura cada 28 días y libera al ovocito de segundo orden, este óvulo va a las trompas de Falopio que son unos tubos con el final abierto y como deshilachado pero que nunca toca al ovario. El óvulo se mueve por la trompas de Falopio debido a movimientos de la trompa de Falopio y algunos cilios que tiene y llega a una dilatación de la trompa, la ampolla. Allí el óvulo queda retenido en espera del espermatozoide.

Si el espermatozoide llega allí se une con el óvulo, se produce la fecundación y se origina la célula huevo que se une a las paredes del útero, las cuales están esponjosas, produciéndose la nidación, allí se desarrolla la placenta y el cigoto va formándose.

Si no hay fecundación el ovocito sigue y las escamas se desprenden y son expulsadas. El útero repone sus paredes y vuelve a madurar un ovario.

• Macho

Los espermatozoides maduran en el epidídimo. Una vez maduros salen del epidídimo y son expulsados junto con un líquido que junto con los espermatozoides forma el semen. El semen es expulsado a las vías genitales de la hembra. A veces en el útero, otras en la vagina, en el hombre se deja en el cuello del útero.

Al mismo tiempo que esto ocurre, el útero produce una sustancia mucosa que elimina a los espermatozoides menos aptos. Los espermatozoides remontan el útero y llegan hasta las trompas, que las recorren hasta llegar a la ampolla. Si hay un óvulo es posible la fecundación. Si no lo hay los espermatozoides pueden esperar dos días como mucho en la ampolla.

Al encontrarse con un óvulo, varios espermatozoides lo rodean y colaboran en su penetración abriendo su acrosoma y liberando sustancias líticas que rompen cubiertas del óvulo. Existen unos receptores ovulares que se unen con las proteínas ovuloadherentes de la cubierta del espermatozoide (esto determina que no haya fecundación entre dos especies distintas) cuando el espermatozoide se une se produce la 2ª mitosis de la meiosis y suelta un corpúsculo.

La cubierta del espermatozoide se abre y penetran la cabeza y el cuello. Alrededor del óvulo se forma la membrana de fecundación que impide que entren otros espermatozoides.

El espermatozoide libera su núcleo y la célula queda binucleada, con un pronúcleo masculino y un pronúcleo femenino.

Estos núcleo se aproximan y se fusionan en un acto de cariogamia y se obtiene un solo núcleo diploide. A esta célula diploide se le llama cigoto o célula huevo, que se desarrolla por mitosis para originar un nuevo individuo.

En los mamíferos el cigoto va al útero y se une a las paredes del útero y en ese lugar se forma la placenta y el embrión se alimenta de la madre durante todo su desarrollo. En el resto de animales el desarrollo ocurre dentro del huevo.

• Desarrollo embrionario

Una vez producida la fecundación se desarrolla el embrión que finaliza en el nacimiento. Existen cuatro grupos generales de huevos:

• Oligolecitos o Isolecitos: se da en equinodermos o mamíferos. Son huevos pequeños con un núcleo casi centrado y tienen pocos vitelos distribuidos por todo el huevo.

• Heterolecitos: Se da en moluscos, anélidos, anfibios y algunos peces. Son más grandes que los anteriores y tienen un claro polo vegetativo y un polo animal. El polo animal es más pequeño y el vegetativo está cargado de vitelos formando grumos.

• Telolecitos: Se da en reptiles, aves y algunos peces. Son más grandes y tienen un polo animal pequeñito y todo el polo vegetativo cargado de vitelo.

• Centrolecitos: Se da en insectos. Tienen en la parte central un núcleo con un poco de citoplasma siendo todo lo demás vitelo y en la periferia una capa de citoplasma.

El desarrollo embrionario consta de varias etapas:

• Segmentación:

• Oligolecitos: es una segmentación total e igual. El cigoto se divide longitudinalmente en 2 blastómeros. Después ocurre una división perpendicular a la anterior y se forman 4 blastómeros. Así sucesivamente hasta que se obtiene una masa compacta de células exactamente iguales que forma la mórula. En este proceso no se ha aumentado el tamaño. A continuación los blastómeros se van al exterior y dejan el interior hueco formando la blástula u holoblástula llamándose el hueco interior blastocele.

• Heterolecitos: Segmentación total y desigual. El huevo se divide en 2 blastómeros. La siguiente división es desigual , quedando el polo animal en un lado y el vegetativo en otro. La división en el polo animal es más rápida que en el vegetativo, por lo que aparece una masa de micrómero o microblastómeros en el polo animal y una masa de macrómeros en el vegetativo. A continuación se forma la blástula o celoblástula pero afectando sólo al polo animal. El blastocele queda entre el polo animal y el polo vegetativo.

• Telolecitos: segmentación parcial o discoidal. Es tal la cantidad de vitelo que sólo se fragmenta el polo animal. La mórula está en el polo animal. Al formarse la blástula o discoblástula hay un ahuecamiento en dicho casquete de células.

• Centrolecitos: segmentación periférica o superficial. Se produce una división repetida del núcleo. Los núcleos se desplazan por el vitelo y se introducen en el citoplasma exterior. Se produce un tabicación de este quedando un núcleo en cada espacio. Queda una periblástula sin hueco, pues está rellena de vitelo.

• Morfogénesis

La morfogénesis es similar a los cuatro tipos de huevos. Se produce una gastrulación que da como resultado la gástrula que consiste en que una parte de la blástula se mete hacia el blastocele quedando un ectodermo, que es la parte que está en el exterior, un endodermo, que es la parte que se mete hacia dentro. El hueco que queda es el Arquenterón que es un primitivo tubo digestivo. El blastoporo es la entrada en el tubo digestivo.

Hay especies que aquí interrumpen su desarrollo embrionario, los diblásticos , como son los celenterios y lo poríferos. El resto de los animales son triblásticos, que forman una tercera capa de células llamada mesodermo y se cubre un orificio nuevo en el tubo digestivo. Existen 2 grupos

• Deuterostomados: el nuevo orificio que se abre el la boca, y el blastoporo es el ano. Equinodermos, cordados.

• Protostomados: el nuevo orificio que se forma el ano, y el blastoporo la boca. Anélidos, moluscos.

El mesodermo se forma de dos maneras:

• Enterocelia. Equinodermos y cordados. El mesodermo se forma por multiplicación e invaginación del endodermo, de la parte superior. (disminución del blastocele)

• Esquizocelva: el blastocele se reduce, se multiplican y se dividen las células del endodermo próximos al ectodermo.

Los acelomados son animales en los que el mesodermo forma una masa maciza de células, sin hueco. En el resto de los animales el mesodermo se ahueca y forma el celoma desde donde se forman todos los órganos, son los animales celomados.

• Diferenciación:

Hasta ahora todas las células eran iguales y según la situación de la célula irá cambiando de forma para formar los tejidos y los órganos (organogénesis).

El ectodermo formará la epidermis, los revestimientos de la boca y ano, las glándulas de la piel, el pelo, las uñas, los cuernos, las pezuñas, el sistema nerviosos y los ojos, oídos y nariz.

El endodermo formará el tubo digestivo, el hígado, el páncreas, los pulmones, las branquias, las vías respiratorias, el tiroides, la vejiga y la uretra.

El mesodermo formará el resto del aparato excretor, el aparato circulatorio, el aparato reproductor, el cartílago, los huesos y los músculos

• Crecimiento

El crecimiento consiste en un aumento de tamaño por el aumento del tamaño de las células y por mitosis hasta que la cría nace y sigue creciendo hasta completar la maduración de los órganos sexuales.

El embrión puede desarrollarse en distintos lugares dependiendo de la especie a la que pertenezca:

• Ovíparo: el embrión se desarrolla dentro de un hueco fuera del cuerpo de la madre. Se da en animales de fecundación interna y externa.

• Ovovivíparos: el embrión se desarrolla en un huevo pero que se encuentra dentro de la madre. Reptiles.

• Vivíparos: el embrión se desarrolla dentro del cuerpo del a madre y se alimenta de ella. Mamíferos.

El desarrollo puede ser directo o indirecto

• Directo: configuración casi igual que la del adulto. Telolecitos (mucho vitelo o alimentación a partir de la madre)

• Indirecto: el individuo es distinto del adulto, de diferente nicho ecológico y experimenta una metamorfosis para convertirse en adulto. Son individuos que no pueden alimentarse de la madre y además tienen poco vitelo por lo que no pueden completar su maduración.

• Intervención humana en la reproducción

Desde siempre el hombre ha intervenido en la reproducción de su ganada para obtener cruces de razas que dieran mayor rendimiento. En la actualidad los nuevos descubrimientos permiten utilizar técnicas de grandes ventajas y grandes conflictos:

• Inseminación artificial: se utiliza en casi toda ganadería. Consiste en extraer y congelar el semen para poder fecundar a la hembra sin necesidad de que esté allí el macho. Así se puede fecundar al mismo tiempo muchas hembras, y se abaratan costes de desplazamiento y aduana.

• Transferencia de embriones: consiste en que una hembra gesta un embrión o concebido por ella. Se extrae el embrión antes de la nidación y se pone en otra hembra. Así se puede reproducir las características de una hembra sin el retraso ni el desgaste que supone el embarazo.

• Crioconservación: consiste en extraer en estado de mórula el embrión y congelarlo a -123º C en glicerina y envuelto en nitrógeno líquido para después poder implantarlo en la hembra en el momento preciso o necesario.

• Planificación familiar

• Métodos naturales: son los métodos en los que no interviene ningún objeto o compuesto químico. Son los aceptados por los putos curas. Son de una ineficacia tremenda.

• Mujer: método Ogino.

• Hombre: marcha atrás.

• Métodos hormonales: Estos métodos consisten en administrar hormonas que:

• Impiden que la hipófisis produzca foliculoestimulina, por lo que no hay ovulación.

• Impiden el paso de espermatozoides por producción de un moco muy denso.

• Modifican las paredes del útero que impide la nidación.

• Los métodos masculinos hacen que los espermatozoides no maduren o no se produzcan.

La fiabilidad de estos productos es muy alta, pero deben ser administrados bajo control médico pues sus puede tener graves efectos secundarios y su administración es personal.

• Método intrauterino (DIU): consiste en una espiral de sustancia plástica dura que se introduce en el útero e impide la nidación del embrión. Son muy fiables y buenos para un tiempo dilatado, debe ser colocado por el médico y acudir a revisiones. Si se soporta no tiene efectos secundarios.

• Métodos de barrera: impiden la llegada del espermatozoide al óvulo.

• Femenino: es el diafragma, que consiste en un aro plástico con una membrana que se coloca en la parte alta de la vagina e impide la entrada del espermatozoide.

• Masculino: es el preservativo, que consiste en una funda de látex que cubre al pene y recoge el semen.

Son métodos de alta fiabilidad con una buena colocación, además, el condón impide la transmisión de ETS. A veces se utiliza acompañado de métodos químicos.

• Métodos químicos: consisten en espermicidas que se aplican directamente en la vagina. Son de fiabilidad alta y se suelen acompañar de métodos de barrera. Tienen un efecto corto.

• Métodos quirúrgicos: consisten en operaciones quirúrgicas y son de fiabilidad casi absoluta.

• Femenino: consiste en una ligadura de trompas que impide la salida del óvulo y la entrada del espermatozoide. Por lo demás la vida de la mujer es igual.

• Masculino: consiste en la vasectomía, una sección que se hace en conducto deferente y hace que no se liberen espermatozoides, en la mayoría de los casos es reversible.

Para calcular la efectividad de estos métodos se utiliza el método de Peall que indica el porcentaje de embarazos por cada 100 mujeres fértiles utilizándolos durante un año.