La reproducción sexual en los animales y plantas IES Bañaderos Tema 5

La reproducción sexual en los animales La fecundación El desarrollo embrionario (I) El desarrollo embrionario (II) El desarrollo post-embrionario La reproducción en las plantas espermafitas La polinización La fecundación y la formación de semillas La dispersión de las semillas y la germinación La reproducción en las plantas y la biotecnología Tipos de ciclos biológicos

Sistemas o aparatos reproductores ÓRGANOS REPRODUCTORES GAMETOS las masculinas se llaman constituidos por forman los TESTÍCULOS las femeninas se llaman OVARIOS ÓRGANOS SEXUALES ACCESORIOS ÓRGANOS SEXUALES PRIMARIOS O GÓNADAS las hermafroditas se llaman OVOTESTES APARATO REPRODUCTOR DE UN INVERTEBRADO APARATO REPRODUCTOR HUMANO Pene Ovario Trompa de Falopio Testículo Pene Vesícula seminal Útero Ovopositor Vagina Vagina Ovario con óvulos Testículo Vulva Excepto en la mayoría de los mamíferos, los conductos genital y excretor y el intestino desembocan en una cámara común, llamada cloaca que comunica con el exterior

Aparato reproductor humano “masculino”

Aparato reproductor humano “femenino”

La formación de gametos en animales GAMETOGÉNESIS ESPERMATOGÉNESIS OOGÉNESIS FASE DE PROLIFERACIÓN Oogonias Desarrollo embrionario Toda la vida fértil Espermatogonias Las células se dividen por mitosis para formas células diploides 2n (espermatogonias u oogonias) FASE DE CRECIMIENTO Espermatocito de primer orden Oocito de primer orden Las espermatogonias y ooganias crecen y se transforman en espermatocitos y oocitos de primer orden (2n) Espermatocitos de segundo orden (n) FASE MEIÓTICA O DE MADURACIÓN Células haploides (n) Oocito de segundo orden (n) Primer corpúsculo polar Espermátidas FASE DE DIFERENCIACIÓN Segundo corpúsculo polar Espermatozoides Óvulo

Espermatozoides Cabeza con el núcleo, en su extremo se forma el acrosoma que contiene enzimas líticos para disolver la membrana del óvulo Cuello con abundantes mitocondrias Cola formada por un largo flagelo

Óvulo En el citoplasma se almacena sustancia de reserva Vitelo y pequeñas vesículas derivadas del aparato de Golgi, los gránulos corticales Corona radiada Zona pelúcida

La fecundación La fecundación es el proceso de fusión de los gametos para formar el cigoto Los gametos son liberados al exterior donde se producirá la fecundación. Animales acuáticos menos pulpo, mamíferos y algunos peces EXTERNA FECUNDACIÓN INTERNA Es necesario el apareamiento entre machos y hembras. Espermatóforos paquete de espermatozoides que son transferidos a las hembras

La fecundación interna

Membrana de fecundación La fecundación El espermatozoide se pone en contacto con el óvulo perforando su membrana con los enzimas del acrosoma Se fusionan las membranas de ambos gametos y penetra el núcleo del espermatozoide al interior del óvulo El óvulo forma la membrana de fecundación repeliendo a los demás espermatozoides Se fusionan ambos núcleos (cariogamia) para formar el núcleo diploide del cigoto Espermatozoides MECANISMO DE LA FECUNDACIÓN Fusión de las membranas Acrosoma Membranas externas Gránulo cortical Membrana de fecundación Gránulo cortical descargando su contenido

Fecundación en animales Un espermatozoide fecunda un óvulo. El espermatozoide pierde la cola. Los núcleos se fusionan. División de la célula huevo. Célula huevo. Óvulo y espermatozoide. Cigoto

La fecundación y desarrollo Según el lugar donde suceda la fecundación y se desarrolle el cigoto o célula huevo se distinguen tres tipos de reproducción Ovípara. Los huevos (fecundados o sin fecundar) son expulsados al medio externo. Ovovípara. Los huevos se desarrollan en el interior del aparato reproductor de la hembra. Vivípara. Los huevos se desarrollan en el interior del aparato reproductor materno, que contribuye a la nutrición del embrión durante el desarrollo

El desarrollo embrionario. Segmentación En el desarrollo embrionario de los animales se distinguen las fases de segmentación, gastrulación, formación del mesodermo y celoma y organogénesis. SEGMENTACIÓN DE UN HUEVO CON ESCASO VITELO Blastómeros Célula huevo Blastocele Mórula Blástula

GASTRULACIÓN EN ANIMALES DIBLÁSTICOS Una vez formada la blástula, se producen desplazamientos de las células y plegamiento que dan como resultado la gástrula. GASTRULACIÓN EN ANIMALES DIBLÁSTICOS Blastocele Arquenterón Ectodermo Endodermo Blastoporo GÁSTRULA Los animales que terminan su desarrollo embrionario en este estadio, se denominan diblásticos por poseer dos paredes u hojas embrionarias.

Desarrollo de protóstomos Entre los animales triblásticos existen dos modelos de desarrollo: PROTÓSTOMOS DEUTERÓSTOMOS Forman la boca a partir del blastoporo La boca se abre en un lugar diferente al blastoporo DESARROLLO DE PROTÓSTOMOS Células mesodérmicas Endodermo Futuro intestino Ectodermo Futuro ano Arquenterón Arquenterón: futuro esófago Futura boca Blastoporo El desarrollo embrionario se completa con la formación de los órganos a partir de las hojas embrionarias en un proceso llamado organogénesis.

Formación del mesodermo y el celoma En muchos animales se forma una tercera hoja: el mesodermo. Los animales que tienen mesodermo se llaman triblásticos. Células mesodérmicas Ectodermo Hoja visceral Arquenterón Endodermo Celoma Mesodermo Hoja parietal Blastoporo El mesodermo está constituido por dos hojas: La hoja parietal, que se suelda al ectodermo. Entre ambas hojas queda la cavidad general del cuerpo: el celoma. La hoja visceral, que se adhiere al endodermo.

El desarrollo pos-embrionario DESARROLLO POS-EMBRIONARIO Comienza con el parto en los animales vivíparos o la eclosión del huevo en los ovíparos. El nuevo individuo inicia un período de crecimiento que prosigue hasta alcanzar el estado adulto y la madurez reproductora DESARROLLO POS-EMBRIONARIO DESARROLLO DIRECTO DESARROLLO INDIRECTO Consiste en un 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 Típico en animales ovíparos con abundantes reservas de vitelo (aves, reptiles, insectos primitivos) y en mamíferos Cuando las reservas del huevo no son abundantes

Metamorfosis sencilla Metamorfosis compleja Tiene lugar en anfibios, moluscos, muchos insectos… La larva cambian gradualmente hasta transformarse en adulto y sin pasar por una etapa de inactividad En insectos la larva se transforma en adulto por muda de la cubierta externa. Metamorfosis compleja La larva detiene su actividad y atraviesa una etapa denominada ninfa, pupa o capullo.

LA REPRODUCCIÓN EN LAS PLANTAS ESPERMAFITAS

La flor Es el órgano reproductor de las plantas espermatofitas (con semillas). Está formada por un conjunto de hojas muy modificadas agrupadas en círculos llamados verticilos florales. ESTAMBRE CARPELO Antera Estigma Gineceo FLOR COMPLETA Corola Polen Estilo Pétalos Sacos polínicos Filamento Androceo Ovario Óvulo Sépalos Receptáculo Óosfera Saco embrionario Cáliz Pedúnculo floral

Esquema de las estructuras florales (hojas estériles) Pedúnculo floral que se unen a la planta por el LA FLOR está formada por Verticilos florales Presenta un ensanchamiento receptáculo pueden ser Fértiles Estériles Gineceo Periantio FLOR COMPLETA como Corola Pétalos Cáliz Corola formado por formado por Sépalos Pétalos Androceo Hojas verde Hojas coloreadas Sépalos Receptáculo Pedúnculo floral Cáliz

Esquema de las estructuras florales (Hojas fértiles) que se unen a la planta por el LA FLOR está formada por Verticilos florales Pedúnculo floral pueden ser Fértiles Estériles Androceo ESTAMBRE Antera como Gineceo CARPELO Estigma Polen Sacos polínicos Estilo Androceo Gineceo Filamento formado por formado por Ovario Óvulo Estambres Carpelos Óosfera Pistilo que constan de que constan de Saco embrionario Estigma Anteras Filamentos en su interior se encuentran los Estilo Sacos polínicos Ovario Oosfera en su interior se encuentran los donde se forman los Óvulos cada uno contiene una Granos de polen

Esquema de las estructuras florales Pedúnculo floral LA FLOR está formada por Verticilos florales que se unen a la planta por el ESTAMBRE pueden ser Antera Fértiles Estériles Androceo CARPELO Polen Estigma Sacos polínicos como Periantio como Filamento Estilo Cáliz Corola Androceo Gineceo Ovario formado por formado por formado por formado por Óvulo Óosfera Estambres Sépalos Pétalos Carpelos Saco embrionario que constan de que constan de Hojas verde Hojas coloreadas Filamentos Estigma Anteras en su interior se encuentran los Estilo Oosfera Sacos polínicos Ovario cada uno contiene una en su interior se encuentran los donde se forman los Óvulos Granos de polen

SEGÚN LA PROCEDENCIA DEL POLEN La polinización La polinización es el proceso por el cual los granos de polen que contienen los gametos masculinos son transportados desde los estambres hasta los estigma que contienen las oosfera SEGÚN LA PROCEDENCIA DEL POLEN AUTOPOLINIZACIÓN POLINIZACIÓN CRUZADA De distintas plantas De la misma flor o planta Aunque la mayoría de especies tienen flores hermafroditas, recurren a la polinización cruzada para aumentar la diversidad genética. La autofecundación se evita por ejemplo madurando los órganos masculinos y femeninos en momentos diferentes

Mecanismo de transporte del polen SEGÚN EL MECANISMO DE TRANSPORTE DEL POLEN POLINIZACIÓN ANEMÓGAMA POLINIZACIÓN ENTOMÓGAMA Estambres Espiga Estambre marchito FLOR DE TRIGO Carpelo inmaduro Carpelo maduro Trompa del insecto Estigma Nectario El transporte del polen lo realiza el viento. Fabrican gran cantidad de polen que liberan al aire El transporte lo lleva a cabo los insectos, (también, aves o murciélagos). Estas plantas tienen adaptaciones para atraer a los animales polinizadores. Producción de néctar, colores de las flores, aromas, etc.

Formación de la semilla DOBLE FECUNDACIÓN EN ANGIOSPERMAS 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. En el interior del óvulo se forma el saco embrionario formado por ocho células haploides una de ellas con dos núcleos núcleos secundarios. Entre las células haploides se encuentra la oosfera Grano de polen Tubo polínico Núcleos secundarios Núcleos espermáticos Por el tubo polínico descienden dos gametos masculinos (núcleos espermáticos). DOBLE FECUNDACIÓN EN ANGIOSPERMAS 1er núcleo espermático 2o núcleo espermático núcleos secundarios oosfera Saco embrionario cigoto tejido triploide (3n) Oosfera embrión de la semilla Albumen reserva nutritiva

MEMBRANAS PROTECTORAS La semilla Tras la fecundación el óvulo se transformará en la semilla y el ovario sufrirá modificaciones hasta formar el fruto. El resto de estructuras ya inútiles desaparecen. SEMILLA EMBRIÓN RADÍCULA PLÚMULA COTILEDONES Pequeña raíz Tallito ALBUMEN Hojas embrionarias MEMBRANAS PROTECTORAS DICOTILEDÓNEAS MONOCOTILEDÓNEAS Grano de trigo Judía Maíz

El fruto En las plantas con verdaderas flores, las semillas se encuentran encerradas en el interior del ovario que se transforma en un fruto En ellos se acumulan sustancias de reserva que sirven de alimento a muchos animales Las semillas son depositadas con las heces. En los que las paredes del ovario se impregnan de una sustancia leñosa y se endurecen para proteger a la semilla y evitar la desecación. FRUTO CARNOSO SECO Sámara de arce

La germinación de la semilla La semilla puede permanecer largos años en estado latente, germinando cuando las condiciones son favorables. Meristemo apical La entrada masiva de agua provoca la ruptura de los tegumentos. Primeras hojas Cotiledones Tegumento Restos del tegumento Radícula Ápice 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. La radícula es la parte que primero se abre paso.

Ciclos biológicos 2n 2n n n n 2n CICLO HAPLONTE CICLO DIPLONTE Fecundación Meiosis n Gametos Meiosis 2n Cigoto Fecundación n Gametos 2n n 2n Cigoto CICLO HAPLONTE CICLO DIPLONTE Es característico de organismos que poseen una dotación cromosómica haploide. La meiosis tiene lugar tras la fecundación. Es característico de organismos que poseen una dotación cromosómica diploide. La meiosis tiene lugar antes de la fecundación.

CICLO DIPLOHAPLONTE DE UN HELECHO Es característico de organismos que presentan alternancia de fases en su ciclo biológico con dos tipos de individuos, haploides y diploides. CICLO DIPLOHAPLONTE DE UN HELECHO Esporofito adulto (2n) 2n Célula esporógena Esporangio (2n) 2n Cigoto CICLO DIPLOHAPLONTE Meiosis Fecundación Fase esporofítica Gametos (n) n Gametos n Meiosporas Meiosis Fecundación Fase gametofítica Espora (n) Espora en germinación Gametofito adulto (n) Gametofito joven (n)

Ciclo biológico de las espermatofitas Semilla Esporofito diploide (degeneran) Fruto Albumen (3n) Embrión de la semilla (2n) Antera Ovario DOBLE FECUNDACIÓN MEIOSIS Núcleos haploides Formación del tubo polínico Granos de polen Núcleos haploides Macroespora (n) Núcleos secundarios Núcleo de la oosfera Macroesporas que degeneran Saco embrionario

Evolución de los ciclos de las plantas FASE ESPOROFÍTICA La evolución de las plantas guarda una estrecha relación con la evolución de sus ciclos diplohaplontes. En estos ciclos se observa una regresión de la fase gametofítica a medida que los grupos vegetales evolucionan. FASE GAMETOFÍTICA Musgos Helechos Espermafitas EVOLUCIÓN

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