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Ciclo de vida de un mosquito . Un adulto (imago) pone huevos que se desarrollan a través de varias etapas hasta la edad adulta. La reproducción completa y perpetúa el ciclo.
Ciclo de vida del parásito unicelular Babesia .

En biología , un ciclo de vida biológico (o simplemente ciclo de vida o ciclo de vida cuando el contexto biológico es claro) es una serie de cambios en la forma que experimenta un organismo, volviendo al estado inicial. "El concepto está estrechamente relacionado con los de historia de vida, desarrollo y ontogenia , pero se diferencia de ellos en el énfasis en la renovación". [1] [2] Las transiciones de forma pueden involucrar crecimiento, reproducción asexual o reproducción sexual .

En algunos organismos, diferentes "generaciones" de la especie se suceden durante el ciclo de vida. Para las plantas y muchas algas , hay dos etapas multicelulares y el ciclo de vida se conoce como alternancia de generaciones . El término historia de vida se usa a menudo, particularmente para organismos como las algas rojas que tienen tres estadios multicelulares (o más), en lugar de dos. [3]

Los ciclos de vida que incluyen la reproducción sexual implican la alternancia de etapas haploides ( n ) y diploides (2 n ), es decir, se trata de un cambio de ploidía . Para volver de una etapa diploide a una etapa haploide, debe ocurrir la meiosis . En cuanto a los cambios de ploidía , existen 3 tipos de ciclos:

  • ciclo de vida haplóntico - la etapa haploide es multicelular y la etapa diploide es una sola célula, la meiosis es "cigótica".
  • ciclo de vida diplóntico - la etapa diploide es multicelular y se forman gametos haploides , la meiosis es "gamética".
  • ciclo de vida haplodiplóntico (también conocido como ciclo de vida diplohaplóntico , diplobiónico o dibiónico ) - ocurren etapas multicelulares diploides y haploides, la meiosis es "espórica".

Los ciclos difieren en el momento en que ocurre la mitosis (crecimiento). La meiosis cigótica y la meiosis gamética tienen una etapa mitótica: la mitosis ocurre durante la fase n en la meiosis cigótica y durante la fase 2 n en la meiosis gamética. Por lo tanto, la meiosis cigótica y gamética se denominan colectivamente "haplobiónica" (fase mitótica única, que no debe confundirse con haplóntica). La meiosis espórica, por otro lado, tiene mitosis en dos etapas, las etapas diploide y haploide, denominadas "diplobiónicas" (no confundir con diplóntica).

Descubrimiento [ editar ]

El estudio de la reproducción y el desarrollo de los organismos fue realizado por muchos botánicos y zoólogos.

Wilhelm Hofmeister demostró que la alternancia de generaciones es una característica que une a las plantas y publicó este resultado en 1851 (ver sexualidad de las plantas ).

Algunos términos (haplobiont y diplobiont) utilizados para la descripción de los ciclos de vida fueron propuestos inicialmente para las algas por Nils Svedelius, y luego se utilizaron para otros organismos. [4] [5] Karl Gottlieb Grell introdujo otros términos (autogamia y gamontogamia) utilizados en los ciclos de vida de los protistas . [6] La descripción de los complejos ciclos de vida de varios organismos contribuyó a refutar las ideas de generación espontánea en las décadas de 1840 y 1850. [7]

Ciclo de vida haplóntico [ editar ]

Meiosis cigótica

Una meiosis cigótica es una meiosis de un cigoto inmediatamente después de la cariogamia , que es la fusión de dos núcleos celulares . De esta forma, el organismo finaliza su fase diploide y produce varias células haploides. Estas células se dividen mitóticamente para formar individuos multicelulares más grandes o más células haploides. Dos tipos opuestos de gametos (p. Ej., Masculino y femenino) de estos individuos o células se fusionan para convertirse en un cigoto.

En todo el ciclo, los cigotos son la única célula diploide; La mitosis ocurre solo en la fase haploide.

Los individuos o células como resultado de la mitosis son haplontos, por lo que este ciclo de vida también se denomina ciclo de vida haplóntico. Los haplontos son:

  • En archaeplastidans : algunas algas verdes (p. Ej., Chlamydomonas , Zygnema , Chara ) [8]
  • En stramenopiles : algunas algas doradas [8]
  • En alveolatos : muchos dinoflagelados , p. Ej., Ceratium, Gymnodinium, algunos apicomplexanos (p. Ej., Plasmodium ) [9]
  • En rizarios : algunos euglyphids , [10] ascetosporeans
  • En excavaciones : algunos parabasálidos [11]
  • En amebozoos : Dictyostelium [8]
  • En opistocontes : la mayoría de los hongos (algunos quítridos , zigomicetos , algunos ascomicetos , basidiomicetos ) [8] [12] : 15

Ciclo de vida diplomático [ editar ]

Meiosis gamética

En la meiosis gamética, en lugar de dividirse meióticamente inmediatamente para producir células haploides, el cigoto se divide mitóticamente para producir un individuo diploide multicelular o un grupo de células diploides más unicelulares. Las células de los individuos diploides luego se someten a meiosis para producir células haploides o gametos . Las células haploides pueden volver a dividirse (por mitosis) para formar más células haploides, como en muchas levaduras, pero la fase haploide no es la fase predominante del ciclo de vida. En la mayoría de los diplontos, la mitosis ocurre solo en la fase diploide, es decir, los gametos generalmente se forman rápidamente y se fusionan para producir cigotos diploides.

En todo el ciclo, los gametos suelen ser las únicas células haploides y la mitosis suele ocurrir solo en la fase diploide.

El individuo multicelular diploide es un diploma, por lo que una meiosis gamética también se denomina ciclo de vida diplomático. Los Diplonts son:

  • En archaeplastidans : algunas algas verdes (p. Ej., Cladophora glomerata , [13] Acetabularia [8] )
  • En stramenopiles : algunas algas pardas (las Fucales , sin embargo, su ciclo de vida también se puede interpretar como fuertemente heteromórfico-diplohaplóntico, con una fase gametofita muy reducida, como en las plantas con flores ), [12] : 207 algunas xantofitas (p. Ej., Vaucheria ), [12] : 124 la mayoría de las diatomeas , [11] algunos oomicetos (p. Ej., Saprolegnia , Plasmopara viticola ), [8] opalinas , [11] algunos " heliozoos"(p. ej., Actinophrys , Actinosphaerium ) [11] [14]
  • En alveolados : ciliados [11]
  • En excavaciones : algunos parabasálidos [11]
  • En opistocontes : animales , algunos hongos (p. Ej., Algunos ascomicetos ) [8]

Ciclo de vida haplodiplóntico [ editar ]

Meiosis espórica

En la meiosis espórica (también conocida comúnmente como meiosis intermedia), el cigoto se divide mitóticamente para producir un esporofito diploide multicelular . El esporofito crea esporas a través de la meiosis que luego también se dividen mitóticamente produciendo individuos haploides llamados gametofitos . Los gametofitos producen gametos a través de la mitosis. En algunas plantas, el gametofito no solo es de tamaño pequeño sino también de corta duración; en otras plantas y muchas algas, el gametofito es la etapa "dominante" del ciclo de vida.

Los haplodiplontos son:

  • En archaeplastidans : algas rojas (que tienen dos generaciones de esporofitos), algunas algas verdes (p. Ej., Ulva ), plantas terrestres [8]
  • En stramenopiles : la mayoría de las algas pardas [8]
  • En rizarios : muchos foraminíferos , [11] plasmodioforomicetos [8]
  • En amebozoos : mixogástridos
  • En opistocontes : algunos hongos (algunos quítridos , algunos ascomicetos como la levadura de cerveza ) [8]
  • Otros eucariotas: haptofitos [11]

Algunos animales tienen un sistema de determinación del sexo llamado haplodiploide , pero esto no está relacionado con el ciclo de vida haplodiplóntico.

Meiosis vegetativa [ editar ]

Algunas algas rojas (como Bonnemaisonia [15] y Lemanea ) y algas verdes (como Prasiola ) tienen meiosis vegetativa, también llamada meiosis somática, que es un fenómeno poco común. [12] : 82 La meiosis vegetativa puede ocurrir en ciclos de vida haplodiplónticos y también diplónticos. Los gametofitos permanecen adheridos y forman parte del esporofito. Las células diploides vegetativas (no reproductivas) se someten a meiosis y generan células haploides vegetativas. Estos sufren muchas mitosis y producen gametos.

Un fenómeno diferente, llamado diploidización vegetativa, un tipo de apomixis , ocurre en algunas algas pardas (p. Ej., Elachista stellaris ). [16] Las células de una parte haploide de la planta duplican espontáneamente sus cromosomas para producir tejido diploide.

Ciclo de vida de los parásitos [ editar ]

Los parásitos dependen de la explotación de uno o más huéspedes . Se dice que aquellos que deben infectar a más de una especie hospedadora para completar sus ciclos de vida tienen ciclos de vida complejos o indirectos, mientras que aquellos que infectan a una sola especie tienen ciclos de vida directos.

Si un parásito tiene que infectar a un huésped dado para completar su ciclo de vida, entonces se dice que es un parásito obligado de ese huésped; a veces, la infección es facultativa: el parásito puede sobrevivir y completar su ciclo de vida sin infectar a esa especie hospedadora en particular. Los parásitos a veces infectan huéspedes en los que no pueden completar su ciclo de vida; estos son hosts accidentales.

Un huésped en el que los parásitos se reproducen sexualmente se conoce como huésped definitivo, final o primario. En los huéspedes intermediarios, los parásitos no se reproducen o lo hacen asexualmente, pero el parásito siempre se desarrolla a una nueva etapa en este tipo de huésped. En algunos casos, un parásito infectará a un huésped, pero no experimentará ningún desarrollo, estos huéspedes se conocen como paraténicos [17] o huéspedes de transporte. El hospedador paraténico puede ser útil para aumentar la posibilidad de que el parásito se transmita al hospedador definitivo. Por ejemplo, el gusano pulmonar del gato ( Aelurostrongylus abstrusus) utiliza una babosa o un caracol como huésped intermedio; la larva de la primera etapa ingresa al molusco y se desarrolla hasta la larva de la tercera etapa, que es infecciosa para el huésped definitivo: el gato. Si un ratón se come la babosa, la larva de la tercera etapa entrará en los tejidos del ratón, pero no experimentará ningún desarrollo.

Ciclo de vida del apicomplexan , Babesia

Evolución [ editar ]

El tipo primitivo de ciclo de vida probablemente tenía individuos haploides con reproducción asexual. [11] Las bacterias y arqueas exhiben un ciclo de vida como este, y algunos eucariotas aparentemente también lo hacen (por ejemplo, Cryptophyta , Choanoflagellata , muchos Euglenozoa , muchos Amoebozoa , algunas algas rojas, algunas algas verdes , los hongos imperfectos , algunos rotíferos y muchos otros grupos , no necesariamente haploide). [18] Sin embargo, estos eucariotas probablemente no son primitivamente asexuales, pero han perdido su reproducción sexual, o simplemente no se ha observado todavía. [19] [20]Muchos eucariotas (incluidos animales y plantas) exhiben reproducción asexual , que puede ser facultativa u obligada en el ciclo de vida, y la reproducción sexual ocurre con mayor o menor frecuencia. [21]

Ver también [ editar ]

  • Alternancia de generaciones  - Ciclo reproductivo de plantas y algas
  • Apomixis  : reemplazo de la reproducción sexual normal por reproducción asexual, sin fertilización
  • Haplodiploidía  : sistema biológico en el que el sexo está determinado por el número de conjuntos de cromosomas.
  • Ciclo  parasexual: mecanismo no sexual para transferir material genético sin meiosis
  • Partenogénesis  : forma natural de reproducción asexual en la que el crecimiento y el desarrollo de los embriones ocurren sin fertilización.
  • Biología reproductiva  : rama de la biología que estudia la reproducción.
  • Recombinación mitótica

Referencias [ editar ]

  1. ^ Graham Bell y Vassiliki Koufopanou (1991). "La arquitectura del ciclo de vida en pequeños organismos". Transacciones filosóficas: ciencias biológicas . 332 (1262): 81–89. doi : 10.1098 / rstb.1991.0035 . JSTOR  55494 .
  2. ^ Rodrigues, Juliany Cola Fernandes; Godinho, Joseane Lima Prado; de Souza, Wanderley (2014). "Biología de tripanosomátidos patógenos humanos: epidemiología, ciclo de vida y ultraestructura". Proteínas y proteómica de Leishmania y Trypanosoma . Bioquímica subcelular. Springer Holanda. 74 : 1-42. doi : 10.1007 / 978-94-007-7305-9_1 . ISBN 978-94-007-7304-2. PMID  24264239 .
  3. ^ Dixon, PS 1973. Biología de la Rhodophyta. Oliver y Boyd. ISBN 0 05 002485 X 
  4. C. Skottsberg (1961), "Nils Eberhard Svedelius. 1873-1960", Memorias biográficas de los miembros de la Royal Society , 7 : 294-312, doi : 10.1098 / rsbm.1961.0023
  5. ^ Svedelius, N. 1931. Fases nucleares y alternancia en las Rhodophyceae. En: Beihefte zum Botanischen Centralblatt. Banda 48/1: 38-59.
  6. ^ L. Margulis (1996), "Fusiones de arqueas y eubacterias en el origen de Eukarya: clasificación filogenética de la vida", PNAS , 93 (3): 1071-1076, doi : 10.1073 / pnas.93.3.1071 , PMC 40032 , PMID 8577716  
  7. ^ Moselio Schaechter (2009). Enciclopedia de Microbiología . Prensa académica. Volumen 4, pág. 85.
  8. ^ a b c d e f g h i j k Díaz González, TE, C. Fernandez-Carvajal Alvarez & JA Fernández Prieto. (2004). Curso de Botánica . Gijón: Trea. Material en línea: Botánica: Ciclos biológicos de vegetales . Departamento de Biología de Organismos y Sistemas, Universidad de Oviedo.
  9. ^ Sinden, RE; Hartley, RH "Identificación de la división meiótica de los parásitos de la malaria". The Journal of Protozoology .
  10. ^ Lahr DJ, Parfrey LW, Mitchell EA, Katz LA, Lara E (julio de 2011). "La castidad de las amebas: reevaluación de la evidencia de sexo en organismos ameboides" . Proc. Biol. Sci . 278 (1715): 2083–6. doi : 10.1098 / rspb.2011.0289 . PMC 3107637 . PMID 21429931 .  
  11. ↑ a b c d e f g h i Ruppert, EE, Fox, RS y Barnes, RD (2004). Zoología de invertebrados: un enfoque evolutivo funcional . Belmont, CA: Thomas-Brooks / Cole, p. 26.
  12. ↑ a b c d van den Hoek, C., DG Mann y HM Jahns (1995). Algas: una introducción a la psicología . Cambridge University Press (623 págs.).
  13. ^ OP Sharma. Libro de texto de algas, pág. 189
  14. ^ Bell, G. (1989). Sexo y muerte en protozoos . Cambridge University Press, pág. 11, [1] .
  15. ^ Salvador Soler, Noemi; Gómez Garreta, Amelia; Antonia Ribera Siguan, M. (1 de agosto de 2009). "Meiosis somática en la historia de vida de Bonnemaisonia asparagoides y Bonnemaisonia clavata (Bonnemaisoniales, Rhodophyta) de la península Ibérica". Revista europea de psicología . 44 (3): 381–393. doi : 10.1080 / 09670260902780782 .
  16. ^ Lewis, RJ (1996). "Cromosomas de las algas pardas". Phycologia . 35 (1): 19–40. doi : 10.2216 / i0031-8884-35-1-19.1 .
  17. ^ Schmidt y Roberts. 1985. Fundamentos de Parasitología 3ª Ed. Times Mirror / Mosby College Publishing
  18. ^ Heywood, P .; Magee, PT (1976). "Meiosis en protistas. Algunos aspectos estructurales y fisiológicos de la meiosis en algas, hongos y protozoos" . Revisiones bacteriológicas . 40 (1): 190–240. doi : 10.1128 / mmbr.40.1.190-240.1976 . PMC 413949 . PMID 773364 .  
  19. ^ Shehre-Banoo Malik; Arthur W. Pightling; Lauren M. Stefaniak; Andrew M. Schurko y John M. Logsdon Jr (2008). "Un inventario ampliado de genes meióticos conservados proporciona pruebas de sexo en Trichomonas vaginalis " . PLoS ONE . 3 (8): e2879. Código Bibliográfico : 2008PLoSO ... 3.2879M . doi : 10.1371 / journal.pone.0002879 . PMC 2488364 . PMID 18663385 .  
  20. Speijer, D .; Lukeš, J .; Eliáš, M. (2015). "El sexo es un atributo omnipresente, antiguo e inherente de la vida eucariota" . PNAS . 112 (29): 8827–8834. doi : 10.1073 / pnas.1501725112 . PMC 4517231 . PMID 26195746 .  
  21. ^ Schön, I .; Martens, K .; van Dijk, P. (2009). Sexo perdido: la biología evolutiva de la partenogénesis . Saltador. ISBN 9789048127702.

Lectura adicional [ editar ]

  • Ciclos de vida: reflexiones de un biólogo evolutivo. John Tyler Bonner. Princeton University Press, Princeton (Nueva Jersey).
  • Valero, M. (1992). "Evolución de la alternancia de fases haploides y diploides en los ciclos de vida". Tendencias en Ecología y Evolución . 7 (1): 25-29. doi : 10.1016 / 0169-5347 (92) 90195-h . PMID  21235940 .
  • Mable, B .; Otto, S. (1998). "La evolución de los ciclos de vida con fase haploide y diploide" (PDF) . BioEssays . 20 (6): 453–462. doi : 10.1002 / (sici) 1521-1878 (199806) 20: 6 <453 :: aid-bies3> 3.0.co; 2-n .