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 en las angiospermas, 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.
Historia
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 teriano . [3] Oscar Hertwig (1876), en Alemania, describió la fusión de núcleos de espermatozoides y de óvulos de erizo de mar . [4]
Evolución
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]
Fertilización en plantas
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 briófitas , 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 fecunda 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.
Crecimiento del tubo polínico
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 espermatozoides. [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 glicoproteínas llamadas proteínas TTS que mejoraban 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 los 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]
Ruptura del tubo polínico
Se ha demostrado que la ruptura del tubo polínico para liberar espermatozoides en Arabidopsis depende de una señal del gametofito femenino. Las proteínas específicas llamadas proteína quinasas FER presentes en el óvulo controlan la producción de derivados altamente reactivos del oxígeno llamados especies reactivas de oxígeno (ROS). Se ha demostrado que los niveles de ROS a través de GFP son más altos durante las etapas florales, cuando el óvulo es más receptivo a los tubos polínicos, y más bajos durante los tiempos de desarrollo y después de la fertilización. [6] Altas cantidades de ROS activan los canales de iones de calcio en el tubo polínico, lo que hace que estos canales absorban iones de calcio en grandes cantidades. Este aumento de la absorción de calcio hace que el tubo polínico se rompa y libere su esperma en el óvulo. [6] Los ensayos de alimentación con pistilo en los que las plantas fueron alimentadas con cloruro de difenil yodonio (DPI) suprimieron las concentraciones de ROS en Arabidopsis , lo que a su vez evitó la rotura del tubo polínico. [6]
Briófitas
Bryophyte es un nombre tradicional que se utiliza para referirse a todos los embriofitos (plantas terrestres) que no tienen tejido vascular verdadero y, por lo tanto, se denominan "plantas no vasculares". Algunas briofitas tienen tejidos especializados para el transporte de agua; sin embargo, dado que no contienen lignina, no se consideran tejido vascular verdadero.
Helechos
Un helecho es miembro de un grupo de aproximadamente 12.000 especies de plantas vasculares que se reproducen a través de esporas y no tienen semillas ni flores. Se diferencian de los musgos por ser vasculares (es decir, tener vasos conductores de agua). Tienen tallos y hojas, como otras plantas vasculares. La mayoría de los helechos tienen lo que se llama cabezas de violín que se expanden en frondas, cada una de las cuales está delicadamente dividida.
Gimnospermas
Las gimnospermas son un grupo de plantas productoras de semillas que incluye coníferas, cícadas , ginkgo y gnetales . El término "gimnosperma" proviene de la palabra compuesta griega γυμνόσπερμος (γυμνός gymnos, "desnudo" y σπέρμα esperma, "semilla"), que significa "semillas desnudas", después de la condición no cerrada de sus semillas (llamadas óvulos en su estado no fertilizado). Su condición desnuda contrasta con las semillas y los óvulos de las plantas con flores (angiospermas), que están encerrados dentro de un ovario. Las semillas de gimnospermas se desarrollan en la superficie de las escamas u hojas, a menudo modificadas para formar conos, o al final de tallos cortos como en el ginkgo.
Plantas floreciendo
Después de ser fertilizado, el ovario comienza a hincharse y convertirse en fruto . [8] Con frutas de semillas múltiples, se necesitan múltiples granos de polen para la singamia con cada óvulo. El crecimiento del tubo polínico está controlado por el citoplasma vegetativo (o del tubo). Las enzimas hidrolíticas son secretadas por el tubo polínico que digieren el tejido femenino a medida que el tubo crece por el estigma y el estilo; el tejido digerido se utiliza como fuente de nutrientes para el tubo polínico a medida que crece. Durante el crecimiento del tubo polínico hacia el ovario, el núcleo generativo se divide para producir dos núcleos de espermatozoides separados (número haploide de cromosomas) [9] , por lo que un tubo polínico en crecimiento contiene tres núcleos separados, dos espermatozoides y un tubo. [10] Los espermatozoides están interconectados y son dimórficos, el grande, en varias plantas, también está vinculado al núcleo del tubo y los espermatozoides interconectados y el núcleo del tubo forman la "unidad germinal masculina". [11]
La doble fertilización es el proceso en las angiospermas (plantas con flores) en el que dos espermatozoides de cada tubo polínico fertilizan dos células en un gametofito femenino (a veces llamado saco embrionario) que se encuentra dentro de un óvulo. Una vez que el tubo polínico entra en el gametofito, el núcleo del tubo polínico se desintegra y se liberan los dos espermatozoides; uno de los dos espermatozoides fertiliza el óvulo (en la parte inferior del gametofito cerca del micropilo), formando un cigoto diploide (2n) . Este es el punto en el que realmente ocurre la fertilización; la polinización y la fertilización son dos procesos separados. El núcleo del otro espermatozoide se fusiona con dos núcleos polares haploides (contenidos en la célula central) en el centro del gametofito. La célula resultante es triploide (3n). Esta célula triploide se divide a través de la mitosis y forma el endospermo , un tejido rico en nutrientes , dentro de la semilla .
Los dos núcleos maternos de células centrales (núcleos polares) que contribuyen al endospermo surgen por mitosis del único producto meiótico que también dio lugar al óvulo. Por tanto, la contribución materna a la constitución genética del endospermo triploide es el doble que la del embrión.
Una especie primitiva de planta con flores, Nuphar polysepala , tiene endospermo diploide, resultado de la fusión de un espermatozoide con uno, en lugar de dos, núcleos maternos. Se cree que al principio del desarrollo de los linajes de angiospermas, hubo una duplicación en este modo de reproducción, produciendo gametofitos femeninos de siete / ocho núcleos y endospermas triploides con una proporción de genoma materno / paterno de 2: 1. [12]
En muchas plantas, el desarrollo de la pulpa del fruto es proporcional al porcentaje de óvulos fertilizados. Por ejemplo, con la sandía , se deben distribuir alrededor de mil granos de polen y distribuirlos uniformemente en los tres lóbulos del estigma para hacer una fruta de tamaño y forma normales.
La fertilización cruzada y la autofertilización representan diferentes estrategias con diferentes beneficios y costos. Se estima que el 48,7% de las especies de plantas son cruzas forzadas obligadas dioicas o autoincompatibles. [13] También se estima que alrededor del 42% de las plantas con flores exhiben un sistema de apareamiento mixto en la naturaleza. [14]
En el tipo más común de sistema de apareamiento mixto, las plantas individuales producen un solo tipo de flor y los frutos pueden contener autofertilizados, cruzados o una mezcla de tipos de progenie. La transición de la fertilización cruzada a la autofertilización es la transición evolutiva más común en las plantas y se ha producido repetidamente en muchos linajes independientes. [15] Alrededor del 10-15% de las plantas con flores son predominantemente autofertilizantes. [15]
Autopolinización
En circunstancias en las que los polinizadores o las parejas son raros, la autofertilización ofrece la ventaja de la seguridad reproductiva . [15] Por lo tanto, la autofertilización puede resultar en una mejor capacidad de colonización. En algunas especies, la autofecundación ha persistido durante muchas generaciones. Capsella rubéola es una especie autofecundante que se volvió autocompatible hace 50.000 a 100.000 años. [16] Arabidopsis thaliana es una planta predominantemente autofertilizante con una tasa de cruzamiento en el medio silvestre de menos del 0,3%; [17] un estudio sugirió que la autofecundación evolucionó hace aproximadamente un millón de años o más en A. thaliana . [18] En plantas autofertilizantes establecidas desde hace mucho tiempo, el enmascaramiento de mutaciones deletéreas y la producción de variabilidad genética es poco frecuente y, por lo tanto, es poco probable que proporcione un beneficio suficiente durante muchas generaciones para mantener el aparato meiótico. En consecuencia, uno podría esperar que la autofertilización sea reemplazada en la naturaleza por una forma de reproducción asexual ameiótica que sería menos costosa. Sin embargo, la persistencia real de la meiosis y la autofertilización como una forma de reproducción en plantas autofertilizantes establecidas desde hace mucho tiempo puede estar relacionada con el beneficio inmediato de la reparación recombinacional eficiente del daño del ADN durante la formación de células germinales proporcionada por la meiosis en cada generación. [ cita requerida ]
Fertilización en animales
La mecánica de la fertilización se ha estudiado ampliamente en erizos de mar y ratones. Esta investigación aborda la cuestión de cómo se encuentran el espermatozoide y el óvulo apropiado y cómo sólo un espermatozoide entra en el óvulo y entrega su contenido. Hay tres pasos para la fertilización que garantizan la especificidad de la especie:
- Quimiotaxis
- Activación espermática / reacción acrosómica
- Adhesión de esperma / óvulo
Interna frente a externa
La consideración de si un animal (más específicamente un vertebrado) usa fertilización interna o externa a menudo depende del método de nacimiento. Los animales ovíparos que ponen huevos con cáscaras gruesas de calcio, como las gallinas , o cáscaras coriáceas gruesas generalmente se reproducen a través de la fertilización interna, de modo que los espermatozoides fertilizan el óvulo sin tener que atravesar la capa terciaria gruesa y protectora del huevo. Los animales ovovivíparos y vivíparos también utilizan la fertilización interna. Es importante tener en cuenta que, aunque algunos organismos se reproducen a través de amplexus , aún pueden utilizar la fertilización interna, como ocurre con algunas salamandras. Las ventajas de la fertilización interna incluyen: desperdicio mínimo de gametos; mayor probabilidad de fertilización individual del huevo, período de tiempo relativamente "más largo" de protección del huevo y fertilización selectiva; muchas hembras tienen la capacidad de almacenar esperma durante períodos prolongados y pueden fertilizar sus óvulos si lo desean.
Los animales ovíparos que producen huevos con membranas terciarias delgadas o sin membranas en absoluto, por otro lado, utilizan métodos de fertilización externa. Estos animales pueden denominarse ovulíparos con más precisión. [19] Las ventajas de la fertilización externa incluyen: contacto y transmisión mínimos de fluidos corporales; disminuir el riesgo de transmisión de enfermedades y una mayor variación genética (especialmente durante los métodos de fertilización externa de desove al voleo).
Erizos de mar
Los espermatozoides encuentran los óvulos mediante quimiotaxis , un tipo de interacción ligando / receptor. Resact es un péptido de 14 aminoácidos purificado de la capa gelatinosa de A. punctulata que atrae la migración de los espermatozoides.
Después de encontrar el óvulo, los espermatozoides penetran en la capa gelatinosa a través de un proceso llamado activación de los espermatozoides. En otra interacción ligando / receptor, un componente oligosacárido del óvulo se une y activa un receptor en el esperma y provoca la reacción acrosómica . Las vesículas acrosómicas de los espermatozoides se fusionan con la membrana plasmática y se liberan. En este proceso, las moléculas unidas a la membrana de la vesícula acrosómica, como la bindina, quedan expuestas en la superficie de los espermatozoides. Estos contenidos digieren la capa gelatinosa y eventualmente la membrana vitelina. Además de la liberación de vesículas acrosómicas, se produce una polimerización explosiva de la actina para formar un pico delgado en la cabeza del esperma llamado proceso acrosómico .
El esperma se une al óvulo a través de otra reacción de ligando entre los receptores de la membrana vitelina . La proteína de la superficie del esperma se une a un receptor en la membrana vitelina identificado como EBR1.
La fusión de las membranas plasmáticas del espermatozoide y el óvulo probablemente esté mediada por la bindina. En el lugar de contacto, la fusión provoca la formación de un cono de fertilización .
Mamíferos
Los mamíferos fertilizan internamente a través de la cópula . Después de que un hombre eyacula , muchos espermatozoides se mueven hacia la parte superior de la vagina (a través de contracciones de la vagina) a través del cuello uterino y a lo largo del útero para encontrarse con el óvulo. En los casos en que se produce la fecundación, la hembra suele ovular durante un período que se extiende desde horas antes de la cópula hasta unos días después; por lo tanto, en la mayoría de los mamíferos es más común que la eyaculación preceda a la ovulación que viceversa.
Cuando los espermatozoides se depositan en la vagina anterior, no son capaces de fertilización (es decir, no capacitados) y se caracterizan por patrones de motilidad lineal lentos. Esta motilidad, combinada con las contracciones musculares, permite el transporte de espermatozoides hacia el útero y las trompas de Falopio. [20] Existe un gradiente de pH dentro del microambiente del tracto reproductivo femenino, de modo que el pH cerca de la abertura vaginal es más bajo (aproximadamente 5) que el de las trompas de Falopio (aproximadamente 8). [21] La proteína transportadora de calcio sensible al pH específica de los espermatozoides llamada CatSper aumenta la permeabilidad de los espermatozoides al calcio a medida que avanza hacia el tracto reproductivo. La entrada de calcio intracelular contribuye a la capacitación e hiperactivación de los espermatozoides, lo que provoca un patrón de motilidad no lineal más violento y rápido a medida que los espermatozoides se acercan al ovocito. El espermatozoide capacitado y el ovocito se encuentran e interactúan en la ampolla de la trompa de Falopio . La reotaxis, termotaxis y quimiotaxis son mecanismos conocidos que guían a los espermatozoides hacia el óvulo durante la etapa final de la migración de los espermatozoides. [22] Los espermatozoides responden (ver Termotaxis del esperma ) al gradiente de temperatura de ~ 2 ° C entre el oviducto y la ampolla, [23] y se ha confirmado que los gradientes quimiotácticos de progesterona son la señal que emana de las células del cúmulo oóforo que rodean al conejo y al ser humano. ovocitos. [24] Los espermatozoides capacitados e hiperactivados responden a estos gradientes cambiando su comportamiento y avanzando hacia el complejo cúmulo-ovocito. Otras señales quimiotácticas como el formil Met-Leu-Phe (fMLF) también pueden guiar a los espermatozoides. [25]
La zona pelúcida , una capa gruesa de matriz extracelular que rodea el óvulo y es similar al papel de la membrana vitelina en los erizos de mar, une los espermatozoides. A diferencia de los erizos de mar, el esperma se une al óvulo antes de la reacción acrosómica. ZP3 , una glicoproteína en la zona pelúcida, es responsable de la adhesión de óvulos / espermatozoides en ratones. El receptor galactosiltransferasa (GalT) se une a los residuos de N-acetilglucosamina en la ZP3 y es importante para unirse con los espermatozoides y activar la reacción del acrosoma. La ZP3 es suficiente aunque innecesaria para la unión del esperma / óvulo. Existen dos receptores de esperma adicionales: una proteína de 250 kD que se une a una proteína secretada por el oviducto, y SED1, que se une independientemente a la zona. Después de la reacción del acrosoma, se cree que el esperma permanece unido a la zona pelúcida a través de los receptores ZP2 expuestos. Estos receptores se desconocen en ratones, pero se han identificado en cobayas.
En los mamíferos, la unión del espermatozoide al GalT inicia la reacción del acrosoma . Este proceso libera la hialuronidasa que digiere la matriz de ácido hialurónico en las vestiduras alrededor del ovocito. Además, cerca del ovocito se liberan glicosaminoglicanos similares a la heparina (GAG) que promueven la reacción del acrosoma. [26] Sigue la fusión entre las membranas plasmáticas de los ovocitos y los espermatozoides y permite que el núcleo del esperma , el centríolo típico , y el centríolo atípico que está adherido al flagelo , pero no a las mitocondrias , entren en el ovocito. [27] La proteína CD9 probablemente media esta fusión en ratones (el homólogo de unión). El óvulo se " activa " al fusionarse con un solo espermatozoide y, por lo tanto, cambia su membrana celular para evitar la fusión con otros espermatozoides. Los átomos de zinc se liberan durante esta activación. [ cita requerida ]
Este proceso finalmente conduce a la formación de una célula diploide llamada cigoto . El cigoto se divide para formar un blastocisto y, al entrar en el útero, se implanta en el endometrio, comenzando el embarazo . La implantación embrionaria que no está en la pared uterina da como resultado un embarazo ectópico que puede matar a la madre.
En animales como los conejos, el coito induce la ovulación estimulando la liberación de la hormona pituitaria gonadotropina; esta liberación aumenta en gran medida la probabilidad de embarazo.
Humanos
La fertilización en humanos es la unión de un óvulo y un espermatozoide humanos , que generalmente ocurre en la ampolla de la trompa de Falopio , produciendo una célula cigoto , o un óvulo fertilizado, iniciando el desarrollo prenatal . Los científicos descubrieron la dinámica de la fertilización humana en el siglo XIX.
El término concepción comúnmente se refiere al "proceso de quedar embarazada que involucra fertilización o implantación o ambos". [28] Su uso lo convierte en un tema de argumentos semánticos sobre el comienzo del embarazo , típicamente en el contexto del debate sobre el aborto . Tras la gastrulación , que ocurre alrededor de 16 días después de la fecundación, el blastocisto implantado desarrolla tres capas germinales, el endodermo, el ectodermo y el mesodermo, y el código genético del padre se involucra completamente en el desarrollo del embrión; el hermanamiento posterior es imposible. Además, los híbridos interespecies sobreviven solo hasta la gastrulación y no pueden desarrollarse más. Sin embargo, alguna literatura de biología del desarrollo humano se refiere al concepto y tal literatura médica se refiere a los "productos de la concepción" como el embrión posimplantación y sus membranas circundantes. [29] El término "concepción" no se usa generalmente en la literatura científica debido a su definición y connotación variable.
Insectos
Los insectos de diferentes grupos, incluidos los odonata ( libélulas y caballitos del diablo ) y los himenópteros ( hormigas , abejas y avispas ) practican la fertilización retardada. Entre los Odonata, las hembras pueden aparearse con varios machos y almacenar esperma hasta que se pongan los huevos. El macho puede flotar sobre la hembra durante la puesta de huevos (oviposición) para evitar que se aparee con otros machos y reemplace su esperma; en algunos grupos, como los dardos, el macho continúa agarrando a la hembra con sus pinzas durante la puesta de huevos, y la pareja vuela en tándem. [30] Entre los himenópteros sociales, las reinas abejas se aparean solo en vuelos de apareamiento, en un período corto de algunos días; una reina puede aparearse con ocho o más zánganos . Luego almacena el esperma por el resto de su vida, tal vez durante cinco años o más. [31] [32]
Fertilización en hongos
En muchos hongos (excepto quitridios ), como en algunos protistas, la fertilización es un proceso de dos pasos. Primero, los citoplasmas de las dos células de gametos se fusionan (llamado plasmogamia ), produciendo una célula dicariota o heterocariota con múltiples núcleos. Esta célula puede luego dividirse para producir hifas dicarióticas o heterocarióticas . El segundo paso de la fertilización es la cariogamia , la fusión de los núcleos para formar un cigoto diploide.
En los hongos quítridos , la fertilización ocurre en un solo paso con la fusión de gametos, como en animales y plantas.
Fertilización en protistas
Fertilización en protozoos
Hay tres tipos de procesos de fertilización en los protozoos: [33]
- gametogamia;
- autogamia; [34] [35]
- gamontogamia.
Fertilización en algas
La fertilización de las algas se produce por fisión binaria . El pseudópodos se retira primero y el núcleo empieza a dividirse. Cuando se divide el citoplasma, el citoplasma también se divide en dos partes iguales para cada célula hija. Una célula madre produce dos células hijas. Implica el proceso de mitosis .
Fertilización en protistas similares a hongos
Fertilización en hongos. En muchos hongos (excepto quitridios), como en algunos protistas, la fertilización es un proceso de dos pasos. ... En los hongos quítridos , la fecundación ocurre en un solo paso con la fusión de gametos, como en animales y plantas.
Fertilización y recombinación genética
La meiosis da como resultado una segregación aleatoria de los genes que aporta cada padre. Cada organismo parental suele ser idéntico salvo por una fracción de sus genes; por tanto, cada gameto es genéticamente único. En la fertilización, los cromosomas de los padres se combinan. En los seres humanos , (2²² )² = 17,6x10 12 cigotos cromosómicamente diferentes son posibles para los cromosomas no sexuales, incluso asumiendo que no hay cruces cromosómicos . Si el cruce ocurre una vez, entonces en promedio (4²²) ² = 309x10 24 cigotos genéticamente diferentes son posibles para cada pareja, sin considerar que los eventos de cruce pueden tener lugar en la mayoría de los puntos a lo largo de cada cromosoma. Los cromosomas X e Y no experimentan eventos cruzados [ cita requerida ] y, por lo tanto, se excluyen del cálculo. El ADN mitocondrial solo se hereda del progenitor materno.
Los centrosomas del aster y del cigoto del esperma
Poco después de que los espermatozoides se fusionan con el óvulo, los dos centríolos de los espermatozoides forman el primer centrosoma del embrión y el aster de microtúbulos [36] . El centríolo de los espermatozoides, que se encuentra cerca del pronúcleo masculino, recluta proteínas del material pericentriolar del huevo que forman el primer centrosoma del cigoto. [37] Este centrosoma nuclea microtúbulos en forma de estrellas llamados microtúbulos astrales. Los microtúbulos abarcan todo el valium del huevo, lo que permite que el pronúcleo del huevo use los cables para llegar al pronúcleo masculino. A medida que los pronúcleos masculino y femenino se acercan, el centrosoma único se divide en dos centrosomas ubicados en la interfase entre los pronúcleos. Luego, el centrosoma a través de los microtúbulos astrales polariza el genoma dentro de los pronúcleos. [38]
Partenogénesis
Los organismos que normalmente se reproducen sexualmente también pueden reproducirse a través de la partenogénesis , en la que un gameto femenino no fertilizado produce una descendencia viable. Estos descendientes pueden ser clones de la madre o, en algunos casos, diferir genéticamente de ella, pero heredar solo una parte de su ADN. La partenogénesis ocurre en muchas plantas y animales y puede ser inducida en otros a través de un estímulo químico o eléctrico al óvulo. En 2004, investigadores japoneses dirigidos por Tomohiro Kono tuvieron éxito después de 457 intentos de fusionar los óvulos de dos ratones bloqueando ciertas proteínas que normalmente evitarían la posibilidad; el embrión resultante normalmente se convirtió en un ratón. [39]
Alogamia y autogamia
La alogamia , que también se conoce como fertilización cruzada, se refiere a la fertilización de un óvulo de un individuo con el gameto masculino de otro.
La autogamia, que también se conoce como autofecundación, ocurre en organismos hermafroditas como plantas y gusanos planos; allí, dos gametos de un fusible individual.
Otras variantes de reproducción bisexual
Algunas formas de reproducción relativamente inusuales son: [40] [41]
Ginegénesis : un espermatozoide estimula el desarrollo del óvulo sin fertilización ni singamia. Los espermatozoides pueden ingresar al óvulo.
Hibridogénesis : se elimina un genoma para producir huevos haploides.
Meiosis de Canina : (a veces llamada "poliploidía extraña permanente") un genoma se transmite de la manera mendeliana, otros se transmiten clonalmente.
Beneficios de la fertilización cruzada
En general, se cree que el principal beneficio de la fertilización cruzada es evitar la depresión por endogamia . Charles Darwin , en su libro de 1876 The Effects of Cross and Self Fertilization in the Vegetable Kingdom (páginas 466-467) resumió sus hallazgos de la siguiente manera. [42]
“Se ha demostrado en el presente volumen que la descendencia de la unión de dos individuos distintos, especialmente si sus progenitores han sido sometidos a condiciones muy diferentes, tienen una inmensa ventaja en altura, peso, vigor constitucional y fertilidad sobre los autofecundados. descendencia de uno de los mismos padres. Y este hecho es sobradamente suficiente para explicar el desarrollo de los elementos sexuales, es decir, la génesis de los dos sexos ”.
Además, algunos piensan [43] que una ventaja a largo plazo del cruzamiento externo en la naturaleza es una mayor variabilidad genética que promueve la adaptación o la evitación de la extinción (ver Variabilidad genética ).
Ver también
- Fusión celular
- Gorro de concepción
- Dispositivo de concepción
- Esperma femenino
- El desarrollo fetal
- Fertilización en vitro
- Kaguya (ratón)
- Partenogénesis , un tipo de reproducción que no implica fertilización.
- Polinización
- Proembrión
- Pronúcleo
- Superfecundación
- Superfetación
- Rotura de simetría y rotación cortical
Referencias
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enlaces externos
- Video de fertilización (concepción)