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TEMA 5 “Reproducción sexual en animales y plantas” 1.- Sistemas o aparatos reproductores ANIMALES ÓRGANOS REPRODUCTORES GAMETOS constituidos por forman los ÓRGANOS SEXUALES PRIMARIOS O GÓNADAS ÓRGANOS SEXUALES ACCESORIOS (vías genitales, útero, vagina, órg. copulador) Pene APARATO REPRODUCTOR INVERTEBRADO las masculinas se llaman TESTÍCULOS las femeninas se llaman OVARIOS las hermafroditas se llaman OVOTESTES APARATO REPRODUCTOR HUMANO Ovario Testículo Ovopositor Trompa de Falopio Pene Útero Vesícula seminal Vagina Receptáculo seminal Ovario con óvulos Vagina Testículo Vulva PARTICULARIDADES: Receptáculo seminal en insectos: ANIMALES • Almacen de esperma tras la cópula • Se liberan a medida que la ♀ libera óvulos Cloaca (vertebrados excepto en mamíferos): • Cámara común para genitales/excretor/intestino En animales sencillos, sólo aparecen las gónadas: • Los gametos se liberan a través de la pared del propio org. Cloaca APARATO GENITAL MASCULINO Vejiga Urinaria ANIMALES Próstata Conducto eyaculador Cuerpos cavernosos Vesícula seminal Uretra Glándula de Cowper Pene Conducto deferente Prepucio Epidídimo Glande Testículo Escroto APARATO GENITAL FEMENINO ANIMALES Trompas de Falopio Ovario Endometrio Cuerpo del Útero Cuello del Útero Vejiga de la orina Vagina Clítoris Uretra Labios menores Ano Labios mayores Himen 2.- Formación de gametos ANIMALES GAMETOGÉNESIS : proceso de formación de gametos Fase proliferación (↑ mitosis) ESPERMATOGONIAS OOGONIAS (2n) (2n) ESPERMATOCITOS OOCITOS (2n) (2n) Células madre 2n Fase crecimiento (transformación) Fase de maduración Fase de diferenciación M E I O S I S ESPERMATOZOIDES ÓVULOS (n) (n) - Durante toda la vida fértil del ♂ - La producción es contínua - La fase de ccto. se detiene en fase embrionaria - La fase meiótica se reinicia en la pubertad - La producción es periódica - 1 espermatocito (2n) 4 espermatozoides (n) - 1 ovocito (2n) 1 óvulo (n) + 3 corpúsculos polares ESPERMATOGÉNESIS Espermatogonias Espermatocito de primer orden OOGÉNESIS Oogonias FASE DE PROLIFERACIÓN Oocito de primer orden FASE DE CRECIMIENTO Espermatocitos de segundo orden Espermátidas ANIMALES FASE MEIÓTICA O DE MADURACIÓN Oocito de segundo orden Primer corpúsculo polar FASE DE DIFERENCIACIÓN Espermatozoides Óvulo Segundo corpúsculo polar ESPERMATOZOIDE ANIMALES - CABEZA: - Con el núcleo celular - ACROSOMA: prominencia derivada del aparato de Golgi Con enzimas líticos para disolver la membrana del óvulo - COLA: - Flagelo que da movilidad - Con abundantes mitocondrias para dar energía ÓVULO ANIMALES - NÚCLEO: se localiza en un polo celular formando la vesícula germinativa -VITELO: sustancias de reserva en el citoplasma - GRÁNULOS CORTICALES: pequeñas vesículas derivadas del aparato de Golgi - ZONA PELÚCIDA: envuelta transparente - CORONA RADIADA: formada por células foliculares 4.- La fecundación ANIMALES La fecundación es el proceso de fusión de los gametos para formar el cigoto EXTERNA FECUNDACIÓN INTERNA Los gametos son liberados al exterior donde se producirá la fecundación (animales acuáticos) El óvulo es fecundado en el aparato reproductor femenino (animales terrestres) ESPERMATÓFOROS ♂ liberan paquetes de espermatozoides que pasa a la ♀ (tritones) CONTACTO ORIFICIOS REPRODUCTORES en organismos sin órg. copulador (gusanos) ÓRGANO COPULADOR ♂ introduce los espermas en vías genitales ♀ Espermatozoides Fusión de las membranas Acrosoma MECANISMO DE LA FECUNDACIÓN ANIMALES Membranas externas Gránulo cortical Membrana de fecundación Gránulo crotical descargando su contenido 1. Espermatozoide entra en contacto con el óvulo en la zona pelúcida 2. Reacción acrosómica: enzimas del acrosoma perforan la zona pelúcida 3. Penetración en la zona pelúcida 4. Fusión de membranas 5. Núcleo del esperma entra en el interior del óvulo 6. Se forma la membrana de fecundación que evita la fecundación por otro esperma (por liberación del contenido de gránulos corticales) 7. Cariogamia: fusión de núcleos 8. Formación del cigoto DESARROLLO ANIMALES OVÍPARO: - Los huevos (!F o no !F) se expulsan al medio - Se da cuando la !F es externa y en aves OVOVIVÍPARO: -Los huevos se desarrollan en el interior del ap. repr. ♀ - Albergue y protección - La !F es interna (algunos peces y reptiles) VIVÍPARO: - Los huevos se desarrollan en el interior del ap. repr. ♀ - Nutrición del embrión durante su desarrollo - La !F es interna (mamíferos, algunos peces y reptiles) 5.- Desarrollo embrionario Proceso por el cual se forma un nuevo individuo a partir del cigoto. ANIMALES FASES: Segmentación Gastrulación Organogénesis SEGMENTACIÓN Rápidas divisiones celulares consecutivas a partir del cigoto ANIMALES Las células resultantes se llaman BLASTÓMEROS El embrión se convierte en MÓRULA: masa esférica con aspecto de mora BLÁSTULA: blastómeros se disponen en superficie dejando una cavidad (BLASTOCELE) Blastómeros Célula huevo Blastocele Mórula Blástula SEGMENTACIÓN (en mamíferos placentarios) En mamíferos placentarios las células de la blástula se reorganizan: ANIMALES CAPA INTERNA DE CÉLULAS: formará el embrión CAPA EXTERNA DE CÉLULAS: se convierte en un saco envolvente (TROFOBLASTO) que formará la placenta En este estadio, el embrión de mamífero se llama BLASTOCISTO ANIMALES GASTRULACIÓN GASTRULACIÓN: proceso por el que las células de la blástula se disponen en capas llamadas HOJAS EMBRIONARIAS. ANIMALES Según el número de hojas embrionarias, los animales pueden ser: DIBLÁSTICOS (con 2) o TRIBLÁSTICOS (con 3) • ECTODERMO: hoja embrionaria externa DIBLÁSTICOS órganos adultos • ENDODERMO: hoja embrionaria interna cavidad digestiva • ARQUENTERÓN: cavidad interna • BLASTOPORO: orificio que comunica el arquenterón con el exterior Blastocele Ectodermo Arquenterón Blastoporo Endodermo GÁSTRULA GASTRULACIÓN ANIMALES • ECTODERMO: hoja embrionaria externa TRIBLÁSTICOS • MESODERMO: hoja embrionaria intermedia • ENDODERMO: hoja embrionaria interna • Hoja parietal (se suelda al ectodermo) • CELOMA (cavidad general ) • Hoja visceral • ARQUENTERÓN: cavidad interna (se suelda al endodermo) • BLASTOPORO: orificio que comunica el arquenterón con el exterior Células mesodérmicas Ectodermo Arquenterón Endodermo Hoja visceral Celoma Hoja parietal Mesodermo Blastoporo ANIMALES ORGANOGÉNESIS ANIMALES Formación de los órganos a partir de las hojas embrionarias Epidermis de la piel A partir del ECTODERMO Órganos anexos de la piel (pelos, plumas, etc.) Tejido nervioso Células receptoras de los órganos sensoriales Revestimiento del tubo digestivo A partir del ENDODERMO Revestimiento del tubo respiratorio Glándulas digestivas Vejiga urinaria Dermis de la piel A partir del MESODERMO Revestimiento de cavidades internas Corazón y órganos del aparato circulatorio Riñones Gónadas Sistema esquelético y muscular ORGANOGÉNESIS (reptiles, aves y mamíferos) ANIMALES El embrión está rodeado de membranas extraembrionarias PLACENTA: órgano responsable de la nutrición del embrión MEMBRANAS EXTRAEMBRIONARIAS CORDÓN UMBILICAL: órgano que une el embrión y la placenta SACO VITELINO: membrana que rodea al vitelo (cuando existe) AMNIOS: membrana que rodea al embrión secreta el líquido amniótico CORION: envuelve a amnios y saco vitelino limita la pérdida de agua del embrión y controla el intercambio de gases ALANTOIDES: bolsa en la que se almacenan desechos del embrión 6.- Desarrollo postembrionario ANIMALES Comienza con el PARTO (en vivíparos) o la ECLOSIÓN DEL HUEVO (en ovíparos) DESARROLLO POSEMBRIONARIO DESARROLLO DIRECTO DESARROLLO INDIRECTO (reptiles, aves, placentarios) Proceso de crecimiento mediante el que se alcanza el tamaño del adulto y la madurez sexual. El embrión no completa su desarrollo y da lugar a una larva de vida libre. La transformación a adulto la realizará mediante METAMORFOSIS SENCILLA (anfibios, equinodermos, anélidos, moluscos, insectos) La larva se transforma en adulto por muda de la cubierta externa sin pasar periodos de inactividad. COMPLEJA (insectos) La larva detiene su actividad y atraviesa una etapa denominada ninfa o pupa. ANIMALES Renacuajo 6 días CICLO BIOLÓGICO DE UNA RANA 2 semanas Fase reproductora Ranita 5-6 semanas 8 - 12 semanas 1.- Reproducción en espermatófitas PLANTAS FLOR: Órgano reproductor de las plantas espermatofitas (plantas con semillas) Formada por un conjunto de hojas modificadas agrupadas en círculos (verticilos florales) ESTAMBRE CARPELO Antera Estigma Gineceo Polen Estilo Pétalos Sacos polínicos Ovario Filamento Óvulo Androceo Óosfera Sépalos Receptáculo FLOR COMPLETA Saco embrionario Estructuras florales PLANTAS LA FLOR Verticilos florales está formada por (hojas modificadas) pueden ser Fértiles Estériles (PERIANTIO) como Androceo (♂) como Cáliz Gineceo (♀) formado por Estambres que constan de Anteras formado por formado por Carpelos Sépalos Pétalos que constan de Filamentos Estigma Estilo Sacos polínicos Ovario Granos de polen (gametos ♂) Corola formado por en su interior se encuentran los donde se forman los Pedúnculo floral que se unen a la planta por el en su interior se encuentran los Óvulos (gametos ♀) 2.- La polinización - Proceso por el que los gametos ♂ (granos de polen) son transportados hasta el estigma AUTOPOLINIZACIÓN SEGÚN LA PROCEDENCIA DEL POLEN Polen de la misma flor o planta PLANTAS POLINIZACIÓN CRUZADA Polen de distinta planta Aunque la mayoría de especies tienen flores hermafroditas, recurren a la polinización cruzada para aumentar la diversidad genética. SEGÚN EL MECANISMO DE TRANSPORTE DEL POLEN POLINIZACIÓN ANEMÓGAMA (Transporta el viento) Estambres POLINIZACIÓN ENTOMÓGAMA (Transportan los insectos, aves, murciélagos) Carpelo inmaduro Espiga FLOR DE TRIGO Estambre marchito Carpelo maduro Trompa del insecto Estigma Nectario 3.- La fecundación PLANTAS Cuando el grano de polen llega a un estigma se forma el tubo polínico que crece y avanza por la pared del estilo y del ovario hasta llegar al óvulo. Grano de polen Nucleos secundarios En el interior del óvulo se forma el saco embrionario formado por ocho células haploides una de ellas con dos núcleos. Tubo polínico Por el tubo polínico descienden dos gametos masculinos (núcleos espermáticos). Núcleos espermáticos DOBLE FECUNDACIÓN EN ANGIOSPERMAS 1er núcleo espermático Saco embrionario Oosfera oosfera cigoto Embrión de la semilla 2o núcleo espermático núcleos secundarios tejido triploide Albumen (reserva nutritiva de la semilla) 4.- La semilla y el fruto PLANTAS Tras la fecundación: - El óvulo semilla - El ovario sufrirá modificaciones fruto. - El resto de estructuras desaparecen. FRUTO Función: proteger a la semilla y ayudar a su dispersión SEMILLA RADÍCULA (pequeña raíz) EMBRIÓN ALBUMEN PLÚMULA CARNOSO SECO (pequeño tallo) COTILEDONES (1 o 2 hojas) MEMBRANAS PROTECTORAS DICOTILEDÓNEAS MONOCOTILEDÓNEAS 2 cotiledones 1 cotiledón - Sustancias de reserva envuelven a la semilla - La semilla resiste la digestión de animales - Sustancia leñosa envuelve a la semilla - La semilla será transportada por el viento o adherida a animales Judía Grano de trigo Maíz PLANTAS 5.- La germinación de la semilla PLANTAS • La semilla puede permanecer largos años en latencia, germinando cuando las condiciones son favorables. Meristemo apical La entrada masiva de agua provoca la ruptura de los tegumentos. Primeras hojas Cotiledones Tegumento Radícula Ápice La radícula es la parte que primero se abre paso. Restos del tegumento El crecimiento primario se inicia al dividirse las células del ápice. A medida que crece se produce la diferenciación celular y la formación de tejidos especializados.