Contenido principal
Curso: Biología - Preparación Educación Superior > Unidad 9
Lección 3: Reproducción sexualCiclos de vida sexual
Tipos de ciclos de vida sexual: diploide dominante, haploide dominante y alternancia de generaciones.
Introducción
¿Alguna vez has querido clonarte (por ejemplo, para que pudieras hacer lo doble en un solo día)? Dado que eres un ser humano, no puedes simplemente dividirte para formar una copia de ti. Sin embargo, si fueras otro tipo de organismo, digamos una estrella de mar o un cactus, clonarte podría ser un asunto menos complicado.
Algunas estrellas de mar pueden hacer más estrellas genéticamente idénticas simplemente al desprender uno de sus brazos, que luego se regenerará en un animal completo. Del mismo modo, algunos cactus se pueden clonar al desprender fragmentos de sus ramas, que echan raíces y se convierten en un cactus nuevo, genéticamente idéntico
Estas estrategias reproductivas son ejemplos de reproducción asexual, que produce descendencia genéticamente idéntica al progenitor (es decir, a la estrella de mar o cactus original). En cambio, muchas plantas, animales y hongos producen descendencia a través de reproducción sexual.
En reproducción sexual, las células sexuales (gametos) de dos padres se combinan en el proceso de fecundación, lo que lleva a la formación de un nuevo individuo genéticamente distinto. Algunos organismos, como la estrella de mar y el cactus en el ejemplo anterior, se pueden reproducir tanto sexual como asexualmente
Todas las especies que se reproducen sexualmente tienen ciertas características clave del ciclo de vida en común, como la meiosis (la producción de células haploides a partir de diploides) y la fertilización o fecundación (la fusión de gametos haploides para formar una célula diploide llamada zigoto). Sin embargo, más allá de estos elementos básicos, los ciclos de vida sexual varían mucho. En este artículo, vamos a ver diferentes tipos de ciclos de vida sexual que utilizan distintos organismos, desde los seres humanos hasta los helechos y el moho del pan.
Tipos de ciclos de vida sexual
Los ciclos de vida sexual implican una alternancia entre meiosis y fecundación. En la meiosis, una célula diploide da lugar a células haploides, mientras que en la fecundación dos células haploides (gametos) se fusionan para formar un zigoto diploide. Lo que ocurre entre estos dos eventos sin embargo, puede variar considerablemente entre diferentes organismos, por decir, entre tú y un hongo o un roble.
Hay tres categorías principales de los ciclos de vida sexual.
- En un ciclo de vida diploide dominante, la etapa diploide multicelular es la etapa de vida más obvia y las únicas células haploides son los gametos. Los humanos y la mayoría de los animales tienen este tipo de ciclo de vida.
- En un ciclo de vida haploide dominante, la etapa haploide es la etapa de vida más obvia y es a menudo multicelular (pero a veces unicelular). En este tipo de ciclo de vida, el zigoto unicelular es la única célula diploide. Los hongos y algunas algas tienen este tipo de ciclo de vida.
- En la alternancia de generaciones, ambas etapas, la haploide y la diploide, son multicelulares, aunque en distintas especies varia el grado en que una u otra es dominante. Las plantas y algunas algas tienen este tipo de ciclo de vida.
Hagamos estas ideas más concretas mediante un ejemplo de cada tipo de ciclo de vida.
Ciclo de vida diploide dominante
Casi todos los animales tienen un ciclo de vida diploide dominante en el que las únicas células haploides son los gametos. Al principio del desarrollo de un embrión animal, células diploides especiales, llamadas células germinales, se producen en las gónadas (testículos y ovarios). Las células germinales pueden dividirse por mitosis para producir más células germinales, pero algunas de ellas se someten a meiosis y hacen gametos haploides (espermatozoides y óvulos). La fecundación implica la fusión de dos gametos, por lo general de dos individuos diferentes, lo que restaura el estado diploide.
Ciclo de vida haploide dominante
La mayoría de los hongos y algunos protistas (eucariontes unicelulares) tienen un ciclo de vida haploide dominante, en el que el “cuerpo” del organismo —es decir, la forma madura y ecológicamente importante— es haploide.
Un ejemplo de un hongo con un ciclo de vida haploide dominante es el moho negro del pan, cuyo ciclo de vida sexual se muestra en el diagrama siguiente. En la reproducción sexual de este moho, las hifas (estructuras haploides encadenadas multicelulares) de dos individuos compatibles primero crecen una hacia otra.
Donde las hifas se juntan, forman una estructura llamada zigosporangio. Un zigosporangio contiene múltiples núcleos haploides de los dos padres dentro de una sola célula. Los núcleos haploides se fusionan para formar los núcleos diploides, que son equivalentes a los zigotos. La célula que contiene los núcleos es llamada zigospora.
La zigospora puede permanecer latente durante largos periodos, pero los núcleos diploides pueden experimentar meiosis en condiciones adecuadas para producir núcleos haploides que son liberados en células llamadas esporas
Alternancia de las generaciones
El tercer tipo de ciclo de vida, alternancia de generaciones, es una mezcla de los extremos haploide dominante y diploide dominante. Este ciclo de vida se encuentra en algunas algas y en todas las plantas. Las especies con alternancia de generaciones tienen etapas multicelulares haploides y diploides.
Las plantas multicelulares haploides (o algas) se llaman gametofitas, porque hacen gametos mediante células especializadas. La meiosis no está directamente involucrada en la fabricación de los gametos en este caso, porque el organismo ya es un haploide. La fecundación entre los gametos haploides forma un zigoto diploide.
El zigoto experimentará muchas rondas de mitosis y dará lugar a una planta multicelular diploide llamada esporófito. Las células especializadas del esporófito producirán esporas haploides por meiosis. Las esporas después se convertirán en los gametófitos multicelulares.
Aunque todas las plantas de reproducción sexual pasan por una versión de la alternancia de generaciones, los tamaños relativos del esporófito y del gametófito, y la relación entre ellos varía entre especies.
En plantas tales como el musgo, el gametófito es una planta de vida libre relativamente grande, mientras que el esporófito es pequeño y dependiente del gametófito. En otras plantas, como los helechos, el gametófito y el esporófito son de vida libre; sin embargo, el esporófito es mucho más grande y es lo que normalmente consideramos como helecho.
En las plantas con semillas, como las magnolias y las margaritas, el esporófito es mucho más grande que el gametófito: lo que nosostros consideramos la "planta" es casi completamente tejido esporófito. El gametófito está formado por solo unas pocas células y, en el caso del gametófito femenino, está completamente contenido dentro del esporófito (dentro de una flor).
¿Por qué se ha generalizado la reproducción sexual?
En cierto modo, la reproducción asexual, cuya descendencia consiste de clones genéticos de un padre, parece un sistema más simple y más eficiente que la reproducción sexual. Después de todo, si el padre vive con éxito en un hábitat particular, ¿no debería la descendencia con los mismos genes tener éxito también? Además, la reproducción asexual convoca a solo un individuo, lo que quita el problema de encontrar una pareja y hace posible que un organismo aislado se reproduzca.
A pesar de esto, son relativamente pocos los organismos multicelulares que son completamente asexuales. Entonces, ¿por qué es tan común la reproducción sexual? Esta cuestión ha sido calurosamente debatida y todavía hay desacuerdo sobre la respuesta exacta. Sin embargo, en general se cree que la reproducción sexual ofrece una ventaja evolutiva —y por lo tanto, está muy extendida entre los organismos vivos hoy en día— porque aumenta la variación genética y redistribuye las variantes de los genes para producir nuevas combinaciones. Los procesos que generan variación genética en todos los ciclos de vida sexual son: entrecruzamiento en la meiosis, la distribución aleatoria de cromosomas homólogos y la fecundación.
¿Por qué esta variación genética es algo bueno? A modo de ejemplo, consideremos el caso en el que el medio ambiente de una población cambia, quizá a través de la introducción de un nuevo patógeno o depredador. La reproducción sexual genera continuamente nuevas combinaciones aleatorias de variantes de genes. Esto hace más probable que uno o varios miembros de una población que se reproduce sexualmente por casualidad tenga una combinación que permita la supervivencia en las nuevas condiciones (por ejemplo, una que proporcione resistencia al patógeno o permita escapar de los depredadores).
A lo largo de generaciones, las variantes benéficas de un gen pueden propagarse a través de la población, lo que permite la supervivencia del grupo en las nuevas condiciones.
¿Quieres unirte a la conversación?
Sin publicaciones aún.