Tema 11. Los seres vivos y las funciones de reproducción.

 

1. La reproducción y sus tipos
       1.1. Qué es la función de reproducción
       1.2. Formas de reproducción de los organismos unicelulares
2. La reproducción asexual
       2.1. La reproducción asexual en las plantas
       2.2. La reproducción asexual en los animales
       2.3. Las ventajas de la reproducción asexual
       2.4. Principales tipos de reproducción asexual en los animales
3. La reproducción sexual en las plantas
       3.1. La reproducción en las plantas sin semillas
       3.2. Así se reproducen los musgos
       3.3. La reproducción en las plantas con semillas
       3.4. La formación de los gametos, la polinización
       3.5. Aprende a trabajar en ciencias
       3.6. La fecundación y la formación de la semilla
       3.7. La dispersión de las semillas y la germinación
       3.8. El proceso de reproducción en las espermatofitas.
4. La reproducción sexual en los animales
       4.1. Los órganos sexuales
       4.2. La fecundación y sus tipos
       4.3. El desarrollo embrionario en invertebrados
       4.4. El desarrollo embrionario en los vertebrados
       4.5. El embrión y el huevo
       4.6. Aprende a trabajar en ciencias


Figura 1. Metamorfosis de algunos insectos

1. La reproducción y sus tipos

1.1. Qué es la función de reproducción

La reproducción es una cualidad de los seres vivos que asegura su supervivencia a lo largo del tiempo. Los organismos unicelulares, los pluricelulares y las células que forman parte de ellos tienen capacidad para reproducirse.

La reproducción es una función vital que permite a los seres vivos producir descendientes semejantes a ellos.

1.1.1. Tipos de reproducción

Existen dos formas de reproducción: asexual y sexual.

Actividades

  1. Define reproducción y distingue entre reproducción asexual y reproducción sexual.
  2. Cita los tipos de reproducción de los organismos unicelulares.

1.2. Formas de reproducción de los organismos unicelulares

El proceso de reproducción lleva a una célula, llamada célula madre, a dividirse en dos o más células hijas idénticas.

1.2.1. Bipartición

La célula madre se divide en dos células hija iguales. Así se reproducen muchos seres unicelulares, como las bacterias, y las células de los organismos pluricelulares, como las de nuestro cuerpo.

2.1.2. La Gemación

La célula madre se divide en dos células hija, una de mayor tamaño y otra que se desarrolla sobre la anterior como una yema. Las levaduras presentan este tipo de reproducción.

1.2.2. Esporulación

La célula madre forma numerosas células hija, llamadas esporas, que permanecen dentro de ella hasta que se rompe su membrana para liberarlas. Así se reproducen algunos protozoos (Esporozoos) .


Figura 2. Reproducción celular por bipartición.

Figura 3. Gemación.

Figura 4. Esporulación.

2. La reproducción asexual

2.1. La reproducción asexual en las plantas

Existen tres formas de reproducción asexual en las plantas:


Figura  5.

Figura 6


Figura 7. Tubérculo, patata.

Bulbo de cebolla: Tallo subterráneo con hojas carnosas superpuestas a partir de las cuales se forman bulbos hijos (cebolla). Estolones: Tallo aéreo que crece horizontalmente sobre la superficie del suelo sobre el que se forman yemas que originan nuevas plantas (cinta y  fresa).

Figura  8. Rizoma de lirio.

Figura 9. Bulbilos: Kalanchoe daigremontiana.
Tubérculo: Tallo subterráneo engrosado en el extremo que se desprende formando una nueva planta (patata).
Rizoma: Tallo subterráneo horizontal que desarrolla yemas que forman nuevas plantas (lirio, gramíneas). Bulbilos: Son yemas que se forman en el borde de las hojas. Cuando alcanzan cierto tamaño caen al suelo y enraizan, generando nuevas plantas.

Actividades

  1. Cita los tipos de reproducción asexual en las plantas.
  2. ¿Qué tipo de tallos subterráneos producen propágulos como medio de reproducción?

2.2. La reproducción asexual en los animales

En este tipo de reproducción, participa un solo individuo y es propio de animales invertebrados, como las esponjas, los anélidos o los cnidarios.
La reproducción asexual suele consistir en la división del cuerpo del animal en dos o más partes que se desarrollan para dar lugar a individuos hijos.

2.2.1. La reproducción asexual y la regeneración

Algunos animales, como las esponjas, estrellas de mar o la lombriz de tierra, cuando pieden una parte de su cuerpo pueden volver a regenerar el fragmento perdido. Esta capacidad también la utilizan ciertos animales para desprenderse voluntariamente de una parte de su cuerpo como mecanismo de defensa cuando son atacados por un depredador, lagartijas por ejemplo.

2.2.2. Necesitas saber que...

La poliembrionía

Es un tipo de reproducción asexual característica de algunos animales vertebrados, como el armadillo, y algunos invertebrados, como las avispas. Consiste en la división de un embrión en varios desarrollando cada uno de ellos un nuevo individuo. ("Gemelos" en vertebrados).

2.3. Las ventajas de la reproducción asexual

Este tipo de reproducción no necesita nada más que un individuo para llevarse a cabo. Esto permite que los organismos se reproduzcan muy rápidamente, en condiciones extremas y, además, se aseguran que sus hijos sean idénticos a ellos (clones), lo que les garantiza una mejor adaptación a un medio poco cambiante. Generalmente, recurren a este tipo de reproducción muchos animales del plancton y otros que viven fijos, como las esponjas o los pólipos.

Figura 10. Regeneración de una estrella de mar. Las estrellas de mar tienen una gran capacidad para regenerar los brazos heridos o perdidos de forma voluntaria.

2.4. Principales tipos de reproducción asexual en los animales

2.4.1. Fragmentación o escisión

Algunos animales pueden dividir su cuerpo en varias partes, cada una de las cuales es capaz de generar un individuo completo. Este tipo de reproducción la presentan, en ocasiones, las esponjas, los anélidos, cnidarios y los equinodermos (algunas estrellas de mar, que pueden dividir su disco central en varias partes regenerando cada una el resto del disco y los brazos que le faltan).

2.4.2. Gemación

Los nuevos seres se desarrollan a partir de una yema que crece sobre el cuerpo del progenitor. De esta forma se reproducen las esponjas y los cnidarios. En ocasiones, la yema puede independizarse, como ocurre en la hidra de agua dulce; en otras, queda unida al progenitor formando una colonia, en la que los individuos asumen distintas funciones, como sucede en los corales.


Figura 11. Escisión de un pólipo para formar medusas.

Figura 12. Yema de una Hidra de agua dulce.

Figura 13. Esponja de agua dulce
Los cnidarios, como las medusas, durante su ciclo de vida forman un pólipo que se fija al fondo marino. Este fragmenta su cuerpo transversalmente por escisión en numerosos discos que se desprenden y cada uno de ellos desarrolla una nueva medusa. En las esponjas de agua dulce, se forman unas yemas internas (llamadas gémulas) que están recubiertas por una capa protectora que les permite resistir condiciones desfavorables. Cuando la esponja progenitora muere, las gé­mulas quedan libres y desarrollan nuevas esponjas.

Actividades

  1. ¿En qué consiste la reproducción asexual en los animales?
  2. ¿Crees que la regeneración es un mecanismo reproductor? Justifica tu respuesta.
  3. Cita las ventajas de la reproducción asexual en los animales.
  4. ¿Qué es la gemación? ¿En qué se diferencia la gemación en organismos unicelulares y pluricelulares?
  5. ¿Qué diferencias encuentras entre las yemas y las gémulas de las esponjas?
  6. ¿Qué diferencia crees que existe entre la escisión y la poliembrionía?

3. La reproducción sexual en las plantas

La reproducción sexual en las plantas se caracteriza porque en ella intervienen dos individuos, cada uno de los cuales aporta un gameto: el anterozoide (gameto masculino móvil) y la ovocélula (gameto femenino inmóvil).
La reproducción sexual origina seres diferentes a sus progenitores, lo que representa una ventaja en el medio terrestre, cuando se producen cambios en las condiciones ambientales.

3.1. La reproducción en las plantas sin semillas

Las plantas sin semillas, como los musgos y los helechos, tienen un ciclo de vida con dos generaciones: una, llamada gametofito (predominante), que se reproduce sexualmente mediante gametos, y otra, denominada esporofito, que se reproduce asexualmente mediante esporas. Por eso, decimos que existe una alternancia de generaciones.

3.2. Así se reproducen los musgos

En el extremo de alguno de los cauloides (falsos tallos) que forman el gametofito, se encuentran los anterídios, productores de los gametos masculinos, anterozoides. Estos, a través del agua, nadan hasta los extremos de otros cauloides que tienen los arquegonios y allí fecundan a la ovocélula u oosfera .
El esporofito es una pequeña cápsula sujeta por un fino pedúnculo. Se forma después de la fecundación. En ella se originan numerosas esporas que salen al exterior cuando están maduras y se dispersan a grandes distancias. Allí germinan y forman nuevos gametofitos.


Figura 14. Ciclo de vida de un musgo.

3.3. La reproducción en las plantas con semillas

Las plantas con semillas también tienen un ciclo de vida con dos generaciones, que se caracteriza porque el esporofito alcanza un gran desarrollo (árboles, plantas herbáceas, etc.) mientras que el gametofito ha quedado reducido a unas pocas células ocultas dentro de la flor.

Estas plantas se han independizado del medio acuático para la reproducción, ya que sus gametos no requieren agua para la fecundación.

En la reproducción de las plantas con semillas, se pueden distinguir varios procesos: la formación de gametos, la polinización, la fecundación, la formación de la semilla y del fruto, la dispersión de la semilla (o del fruto) y la germinación.

3.4. La formación de los gametos, la polinización

3.4.1. La formación de gametos: la flor

La flor es la estructura encargada de la repro­ducción de las plantas con semillas, pues contiene los órganos reproductores masculinos (estambres) y los femeninos (carpelos).

  • Los estambres. Están formados por un filamento y una parte terminal ensanchada, la antera. En ellas se generan los granos de polen, en cuyo interior se originan los anterozoides (gametos masculinos).
  • Los carpelos. Tienen forma de botella y en ellos se distinguen tres partes: el estilo, el estigma que forman el pistilo y el ovario, donde se encuentra las ovocélulas (ovulos o gametos femeninos).

3.4.2. La polinización

La polinización es el transporte de los granos de polen (que contienen los anterozoides) des­de las anteras de los estambres a los estig­mas de los carpelos. La polinización se realiza generalmente entre flores diferentes, pues la maduración de los estambres y los carpelos no coincide en la misma flor.


Figura 15. Partes de una flor.

Actividades

  1. Cita las características de la reproducción de las plantas sin semillas.
  2. La polinización es característica de las plantas con semillas. ¿Podrías decir en qué consiste?

3.5. Aprende a trabajar en ciencias

3.5.1. ¿Cómo se lleva a cabo la polinización?

Algunas flores, de las  Angiospermas, tienen un cáliz y una corola con formas y colores muy atractivos, con sustancias olorosas y néctar, con los que atraen a los animales, principalmente insectos. Las flores de las Gimnospermas, como las de las coniferas, son poco llamativas y no atraen a los animales. Por esto, producen enormes cantidades de granos de polen. Fíjate en las siguientes fotografías y responde a las actividades que se proponen.


Figura 16. Polinización de muchas angispermas .

Figura 17. Flor de Pinus nigra o pino laricio soltando polen.( Pasa el puntero por encima para ampliar).

Actividades

  1. ¿Qué función desempeñan los insectos que acuden a las flores?
  2. ¿Qué medio de transporte crees que utiliza la planta de la fotografía para que el polen llegue a las flores femeninas?

3.6. La fecundación y la formación de la semilla

La fecundación es la unión de una ovocélula con un anterozoide, que forma una célula llamada cigoto.

Cuando el grano de polen llega al estigma, forma un tubo polínico por el que penetran los anterozoides para llegar a la ovocélula (que se encuentra dentro del óvulo del carpelo) y fecundarla.
A partir del cigoto se desarrolla un embrión, mientras que el óvulo sufre una serie de transformaciones hasta convertirse en una semilla, que contiene las sustancias que alimentarán al embrión, y unas cubiertas, que lo protegerán.

La semilla puede permanecer desnuda si los óvulos no están incluidos en un ovario, como ocurre en las gimnospermas (coníferas), o estar rodeadas por un fruto que las protege, como en las angiospermas. El fruto se forma alrededor de la semilla a partir de las paredes del ovario. Puede ser seco o carnoso y contener una o varias semillas.


Figura 17.1. Almendras: Frota seca.

Figura 17.2. Varias frutas carnosas.


Actividades

  1. ¿Qué es un fruto? ¿Cuáles son sus funciones?
  2. ¿Cuál es la principal diferencia en­tre la fecundación de las plantas con semillas y las plantas sin semillas?
  3. En tu CD-ROM encontrarás el esquema «Mecanismos de disper­sión de semillas y de frutos». Haz una tabla con los diferentes tipos de dispersión.

3.7. La dispersión de las semillas y la germinación

Los frutos favorecen la dispersión de las semillas a gran distancia, para lo que recurren a distintos sistemas, como los animales, el viento, el agua o a mecanismos de autopropulsión.


Figura 18. Dispersión de semillas por medio de animales. Excremento de garduña con semillas de rosal silvestre y espino albar.


Figura 19. Dispersiónm por el viento de semmillas de Adelfa.

Figura 20. Dispersión de semilla de cocotero por el agua.

Figura 21. Pepinillo del diablo (Ecballium elaterium)

 

Si las condiciones son favorables, la cubierta de la semilla se abre y el embrión crece; primero, por la raíz y, a continuación, por el tallo. Este contiene una o dos hojitas llamadas cotiledones, que alimentarán a la plantita en la primera etapa del desarrollo.


Figura 22. Germinación de una semilla de planta dicotiledonea,

3.8. El proceso de reproducción en las espermatofitas (Angiospermas).


Figura 23. Ciclo reproductor de las Angiospermas.

4. La reproducción sexual en los animales

Se caracteriza porque en ella participan dos progenitores de sexo diferente: un macho, que produce gametos masculinos, y una hembra, que fabrica gametos femeninos.
Una excepción son los animales hermafroditas, como la lombriz de tierra o el caracol de huerta, en los que el mismo animal fabrica am­bos tipos de gametos. Cuando los machos son muy diferentes de las hembras, se dice que existe dimorfismo sexual.
La reproducción sexual en los animales consta de tres etapas: la for­mación de los gametos en los órganos sexuales, la fecundación y el desarrollo embrionario.

4.1. Los órganos sexuales

Aunque la estructura del aparato reproductor puede variar en los diferentes filos del reino animal, su organización básica es similar en todos. Los órganos reproductores son las gónadas que se encargan de fabricar los gametos.
Las gónadas de los machos se llaman testículos y, cuando los animales alcanzan la madurez sexual, estos liberan una gran cantidad de gametos móviles denominados espermatozoides. Las de las hembras son los ova­rios y producen un número limitado de gametos inmóviles llamados óvu­los. Los órganos hermafroditas producen los dos tipos de gametos.
Imágenes: En el caso de las aves, el dimorfismo sexual suele referirse al plumaje. Los machos (B) presentan un plumaje más llamativo que el de las hembras (A).


Figura 24. Hembrea de petirrojo

Figura 25. Petirrojo macho .

Figura 26. Tangara rojinegra tropical hembra

Figura 27. Tangara rojinegra tropical macho.

4.2. La fecundación y sus tipos

La fecundación es la unión de un espermatozoide con un óvulo para originar un cigoto. Este proceso puede tener lugar fuera del órgano reproductor feme­nino o en su interior.

4.2.1.  Fecundación externa

Muchos animales acuáticos tienen este tipo de fecunda­ción. Para facilitar el encuentro en el agua, en algunas ocasiones, machos y hembras liberan un gran número de gametos de forma simultánea. En otras, la hembra deposita los huevos en el fondo del medio acuático, y el macho los fertiliza expulsando el esperma sobre ellos.


Video 1. Fecundación externa en el Coral.

2.4.Fecundación interna

Ocurre en el interior del aparato reproductor femenino (un medio húmedo que facilita el desplazamiento de los espermatozoides hasta el óvulo). Para ello, disponen de órganos especiales para introducir los gametos masculi­nos en el aparato reproductor femenino. La mayoría de animales presentan este tipo de fecundación.



Figura 28. Fecundación interna en Caballitos de mar (Hipocampus).

4.3. El desarrollo embrionario en invertebrados

El desarrollo de los embriones se produce en el interior de huevos que, en la mayor parte de los invertebrados, son depositados en el me­dio en el que viven. A los animales con este tipo de desarrollo se les denomina ovíparos. El desarrollo puede ser indirecto o directo.

El desarrollo directo

En este caso, del huevo nace un individuo similar al adulto, que en los insectos se denomina ninfa. Esta crece, mediante mudas, para alcanzar el tamaño adulto.

El desarrollo indirecto

Sucede cuando entre el embrión y el adulto transcurre una etapa de larva. Esta se alimenta por sí misma y sufre una serie de cambios profundos denominados metamorfosis, para dar lugar al adulto. Este proceso se da en la mayoría de los invertebrados acuáticos y en algunos insectos.


Figura 29. Desarrollo directo de los saltamontes e indirecto de las mariposas.

Figura 30. Metamorfosis de un coleóptero.

 

Actividades

  1. ¿Qué caracteriza a la reproducción sexual de los animales?
  2. ¿Por qué la fecundación externa es más frecuente en los animales acuáticos?
  3. Consulta en tu CD-ROM el esquema «El ciclo de vida de la tenia». ¿Cómo es el desarrollo de este parásito?

Figura 31.Ciclo vital de la Tenia.

4.4. El desarrollo embrionario en los vertebrados

El desarrollo del embrión puede realizarse en el interior de huevos (animales ovíparos y ovovivíparos) o dentro del útero materno (animales vivíparos).
Generalmente, el desarrollo es directo, excepto en algunos anfibios, que es indirecto y, tras la eclosión, las larvas sufren metamorfosis.

Animales ovíparos

Es el caso de muchos vertebrados. Las hembras dejan los huevos fuera de su cuerpo para que se desarrollen. Para ello, el huevo posee una sustancia nutritiva llamada vitelo, que sirve de alimento al embrión. Algunos animales que no cuidan de la puesta ponen gran cantidad de huevos para garantizar su supervivencia; los que la cuidan suelen poner pocos.

Animales ovovivíparos

Algunos peces y reptiles incuban los huevos en el interior de su cuerpo, aunque el embrión se alimenta sólo del vitelo que contiene. Las crías de estos animales salen al exterior ya formadas.

Animales vivíparos

La mayoría de los mamíferos son vivíparos, a excepción de los monotremas, como el ornitorrinco y el equidna , que se reproducen por huevos. El embrión se desarrolla en el aparato reproductor femenino dentro del útero y se alimenta a través de la placenta, que conecta al embrión con la madre.

Actividades

  1. ¿Qué tipos de desarrollo tienen los vertebrados?
  2. ¿Cuál es la principal diferencia entre los animales ovíparos y los ovovivíparos?

4.5. El embrión y el huevo

  • Los peces y los anfibios realizan la puesta en el agua. Sus huevos carecen de cascara y se secan si están mucho tiempo en contacto con el aire.
  • Los huevos de los reptiles y de las aves pueden desarrollarse en el suelo, ya que tienen una cáscara más o menos dura y unas membranas que rodean el embrión, lo protegen, le suministran oxígeno y lo mantienen húmedo dentro de un medio líquido.
  • En los mamíferos, el embrión está protegido dentro del útero materno, rodeado por una membrana llamada amnios que contiene el líquido amniotico .

 


Figura 32. Desarrollo placentario de los mamíferos.

 


Figura 33. Desarrollo embrionario en el huevo de   un ave
  1. Describe las características del huevo de las aves y sus funciones.
  2. ¿Qué función tiene el vitelo? ¿Y el amnios?

4.6. Aprende a trabajar en ciencias

El desarrollo de la rana

El proceso puede resumirse en el esquema adjunto:

Actividades

  1. Explica por qué crees que las ranas viven junto al agua o en sitios muy húmedos.
  2. Si una rana pusiera sus huevos en tierra, no sobreviviría ningún embrión. Explica de forma razonada cuál es la causa.
  3. ¿Qué órganos respiratorios tendrá un renacuajo? ¿Por qué?
  4. ¿Qué transformaciones visibles sufren los renacuajos?
  5. Haz un resumen detallado de cada una de las etapas que experimentan las larvas de las ranas hasta convertirse en adultos.
  6. Algunos huevos de las ranas no desarrollan renacuajos. ¿A qué crees que se debe?

Figura 34. Metamorfosis de los anuros. (Rana).