Conceptos generales sobre la reproducción

Florencia Correa Fiz
Becaria de Investigación, Departamento de Biología molecular y Bioquímica, Universidad de Málaga

Para la reproducción no es imprescindible el sexo. Los organismos unicelulares pueden reproducirse por simple división mitótica y la mayoría de las plantas lo hacen vegetativamente. Las anémonas y los gusanos de mar pueden dividirse en dos mitades y regenerarse, produciendo la mitad faltante. Aunque esta reproducción asexual es simple y directa, da lugar a una descendencia idéntica al organismo paterno. La reproducción sexual implica en cambio, la mezcla de genomas procedentes de dos individuos y la generación de progenie, que se diferencia entre sí y de sus dos progenitores. Debido a que  la mayoría de plantas y animales ha adoptado la reproducción sexual, ésta debe presentar grandes ventajas frente a la asexual. La razón parece encontrarse en que la redistribución de los genes a través de la reproducción sexual ayuda a la especie a sobrevivir en un ambiente que sufre alteraciones imprevisibles. Así, si un progenitor produce numerosos descendientes, existirá una mayor probabilidad de que como mínimo uno de ellos posea las características necesarias para sobrevivir.

La fecundación es el proceso por el cual dos células sexuales, los gametos, se fusionan formando un zigoto diploide que se desarrollará para generar un nuevo individuo. Este proceso cumple dos funciones importantes, ya que permite la transmisión de genes de padres a hijos, y desencadena en el huevo una serie de reacciones metabólicas que permitirán la iniciación de los procesos que dan lugar al desarrollo embrionario. Aún cuando este proceso varía en detalle de una especie a otra, pueden distinguirse acontecimientos comunes a todos los organismos de reproducción sexual:

I: Contacto y reconocimiento entre gametos, lo que involucra tanto el pasaje de los espermatozoides, la interacción de éstos con las distintas cubiertas extracelulares del ovocito y la puesta en marcha de la reacción acrosómica con la liberación de las enzimas hidrolíticas.

II: Entrada del espermatozoide, que incluye la penetración de las cubiertas del ovocito, la fusión de las membranas, la despolarización de la membrana del ovocito y la reacción cortical, que llevan al bloqueo de la poliespermia.

III: Fusión del material genético de ambas células, regenerando un genoma diploide funcional.

IV: Activación del metabolismo del huevo para comenzar el desarrollo a través de las primeras divisiones mitóticas y la expresión de genes maternos.

Todos los organismos con reproducción sexual poseen células muy especializadas con la mitad de la dotación cromosómica de las células somáticas. Estas células, denominadas gametos, se unen en la fecundación para generar un nuevo individuo con una dotación completa de cromosomas. Los animles presentan dos tipos de gametos: el espermatozoide —generalmente una célula móvil y pequeño— y el óvulo —una célula grande e inmóvil—.

El espermatozoide —el gameto sexual masculina— está optimizado para la propagación de los genes paternos: es móvil, debido a que tiene un sistema de propulsión para transferir su núcleo; es aerodinámico, para conseguir velocidad y eficiencia en la tarea de fecundación.

El espermatozoide suele estar formado por dos regiones morfológicas y funcionalmente diferentes, rodeadas por una misma membrana plasmática: la cola, que lo impulsa hacia el ovocito y le ayuda a penetrar a través de su envoltura, y la cabeza, con su núcleo haploide condensado. La cola es un largo flagelo situado por detrás del núcleo, que utiliza la energía del ATP generado  por las mitocondrias muy especializadas situadas en la parte anterior de la cola del espermatozoide. En la cabeza se encuentra, además, la vesícula acrosómica que contiene las enzimas hidrolíticas, que permiten el paso a través de la estructura externa del ovocito.

El óvulo, ovocito u oocito es la única célula de un animal superior capaz de desarrollarse produciendo un nuevo individuo. Los oocitos de la mayoría de las especies animales son células grandes, con gran cantidad de reservas de todos los materiales necesarios para las primeras etapas del desarrollo. Típicamente estos gametos son ovoides, con un diámetro que varía entre las diferentes especies. El citoplasma del oocito tiene reservas en forma de vitelo, que es rico en lípidos, proteínas y polisacáridos

Por último, las cubiertas de los ovocitos, constituyen otra peculiaridad. Se trata de matriz extracelular especializada compuesta principalmente por glucoproteínas que recibe distintos nombres de acuerdo a la especie. De esta manera, se la denomina corion en los peces, envoltura o cubierta vitelina en los anfibios y equinodermos, membrana perivitelina en las aves, y zona pelúcida en los mamíferos, siendo todas ellas estructuras homólogas en cuanto a su rol en la fecundación. Los ovocitos de los no mamíferos pueden presentar además otras capas que envuelven a la cubierta. En los anfibios, durante el paso de los ovocitos desde el ovario hasta el oviducto se recubren de una serie de capas de material gelatinoso denominado ganga. Análogamente, los ovocitos de las aves se rodean de albúmina y una cubierta calcárea durante el paso por el oviducto.

Dentro de las funciones más importantes que cumplen estas estructuras  se pueden nombrar:

1: Unión del espermatozoide.

2: Inducción de la reacción acrosómica

3: Mediar la especificidad de especie durante la interacción de las gametas, en algunas especies

4: Bloqueo de la poliespermia después de la fecundación

5:Protección del embrión, anterior a la implantación en mamíferos y durante las primeras etapas en losanimales con desarrollo externo.

La mayor parte de estas funciones se han dilucidado en mamíferos, sin embargo el estudio en otras especies avanza año tras año. En el próximo número veremos con más detalle, a modo de ejemplo, la reproducción en un anfibio.