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Teresa Audesirk • Gerald Audesirk • Bruce E. Byers
Biología: la vida en la Tierra
Octava Edición
Clase para el capítulo 40
Reproducción animal
Copyright © 2008 Pearson Prentice Hall, Inc.
El zoológico congelado consiste en muestras de tejido y células sexuales, a
menudo de especies en peligro de extinción, preservadas en nitrógeno líquido.
(Imagen en recuadro) El último pájaro po’ouli murió en 2004, pero sus células viven
en el zoológico congelado.
Contenido del capítulo 40
• 40.1 ¿Cómo se reproducen los animales?
• 40.2 ¿Cómo funciona el aparato reproductor
humano?
• 40.3 ¿Cómo podemos limitar la fertilidad?
Contenido de la sección 40.1
• 40.1 ¿Cómo se reproducen los
animales?
– La reproducción asexual no implica la fusión
de espermatozoide y óvulo.
– La reproducción sexual requiere de la unión
de un espermatozoide y un óvulo.
¿Cómo se reproducen los animales?
• Los animales se reproducen de forma
sexual o asexual.
Reproducción asexual
• La reproducción asexual no implica la
fusión de espermatozoide y óvulo.
• Hay tres formas principales de
reproducción asexual:
– Gemación
– Fisión
– Partenogénesis
Reproducción asexual
• Gemación:
– Una versión miniatura del animal, crece
directamente en el cuerpo del adulto.
– Ejemplos: las hidras y algunas anémonas de
mar.
FIGURA 40-1 Una anémona con muchas yemas
Reproducción asexual
• Fisión:
– Cuando un animal se divide en dos.
– Cada división se convierte en adulto por
regeneración.
– Ejemplo: varias especies de anélidos y
platelmintos.
FIGURA 40-2 Fisión seguida de regeneración
Reproducción asexual
• Partenogénesis:
– Los óvulos haploides de la hembra se
desarrollan en adultos sin la fecundación.
– Ejemplos: las lagartijas cola de látigo y los
áfidos.
FIGURA 40-3 Lagartija cola de látigo
FIGURA 40-4 Un áfido hembra en reproducción
Reproducción sexual
• La reproducción sexual requiere de la
unión de un espermatozoide y un óvulo.
• Esta unión se lleva a cabo de diversas
maneras, dependiendo de:
– La movilidad.
– El lugar de cría: acuático o terrestre.
Reproducción sexual
• Los gametos haploides se fusionan para
generar un descendiente diploide.
– Los machos producen pequeños
espermatozoides móviles.
– Las hembras producen grandes óvulos
inmóviles.
– En algunas especies existen los
hermafroditas:
• Pueden producir tanto espermatozoides como
óvulos.
• Ejemplo: las lombrices de tierra.
FIGURA 40-5 Las lombrices de tierra intercambian espermatozoides
Fecundación externa
• Fecundación externa: liberación de
espermatozoides y óvulos en el agua
(desove), donde ocurre la fecundación.
Fecundación externa
• Fecundación externa:
– Los machos sincronizan sus
comportamientos reproductores, tanto
temporalmente como espacialmente.
– Los comportamientos reproductores pueden
depender de:
• Liberación de feromonas.
• Comportamientos de cortejo.
• Indicios ambientales (ejemplo: el desove del
coral).
FIGURA 40-6 Indicios ambientales podrían sincronizar el desove
Fecundación externa
• Los peces luchadores siameses exhiben
complejos rituales de cortejo.
FIGURA 40-7a Los rituales de cortejo sincronizan la liberación de
espermatozoides y óvulos
Fecundación externa
• El caballito de mar también exhibe
comportamientos de cortejo que hacen
que los óvulos sean depositados en la
bolsa del macho.
FIGURA 40-7b
Los rituales de
cortejo sincronizan
la liberación de
espermatozoides y
óvulos
Fecundación externa
• Las ranas y los sapos asumen una
posición de apareo característica llamada
amplexus.
FIGURA 40-8 Los sapos dorados en amplexus
Fecundación interna
• Fecundación interna: los
espermatozoides se introducen en el
cuerpo de la hembra.
– Se realiza mediante la cópula, en algunas
especies los machos empacan sus
espermatozoides en un envoltorio llamado
espermatóforo.
Fecundación interna
• Cópula: el macho deposita directamente
sus espermatozoides.
• Espermatóforo: un envoltorio que es
recogido por la hembra, o es depositado
en la hembra por el macho.
• En casi todos los mamíferos, el
apareamiento coincide con la ovulación.
FIGURA 40-9a La reproducción en tierra requiere de la fecundación interna
FIGURA 40-9b La reproducción en tierra requiere de la fecundación interna
Fecundación interna
• Entre los animales que copulan para
reproducirse, los machos compiten por las
hembras.
• Ejemplo: las serpientes jarreteras macho
compiten para copular con una sola
hembra, pero solo uno tiene éxito.
FIGURA 40-10 Competencia por las hembras
Contenido de la sección 40.2
• 40.2 ¿Cómo funciona el aparato
reproductor humano?
– La capacidad para reproducirse se inicia en la
pubertad.
– El tracto reproductor masculino incluye los
testículos y las estructuras accesorias.
– El tracto reproductor femenino incluye los
ovarios y las estructuras accesorias.
– La cópula permite la fecundación interna.
El aparato reproductor humano
• Los seres humanos tienen sexos
separados, se reproducen sexualmente, y
producen células sexuales usando pares
de gónadas.
– Los hombres producen espermatozoides de
forma más o menos continua.
– Las mujeres ovulan (liberan un óvulo
maduro) aproximadamente una vez al mes.
Pubertad
• La capacidad para reproducirse se inicia
en la pubertad.
• Pubertad:
– Rápido crecimiento y aparición de caracteres
sexuales secundarios en ambos sexos.
– Comienza entre los 8 años y los 15 años de
edad.
Pubertad
• Como resultado de la maduración del
cerebro.
– El hipotálamo aumenta la producción de
hormona liberadora de gonadotropinas
(GnRH).
• La GnRH estimula a la hipófisis anterior para que
produzca hormona luteinizante (LH) y la
hormona estimuladora de folículos (FSH).
• Estas hormonas estimulan la producción de
gametos, testosterona, y estrógeno.
Pubertad
• En los hombres:
– El pene y los testículos crecen.
– Se desarrollan las características sexuales
secundarias.
• En las mujeres:
– Comienza la menstruación y el desarrollo de
las mamas.
– Se desarrollan las características sexuales
secundarias.
El tracto reproductor masculino
• Incluye los testículos y las estructuras
accesorias.
FIGURA 40-11 El tracto reproductor masculino humano
Los testículos
• Testículos: gónadas masculinas
– Produce gametos masculinos
(espermatozoides) en los túbulos
seminíferos por espermatogénesis.
– Los testículos se encuentran en el escroto,
el cual mantiene temperaturas óptimas (frías)
para la producción de los espermatozoides.
Los testículos
• Los testículos incluyen tres tipos
principales de células:
– Células intersticiales: ubicadas entre los
túbulos seminíferos; producen testosterona.
– Células de Sertoli: recubren las paredes de
los túbulos seminíferos; nutren a los
espermatozoides en desarrollo.
– Espermatogonias: producen
espermatozoides en los túbulos seminíferos
por espermatogénesis.
FIGURA 40-12
Estructuras que intervienen en la
espermatogénesis
FIGURA 40-12a
Estructuras que intervienen en la
espermatogénesis
FIGURA 40-12b
Estructuras que intervienen en la
espermatogénesis
Espermatogénesis
• Las espermatogonias diploides se
dividen por mitosis.
Espermatogénesis
• Producen espermatocitos primarios
– Son diploides; sufren meiosis I
• Producen espermatocitos secundarios
– Son haploides; sufren meiosis II
• Producen espermátidas
– Son haploides; se diferencian
• Forman espermatozoides
– Gametos funcionales haploides
FIGURA 40-13 Los espermatozoides se producen por meiosis
Anatomía del espermatozoide
• Una célula espermática tiene cuatro
partes:
– Cabeza
– Acrosoma
– Segmento intermedio
– Flagelo
Anatomía del espermatozoide
• Cabeza:
– Contiene el núcleo (conjunto de cromosomas
haploides).
• Acrosoma:
– Lisosoma que contiene enzimas para
penetrar en el óvulo.
Anatomía del espermatozoide
• Segmento intermedio:
– Contiene mitocondrias; proporcionan energía
para el movimiento de los espermatozoides.
• Flagelo:
– Estructura que impulsa al espermatozoide.
FIGURA 40-14 Espermatozoide humano
Control hormonal
• La espermatogénesis está regulada por
hormonas.
Control hormonal
• El hipotálamo libera GnRH:
– Estimula a la hipófisis anterior para que
produzca LH y FSH.
– La LH estimula a las células intersticiales de
los testículos para que produzcan
testosterona.
– La testosterona, en combinación con la FSH,
estimula a las células de Sertoli para realizar
la espermatogénesis.
Control hormonal
• Los niveles elevados de testosterona y la
producción de inhibina inhiben la
liberación de GnRH, LH y FSH.
FIGURA 40-15
Control hormonal de la
espermatogénesis
Estructuras accesorias masculinas
• Producen semen (espermatozoides con
secreciones glandulares) y conducen a
los espermatozoides al exterior del
cuerpo.
Estructuras accesorias masculinas
• Epidídimo: sitio de almacenamiento de
espermatozoides.
• Conducto deferente: conducto que va de
los testículos a la uretra.
Estructuras accesorias masculinas
• Glándulas: producen secreciones para la
formación del semen.
– Próstata: produce una secreción alcalina;
neutraliza la acidez de la vagina.
– Glándulas bulbouretrales: sus secreciones
proporcionan lubricación para el acto sexual.
– Vesículas seminales: liberan un liquido rico
en fructosa (fuente de energía para los
espermatozoides).
Estructuras accesorias masculinas
• Uretra: lleva el semen de los conductos
deferentes a la punta del pene.
• Pene: deposita el semen en el tracto
reproductor femenino.
FIGURA 40-11 El tracto reproductor masculino humano
El tracto reproductor femenino
• Comprende los ovarios y las estructuras
accesorias.
FIGURA 40-16 El tracto reproductor femenino humano
Los ovarios
• Ovarios: gónadas femeninas
– Producen óvulos (ovocitos) por
(ovogénesis).
– Contienen folículos: cada uno de éstos
está compuesto de células de apoyo que
contienen un ovocito y se encuentran en
cada ovario.
FIGURA 40-17a
Estructuras que intervienen
en la ovogénesis
FIGURA 40-17b Estructuras que intervienen en la ovogénesis
Ovogénesis
• Dentro del ovario, una ovogonia diploide
se divide por mitosis:
– Produce un ovocito primario: es diploide;
sufre meiosis I.
– Produce un solo ovocito secundario y un
cuerpo polar (contiene cromosomas
desechados): el ovocito sufre meiosis II
después de la fecundación.
– Produce un óvulo haploide y un cuerpo
polar.
FIGURA 40-18 Los óvulos se forman por meiosis
Desarrollo de folículos
• El ovocito en desarrollo está rodeado por
una capa de células que lo nutren y
secretan hormonas sexuales femeninas.
• Juntos, el ovocito y estas células
accesorias constituyen un folículo.
Desarrollo de folículos
• Un folículo maduro se desarrolla cada 28
días.
– Esto ocurre como respuesta a la secreción
de LH y FSH.
– Secreta estrógeno que estimula al
endometrio para que genere una extensa
red de vasos sanguíneos y glándulas
productoras de nutrimentos.
Ovulación
• El ovocito secundario irrumpe del folículo
y sale del ovario durante la ovulación.
– El ovocito secundario viaja por el tubo
uterino.
– El folículo desgarrado se convierte en el
cuerpo lúteo.
• Secreta estrógeno y progesterona para un
desarrollo uterino continuo.
FIGURA 40-17a
Estructuras que intervienen
en la ovogénesis
FIGURA 40-17b Estructuras que intervienen en la ovogénesis
FIGURA 40-17c
Estructuras que intervienen en la
ovogénesis
Estructuras accesorias femeninas
• Tubos uterinos:
– Las fimbrias impulsan al óvulo fecundado.
– Lugar de la fecundación.
– El cigoto baja por el tubo uterino impulsado
por cilios batientes y llega al útero.
Estructuras accesorias femeninas
• Útero:
– Sitio muscular de implantación del óvulo
fecundado (cigoto) y desarrollo del embrión.
– Tiene dos capas de tejidos funcionales.
• Endometrio: revestimiento uterino interior; tiene
gran cantidad de vasos sanguíneos; forma la
contribución de la madre a la placenta.
• Miometrio: gruesa capa muscular lisa; se contrae
con fuerza durante el parto.
Estructuras accesorias femeninas
• Cérvix:
– Abertura muscular del útero.
• Vagina:
– Receptáculo para el pene.
El ciclo menstrual
• Ciclo de 28 días durante el cual:
– El ovocito madura.
– Se libera un óvulo de los ovarios.
– El endometrio del útero se desarrolla para
recibir un cigoto por implantación.
El ciclo menstrual
• El ciclo menstrual está bajo el control
hormonal.
El ciclo menstrual
• La GnRH (del hipotálamo) estimula a la
hipófisis anterior para que libere FSH y
LH.
• La FSH y la LH estimulan el desarrollo de
varios folículos.
– El folículo en desarrollo produce estrógeno.
• La FSH, la LH, y el estrógeno estimulan el
crecimiento continuo del folículo.
El ciclo menstrual
• Al crecer el folículo, secreta cantidades
cada vez mayores de estrógeno.
– La GnRH estimula un valor máximo de LH (y
un pequeño aumento en la FSH) alrededor
del día 14 del ciclo.
El ciclo menstrual
• La LH estimula el crecimiento final del
folículo, lo que produce la ovulación el día
14.
– El óvulo es liberado del folículo y entra el
tubo uterino.
– El cuerpo lúteo permanece y produce
estrógeno y altos niveles de progesterona.
El ciclo menstrual
• La producción de estrógeno y
progesterona inhibe la producción de FSH
y LH.
– Inhibe el desarrollo del folículo.
– Estimula el engrosamiento continuo del
endometrio.
El ciclo menstrual
• Si no hay embarazo, el cuerpo lúteo
comienza a desintegrarse más o
menos12 días después de la ovulación.
– La producción de estrógeno y progesterona
disminuye.
– El endometrio se muda durante la
menstruación (día 28).
– Los niveles bajos de estrógeno y
progesterona producen la liberación de
GnRH del hipotálamo y la producción de LH
y FSH de la hipófisis anterior.
El ciclo menstrual
• Durante el embarazo, el embrión en
desarrollo comienza a secretar
gonadotropina coriónica (CG) en el
torrente sanguíneo femenino.
• La CG impide la desintegración del
cuerpo lúteo:
– Los altos niveles de estrógeno y
progesterona mantienen grueso al
endometrio e inhiben la ovulación.
El ciclo menstrual
• El control hormonal del ciclo menstrual se
ilustra en la Figura E40-1.
FIGURA E40-1
Control hormonal del ciclo
menstrual
Cópula
• El ser humano, como mamífero terrestre,
utiliza la fecundación interna para
depositar espermatozoides en el húmedo
entorno del tracto reproductor femenino.
Cópula
• Fisiología del sistema reproductor
masculino durante la cópula.
• Erección:
– El pene se hincha cuando las arteriolas se
dilatan y la sangre fluye a los espacios del
tejido interno del pene.
FIGURA 40-19
Cambios en el flujo de sangre dentro del
pene causan erección
FIGURA 40-19a Cambios en el flujo de sangre dentro del pene causan erección
FIGURA 40-19b Cambios en el flujo de sangre dentro del pene causan erección
Cópula
• Orgasmo:
– Explosión de contracciones musculares
causadas por la estimulación de los órganos
sexuales.
• Eyaculación:
– Expulsión del semen durante el orgasmo
masculino.
Cópula
• Fisiología del tracto reproductor femenino
durante la cópula.
• Excitación:
– Hace que aumente el flujo sanguíneo en la
vagina, en un par de pliegues de tejido
llamados labios y en el clítoris, una pequeña
estructura situada justo enfrente de la vagina.
FIGURA 40-16 El tracto reproductor femenino humano
Cópula
• Orgasmo:
– Una serie de contracciones rítmicas de la
vagina y el útero acompañadas por
sensaciones de placer.
– El orgasmo femenino no es necesario para la
fecundación.
Fecundación
• Durante la fecundación, los núcleos del
espermatozoide y del óvulo se unen.
• Por lo general, ocurre en los tubos
uterinos.
Fecundación
• Cientos de espermatozoides llegan al
óvulo.
– La actividad colectiva de las enzimas del
acrosoma permite que un espermatozoide
penetre a través de la corona radiada, y la
zona pelúcida del óvulo.
– El espermatozoide estimula la meiosis II en el
óvulo y los núcleos del espermatozoide y del
óvulo se fusionan.
FIGURA 40-20a El ovocito secundario y la fecundación
FIGURA 40-20b El ovocito secundario y la fecundación
Contenido de la sección 40.3
• 40.3 ¿Cómo podemos limitar la
fertilidad?
– La esterilización es un método anticonceptivo
permanente.
– La anticoncepción y el aborto evitan o ponen
fin al embarazo.
¿Cómo podemos limitar la
fertilidad?
• En general, esto ocurre por medio de
técnicas de anticoncepción.
– La prevención del embarazo.
Anticoncepción permanente
• La esterilización es un método
anticonceptivo permanente.
• Esterilización: cuando se interrumpe el
camino de los gametos.
– Vasectomía: el conducto deferente que sale
de cada testículo se corta.
– Ligado de trompas de Falopio: se cortan los
tubos uterinos.
FIGURA 40-21 Esterilización
FIGURA 40-21a
Esterilización
FIGURA 40-21b
Esterilización
Anticoncepción temporal
• Existen varios métodos anticonceptivos
temporales.
Anticoncepción temporal
• Impedir la ovulación: si no hay un óvulo
presente, no ocurrirá la fecundación.
– Píldoras anticonceptivas: altas dosis
estrógeno y progesterona inhiben la
liberación de LH y FSH; no se presenta la
ovulación.
Anticoncepción temporal
• Métodos de barrera: impiden que los
espermatozoides y el óvulo se
encuentren.
– Condones y diafragma: barreras que
interrumpen el recorrido de los
espermatozoides.
– Espermicidas: sustancias químicas que
exterminan a los espermatozoides antes de la
fecundación.
– Método del ritmo: abstinencia de relaciones
sexuales durante la ovulación; no es confiable.
Anticoncepción temporal
• Evitar la implantación en el útero
– Ejemplos:
• Intrauterino (DIU): dispositivo de plástico o
metal que evita la implantación del
embrión.
• La píldora de la mañana siguiente: altas
dosis de estrógeno y progesterona evitan
la implantación.
Aborto
• Sustrae al embrión del útero.
• Por lo general, implica dilatar el cérvix y
retirar al embrión mediante succión.
• Aborto inducido químicamente.
– RU-486: bloquea las acciones de la
progesterona durante las primeras 7
semanas del embarazo.
• Provoca la menstruación.