Fisiología animal_ Reproducción

1. Fisiología animal
La reproducción

2. Gametogénesis

3. Báculo (hueso peneano)
 El báculo es un hueso que se encuentra en el pene de la mayoría de los
mamíferos: insectívoros, roedores, carnívoros y los primates, y que les
permite la penetración en ausencia de erección.
 Está ausente en humanos, marsupiales, hienas, lagomorfos (conejos y
liebres) y en la familia Equidae, entre otros. En los seres humanos la
erección se logra cuando el tejido eréctil del pene se llena de sangre.
 Este hueso está bastante reducido entre los grandes simios: 10 a 20
milímetros.
 El hueso homólogo en las hembras se llama baubellum o os clitoridis
(hueso clitorídeo).
 Según investigadores de la Universidad John Hopkins (Gilbert y Zevit,
2001), los primeros humanos se percatarían de esta diferencia con los
seres humanos y habrían creado el mito bíblico del Génesis (2.21-23),
según el cual, Yahvé se lo quitaría al primer varón humano (Adán) para
crear a la primera hembra humana (Eva).
Hueso peneano de un
perro. La flecha señala
la ubicación del surco
uretral

4.  En ocasiones, la hembra almacena los espermatozoides recibidos en un
saco o receptáculo seminal, el, desde el que se desplazan
secundariamente hacia el óvulo.
 Esto les permite ajustar el período reproductor en función de la
disponibilidad de alimento o de las condiciones ambientales como ocurre
con las hembras de muchos invertebrados y algunas especies de
salamandras, aves o murciélagos, que liberan los espermatozoides e
inducen la fecundación en el momento más oportuno.
Gametogénesis

5. A veces las vías genitales y excretoras,
junto con el intestino grueso, se unen y
forman una cloaca (reptiles, aves…)
Otras veces no hay conductos genitales,
sólo hay gónadas que liberan los gametos
al exterior, como en los corales
Aparato reproductor femenino
de ave
Gametogénesis
El oviducto de aves y reptiles produce sustancias que
envuelven el huevo y forman la cáscara

6. ESPERMATOGÉNESIS
 Ocurre en los tubos seminíferos de
los testículos.
 Allí están las espermatogonias, que
son las células diploides que formarán
los espermatozoides
La formación de gametos ocurre en las gónadas, y podemos
distinguir entre espermatogénesis y ovogénesis
Gametogénesis

7.  El proceso consta de cuatro
fases:
 Multiplicación
 Las espermatogonias se
dividen activamente por
mitosis consecutivas
 Crecimiento
 Crecen y se transforman en
espermatocitos de primer
orden, que todavía son
diploides
Espermatogénesis

8. Maduración
 Los espermatocitos de primer orden
entran en meiosis.
 En la primera división meiótica forman
dos espermatocitos de 2º orden, que son
haploides.
 En la segunda división forman cuatro
espermátidas haploides
Diferenciación o espermiógénesis
 Las espermátidas sufren cambios
importantes:
 Desarrollan su(s) flagelo(s)
 Forman el “acrosoma”
 Sus mitocondrias se colocan en hélice
 Su núcleo compacta los cromosomas
 Pierden el citoplasma “residual”
 Así se transforman en espermatozoides
Espermatogénesis

9. Morfología de los espermatozoides
 Variable en función del grupo de
animales.
 En vertebrados consta de:
 Cabeza. Con el núcleo (genes) y
el acrosoma (con jugos digestivos).
 Pieza intermedia. Con un eje
proteico rodeado de mitocondrias
helicoidales (energía)
 Cola o flagelo. Formado por
microtúbulos.
Espermatogénesis

10. Espermatogénesis

11. Espermatogénesis

12.  Ocurre en el interior de los ovarios, en los folículos. Se produce
a partir de las ovogonias o células germinales diploides
Oogénesis

13. El proceso consta de tres fases:
1. Multiplicación. Las ovogonias
se dividen activamente por
mitosis consecutivas.
2. Crecimiento
Crecen mucho (almacenando
sustancias nutritivas) y se
transforman en ovocitos de
primer orden, que todavía son
diploides
Oogénesis

14. 3. Maduración.
 Los ovoocitos de primer orden
entran en meiosis.
 En la primera división meiótica
forman dos células haploides: un
oocito de 2º orden, y un
corpúsculo polar (que se atrofia).
 En la segunda división se forman
un óvulo y un segundo corpúsculo
polar.
 El óvulo no necesita
diferenciación.
La ovogénesis suele quedar parada en
plena fase de maduración, y sólo se
completa cuando ocurre la
fecundación.
Oogénesis

15. Gametogénesis
Cuadro comparativo de espermatogénesis y oogénesis

16. 1ª DIV.
MEIÓTICA
FASE S 2ª DIV.
MEIÓTICA
Espermatocito I
Ovocito I
Espermatogonias
oogonias
Espermatocito II
Ovocito II
Primer C. polar
Espermátida
Ovulo
Espermatozoide
II, III, IV C. polar
t

17. Morfología de los óvulos
 Pueden ser muy grandes,
como los huevos de ave o en el
de algunos tiburones. En el caso
del hombre, el óvulo es 195.000
veces mayor que el
espermatozoide (0,15 mm frente
a 60 μm del espermatozoide).
Comparación de los tamaños de los
óvulos de algunos animales
Oogénesis

18. En vertebrados consta de:
1. Núcleo o vesícula germinal,
en posición excéntrica.
2. Citoplasma. Con mucho
“vitelo” o sustancia nutritiva,
para alimentar al embrión en
desarrollo, al menos en las
primeras fases.
La distribución de este vitelo no
es homogénea,
concentrándose habitualmente
en la zona celular más alejada
del núcleo, lo que suele definir
dos polos en el huevo: polo
animal, con el núcleo y,
posteriormente, el embrión; el
polo vegetativo, con el vitelo.
En la periferia celular se localizan
los gránulos corticales, de
gran importancia durante la
fecundación, formados a partir
de vesículas derivadas del
Oogénesis

19. 3. Cubiertas. Sobre la membrana
hay:
• cubiertas primarias (a partir del
óvulo): membrana vitelina. En
mamíferos es una gruesa capa
llamada zona pelúcida
• cubiertas
secundarias (a partir
del ovario). Formada
por las células
foliculares, en
mamíferos se llama
corona radiada
• cubiertas terciarias (a
partir de los oviductos).
Faltan en mamíferos.
Son la clara y la
cáscara de las aves
Oogénesis
Folículo humano

20. Cada uno a su ritmo
 El número de individuos producidos por la hembra en
cada período reproductor es muy variable, en función
de la complejidad de los organismos y de la
probabilidad de supervivencia de la descendencia.
 Generalmente, cuanto más simple es el organismo y
mayor índice de mortalidad presenta la prole, mayor
es el tamaño de la descendencia, para compensar las
pérdidas naturales. Es la llamada estrategia “r” o
reproductiva. Así:
 Algunos peces ponen millones de huevos (pez luna, 28
millones; bacalao, 9 millones; perca de río, 300.000
huevos).
 La tenia, parásito intestinal, pone diariamente cerca de
70.000 huevos, lo cual implicaría que a lo largo de sus
15 años de vida media podría llegar a producir 400
millones de huevos.
 La abeja reina pone cerca de 1 millón de huevos.
 Cada 10 días, la hembra de la mosca del vinagre
(Drosophila melanogaster) pone cerca de 200 huevos, lo
que la ha convertido en un modelo ideal para los
estudios genéticos, al permitir estudiar los cambios
hereditarios a lo largo de las generaciones, en un plazo
breve
Oogénesis

21. Cada uno a su ritmo
 En cambio, los animales de mayor tamaño y
complejidad han desarrollado a la estrategia “k”,
que producen pocas crías pero de gran capacidad
de supervivencia gracias a que presentan ritmos de
desarrollo lentos acompañados muchas veces de
estrategia de cuidado y enseñanza de la cría. Así,
 El número de crías decrece con el tamaño: elefante y
caballo (1 cría), herbívoros (1-2); carnívoros (3-5);
roedores (2-15); codorniz (14)
 La duración de la gestación crece con el tamaño:
roedores (21 días); gato y perro (60 días), ciervo
(205); vaca (280); elefante (660 días).
 Uno de los casos más llamativos de control del
proceso reproductor, de modo que se garantice la
supervivencia de la descendencia lo presenta al
canguro. Esta especie ha desarrollado la
capacidad de mantener a los embriones en
diapausa: tras parir una cría, las hembras se
aparean inmediatamente de modo que el embrión
queda en un estado latente en el útero hasta que
las necesidades de lactancia de la nueva cría se
reducen. De este modo, la hembra puede
simultanear la gestación de una cría, el cuidado de
otra en la bolsa y la lactancia de otra fuera del
marsupio.
Oogénesis

22. Consiste en la unión de los gametos para formar un
zigoto o huevo
 Para ello necesitan un medio acuoso
 Según el lugar donde ocurra, podemos distinguir:
• Fecundación externa
Es típica de animales acuáticos (muchos
invertebrados, peces y anfibios anuros), salvo
mamíferos, tiburones y otros organismos vivíparos
(pulpo)
Requiere muchísmos gametos, sincronización de
ambos sexos, etc.
• Fecundación interna
Se da en animales terrestres (nemátodos,
lombrices terrestres, la mayoría de los artrópodos,
los reptiles, aves y mamíferos) y muchos animales
acuáticos (anfibios urodelos, algunos moluscos,
cefalópodos y algunos peces).
El macho (o la hembra) deben depositar los
espermatozoides dentro del ap. reproductor
femenino.
Fecundación

23. Amplexos en anfibios
 En los anfibios anuros (ranas y sapos), la
fecundación es externa, la hembra
deposita los huevos estimulada por el
abrazo del macho -amplexo-, el cual los
rocía con su esperma y los fecunda. El
amplexo, estimula a ambos y simultanea la
liberación de los gametos en los dos
individuos. Muchos machos presentan en
sus patas anteriores las llamadas
callosidades nupciales, unas estructuras
duras que facilitan la sujeción de la hembra
durante el amplexo.
 En cambio, en muchos anfibios urodelos
(tritones, salamandras) la fecundación es
interna: los machos introducen en el
interior de la hembra los espermatozoides,
agregados en pequeños paquetes
blanquecinos, los espermatóforos, que,
posteriormente, han de llegar hasta la
cloaca. En estos caso, el amplexo
contribuye a asegurar la correcta
transferencia del espermatóforo.

24. Mecanismo de la fecundación:
• El óvulo parece segregar algunas
sustancias superficiales que atraen a
los espermatozoides (fertilizinas).
• Estos las reconocen mediante
receptores específicos de membrana,
se activan y, gracias a su flagelo, se
dirigen en gran número hacia el óvulo,
aglutinándose en gran número a su
alrededor. Sin embargo sólo uno de
ellos será capaz de atravesar la zona
pelúcida y unirse al óvulo.
 Una vez que el espermatozoide alcanza
el óvulo se produce la perforación de
las membranas externas por medio de
las enzimas acrosómicas (hialuronidasa
y otras).
Fecundación

25.  La fusión de las membranas del
óvulo y del espermatozoide
dispara un proceso de activación
del óvulo que,
 Por un lado, libera el
contenido de los gránulos
corticales formando la
membrana de fecundación,
una reacción de superficie
que impide una nueva
fecundación y la polispermia.
 Por otro, en algunos
organismos (algunos
invertebrados y mamíferos),
provoca la culminación de la
meiosis del óvulo (en el caso
de los mamíferos, estancada
en metafase II).
Fecundación

26. • Posteriormente, el contenido nuclear pasa al interior del
óvulo y se produce la fusión de los pronúcleos, formándose
el zigoto diploide. La cola queda fuera
• Como resultado de la fecundación se induce la
segmentación comenzando el desarrollo embrionario
Fecundación

27. Morir de amor
 El mamífero marsupial de la especie
Antechinus stuartii tiene una actividad
sexual muy intensa:
 No tiene tiempo ni de comer durante las
doce horas diarias que dedica a tener
sexo con una hembra. Y cuando por fin
acaba, es tiempo de otra hembra.
 Después de las dos semanas que dura
la temporada de apareamiento, el estrés
y el agotamiento le deja con un sistema
inmune suprimido, úlceras severas y
queda a merced de los parásitos hasta
que, finalmente, muere.
Fecundación

28.  El desarrollo comienza en el zigoto y termina cuando se han formado
ya individuos adultos
 Se llama también ontogenia (desarrollo del individuo). La filogenia es
la historia evolutiva de una especie
 Se distinguen primero un desarrollo embrionario y después un
desarrollo post-embrionario
 Va desde el zigoto hasta el inicio de la vida autónoma.
 En los ovíparos termina con la eclosión, en vivíparos con el parto
 Tiene cuatro fases:
 segmentación
 gastrulación
 formación del mesodermo y el celoma
 organogénesis
DESARROLLO EMBRIONARIO
Desarrollo embrionario

29. Segmentación
 El zigoto sufre sucesivas mitosis y forma un grupo de células
llamadas blastómeros
 El conjunto es una masa esférica de células, que recuerda a una
mora, conocida como mórula
 Durante esta fase no existe crecimiento celular, pues las divisiones
son muy rápidas, y las células son cada vez más pequeñas.
 El aumento del tamaño del embrión se debe al incremento del
número de células y al crecimiento posterior de éstas durante la
diferenciación.
Segmentación

30. A partir de un cierto momento (16-32 células, generalmente) las
células migran hacia la superficie, delimitando una cavidad interior. La
estructura hueca formada se denomina blástula; las células que la
constituyen, blastómeros (méros = “parte”, en griego), y la cavidad
creada en el interior es es el blastocele (cele –koîlos, koíle- en griego
significa, “hueco, cavidad”)
Segmentación

31. El vitelo no se divide. Por eso, la cantidad y distribución del vitelo condiciona el tipo
de segmentación. Según el tipo de huevo, se distinguen los siguientes modos
de segmentación:
• Holoblástica o completa (hólos, en griego, “significa completo, entero”). Todo
el huevo se divide, originando celoblástulas. Se da en huevos con una
cantidad reducida de vitelo.
• Isolecitos. Se dividen produciendo blastómeros iguales. Este tipo de
segmentación se llama igual. Se da en mamíferos, celentéreos y
equinodermos.
• Heterolecitos. Los blastómeros del polo animal sufren divisiones
rápidas; por eso, las células son pequeñas en este extremo del huevo
(micrómeros). En el polo vegetativo, la mayor cantidad de vitelo ocasiona
divisiones más lentas, produciendo menos células pero mayores
(macrómeros). Es una segmentación desigual. Es típica de anfibios,
moluscos y anélidos.
• Meroblástica, incompleta o parcial. La cantidad de vitelo es tan grande que
sólo se divide una parte del huevo.
•Telolecitos. Sólo se divide el polo animal. Este tipo de segmentación se
llama discoidal y da lugar a una discoblástula. (reptiles y aves)
• Centrolecitos: El citoplasma se sitúa en la periferia y el vitelo rellena el
centro del huevo, rodeando al núcleo. El resultado es una periblástula.
Tipos de segmentación

32. Celentéreos
Equinodemos
Mamíferos
Anélidos
Moluscos
Anfibios
Peces
Reptiles
Aves
Insectos
Estereoblástula
ISOLECITO
OLIGOLECITO
HETEROLECITO
TELOLECITO
CENTROLECITO
TIPO DE HUEVO GRUPO ANIMAL
TIPOS DE SEGMENTACIÓN EN FUNCIÓN DE LA CANTIDAD DE VITELO

33. Gastrulación
 La blástula sufre una serie de cambios y los blastómeros se
diferencian en tres capas embrionarias
 Una parte del blastodermo se hunde hacia el interior, formando así
una cavidad llamada arquenterón, comunicada con el exterior por el
blastoporo.
 Se forman así las hojas embrionarias:
 En esponjas y celentéreos se forman sólo
dos: endodermo y ectodermo (Diblásticos)
 En el resto (Triblásticos) se forma una
tercera llamada mesodermo (en la mayoría
tiene una cavidad interna llamada “celoma”)
Gastrulación

34. Embolia Epibolia Delaminación
Gastrulación

35. Mecanismos de formación del mesodermo y el celoma

36. Anexos embrionarios

37. Anexos embrionarios

38. Organogénesis
 Tras la gastrulación comienza la
diferenciación celular, los diversos
grupos de células comprometen su
destino y se especializan dando lugar
a los diferentes tejidos. A la vez,
mediante una serie de movimientos
celulares denominados
morfogenéticos –generadores de
forma- los tejidos se agrupan y
originan los distintos órganos y
aparatos típicos de los metazoos.
 De este modo, las hojas embrionarias
originarán diferentes estructuras:
 Ectodermo: epidermis y estructuras
epidérmicas (órganos anejos, pelos,
plumas, glándulas,...), tejido nervioso
y órganos sensoriales.
 Mesodermo: Dermis, revestimiento
de cavidades internas, Esqueleto,
tejido muscular, conjuntivo, sistema
circulatorio y aparato excretor y
reproductor.
 Endodermo: Aparato digestivo y
aparato respiratorio; hígado,
páncreas, tiroides y epitelio de
revestimiento del tubo digestivo,
tráquea, pulmones y vejiga urinaria.

39. El destino del embrión
 Una vez concluido el desarrollo del embrión, este debe
independizarse y surgir como un individuo diferente. Así:
 En los animales ovíparos, las hembras expulsan los huevos al
exterior (puesta), protegidos más o menos por ciertas envolturas,
en cuyo interior se produce el desarrollo del embrión. La mayoría de
los animales son ovíparos: muchos invertebrados acuáticos, la
mayoría de los insectos, los peces, anfibios, muchos reptiles y aves.
La fecundación puede ser externa (peces) o interna (aves).
 Los animales ovovivíparos producen huevos, resultado de la
fecundación interna del óvulo, que se desarrollan en el interior del
oviducto de la hembra. La eclosión (ruptura) del huevo se produce
en el interior de la hembra que pare crías vivas. Es el caso de
ciertos insectos, tiburones y algunos reptiles (lagartos y serpientes).
 Los mamíferos y otros animales de fecundación interna (ciertos
peces, reptiles e invertebrados) desarrollan sus huevos en el interior
del aparato reproductor femenino, nutriéndose a partir del alimento
proporcionado por la hembra. Son animales vivíparos.

40.  Va desde el nacimiento o eclosión hasta el estado adulto
 Puede ser directo o indirecto:
 En el desarrollo directo las crías son similares a los adultos:
sólo tienen que crecer (y desarrollar los órganos reproductores)
 Se da en aves, reptiles, mamíferos…
Desarrollo postembrionario

41.  En el desarrollo indirecto las larvas son distintas al adulto y deben
sufrir una metamorfosis
 Se da en muchos ovíparos con pocas reservas en el óvulo
 Podemos considerar las larvas como “embriones de vida libre”
 En la metamorfosis sencilla
el cambio es gradual y
continuo. Se da en moluscos,
crustáceos, anfibios, muchos
insectos…
Desarrollo postembrionario

42.  En la metamorfosis compleja la
larva se transforma en un estado
inmóvil llamado pupa o crisálida
(“capullo”).
 En su interior ocurren grandes
cambios morfológicos y fisiológicos,
hasta que se forma el adulto o
imago
 Se da en muchos insectos:
hormigas y avispas, escarabajos,
mariposas, moscas y mosquitos,
etc
Desarrollo postembrionario