La fertilización o fertilización (ver diferencias ortográficas ), también conocida como fertilización generativa , singamia e impregnación , [1] es la fusión de gametos para dar lugar a un nuevo organismo individual o descendencia e iniciar su desarrollo. Los procesos como la inseminación o la polinización que ocurren antes de la fusión de los gametos también se denominan a veces de manera informal fertilización. [2] El ciclo de fertilización y desarrollo de nuevos individuos se llama reproducción sexual . Durante la doble fertilización enangiospermas el gameto masculino haploide se combina con dos núcleos polares haploides para formar un núcleo de endospermo primario triploide mediante el proceso de fertilización vegetativa.
En la Antigüedad, Aristóteles concibió la formación de nuevos individuos mediante la fusión de fluidos masculinos y femeninos, con forma y función emergiendo gradualmente, en un modo llamado por él como epigenético . [3]
En 1784, Spallanzani estableció la necesidad de interacción entre el óvulo de la hembra y el esperma del macho para formar un cigoto en las ranas. [4] En 1827, von Baer observó por primera vez un huevo de mamífero therian . [3] Oscar Hertwig (1876), en Alemania, describió la fusión de núcleos de espermatozoides y de óvulos de erizo de mar . [4]
La evolución de la fecundación está relacionada con el origen de la meiosis , ya que ambas forman parte de la reproducción sexual , originada en eucariotas . Hay dos teorías contradictorias sobre cómo surgió la pareja meiosis-fertilización. Una es que evolucionó a partir del sexo procariota ( recombinación bacteriana ) a medida que los eucariotas evolucionaron a partir de procariotas. [ cita requerida ] La otra es que la mitosis originó la meiosis. [5]
Los gametos que participan en la fertilización de las plantas son el esperma (macho) y el óvulo (hembra). Varias familias de plantas tienen diferentes métodos mediante los cuales los gametos producidos por los gametofitos masculinos y femeninos se unen y son fertilizados. En las plantas terrestres Bryophyte , la fertilización del esperma y el óvulo tiene lugar dentro del archegonium . En las plantas con semillas , el gametofito masculino se llama grano de polen . Después de la polinización , el grano de polen germina y un tubo polínico crece y penetra en el óvulo a través de un poro diminuto llamado micropilo.. Los espermatozoides se transfieren desde el polen a través del tubo polínico hasta el óvulo donde se fertiliza el óvulo. En las plantas con flores , se liberan dos espermatozoides del grano de polen y un segundo evento de fertilización involucra al segundo espermatozoide y la célula central del óvulo, que es un segundo gameto femenino. [ cita requerida ]
A diferencia del esperma animal que es móvil, el esperma vegetal es inmóvil y depende del tubo polínico para llevarlo al óvulo donde se libera el esperma. [6] El tubo polínico penetra el estigma y se alarga a través de la matriz extracelular del estilo antes de llegar al ovario. Luego, cerca del receptáculo, atraviesa el óvulo a través del micropilo (una abertura en la pared del óvulo) y el tubo polínico "irrumpe" en el saco embrionario, liberando esperma. [7] Se creía que el crecimiento del tubo polínico dependía de señales químicas del pistilo; sin embargo, estos mecanismos no se entendían bien hasta 1995. El trabajo realizado en plantas de tabaco reveló una familia de glicoproteínasllamadas proteínas TTS que mejoran el crecimiento de los tubos polínicos. [7] Crecieron tubos polínicos en un medio de germinación de polen sin azúcar y en un medio con proteínas TTS purificadas. Sin embargo, en el medio TTS, los tubos crecieron a una tasa 3 veces mayor que la del medio sin azúcar. [7] Las proteínas TTS también se colocaron en varias ubicaciones de pistilos polinizados semi in vevo , y se observó que los tubos polínicos se extendían inmediatamente hacia las proteínas. Las plantas transgénicas que carecen de la capacidad de producir proteínas TTS exhibieron un crecimiento del tubo polínico más lento y una fertilidad reducida. [7]