Reproducción en Animales: Diversidad de Estrategias y Ciclos Vitales

1. Reproducción Asexual

La reproducción asexual permite la generación de dos o más individuos genéticamente idénticos a partir de un solo progenitor, sin la intervención de células o órganos reproductores especializados. Este proceso se lleva a cabo mediante mitosis.

Métodos de Reproducción Asexual:

• Gemación: Formación de una yema o brote que crece adherido al organismo parental hasta convertirse en un individuo adulto. Característico de esponjas y pólipos.
• Fragmentación: Ruptura del cuerpo del animal en dos o más fragmentos, cada uno con la capacidad de regenerar un individuo completo. Se observa en pólipos, planarias y anélidos (poliquetos).

2. Reproducción Asexual en Otros Organismos

• Bipartición: En bacterias, el ADN se replica y la célula se divide en dos, cada una con una copia idéntica del material genético.
• Esporulación: Característico de esporozoos. El núcleo se divide múltiples veces, y cada núcleo hijo se rodea de citoplasma para formar esporas que se liberan al romperse la membrana de la célula original.
• Gemación (Hongos): En levaduras (hongos unicelulares), el núcleo se divide por mitosis, y uno de los núcleos hijos se traslada a una yema, dando lugar a una célula más pequeña.
• Polieмбriоnia: Un tipo especial de fragmentación donde un embrión de origen sexual se divide, produciendo dos o más individuos idénticos. Esto resulta en gemelos en humanos y es común en armadillos.

3. Reproducción Sexual

La reproducción sexual es la forma más común en animales. Implica la participación de células reproductoras haploides especializadas, los gametos, formados durante la gametogénesis en las gónadas (órganos reproductores).

La unión de gametos en la fecundación da lugar a un cigoto diploide, que origina un nuevo individuo.

Tipos de Reproducción Sexual en Animales:

• Reproducción Biparental: La más frecuente, involucra dos progenitores (macho y hembra) que producen gametos masculinos (espermatozoides) y femeninos (óvulos).
• Hermafroditismo: Los animales hermafroditas poseen órganos reproductores masculinos y femeninos.
• Partenogénesis: Desarrollo de un óvulo no fecundado.
  • Partenogénesis meiótica: Los óvulos son haploides (ej. abejas, donde óvulos no fecundados dan lugar a machos).
  • Partenogénesis ameiо́tica: Los óvulos se producen por mitosis, resultando solo en hembras (ej. platelmintos, crustáceos).

4. Ciclos Biológicos de los Animales

El ciclo biológico típico de los animales con reproducción sexual es diplonte, caracterizado por las siguientes etapas:

1. Fase Inicial: En reproducción sexual, es el cigoto (huevo fecundado). En reproducción asexual, puede ser una célula o un grupo de ellas.
2. Desarrollo y Crecimiento: A partir de la fase inicial, se forma el animal adulto mediante el desarrollo de órganos y crecimiento corporal.
   • Desarrollo Directo: Cambios graduales sin estados larvarios.
   • Desarrollo Indirecto: Incluye estados larvarios que alcanzan la forma adulta a través de la metamorfosis. Las larvas a menudo tienen hábitats y dietas diferentes a los adultos (ej. anfibios, insectos).
3. Reproducción: Los animales producen nuevos individuos.

5. Ventajas y Desventajas de la Reproducción Sexual y Asexual

• Reproducción Asexual:
  • Ventajas: Rápida, sencilla, bajo gasto energético, permite aumentar la población rápidamente. Eficaz si los organismos están bien adaptados al medio.
  • Desventajas: Poca o nula variabilidad genética en los descendientes.
• Reproducción Sexual:
  • Ventajas: Genera variabilidad genética, crucial para la adaptación de las especies al medio.
  • Desventajas: Compleja, mayor gasto energético.

La mayoría de los animales hermafroditas evitan la autofecundación para promover la variabilidad mediante la fecundación cruzada.

6. Metagénesis

Algunos animales combinan las ventajas de la reproducción asexual y sexual en su ciclo biológico. Esta alternancia se conoce como metagénesis, característica de algunos cnidarios. Un ejemplo es la alternancia entre la forma asexual (pólipo, por fragmentación) y la forma sexual (medusa, que produce gametos).

7. Gametogénesis

Proceso de formación de gametos (células haploides) a partir de células germinales en las gónadas. Incluye la meiosis, que reduce el número de cromosomas a la mitad y genera variabilidad genética.

Procesos de Gametogénesis en Vertebrados:

• Espermatogénesis: Formación de espermatozoides.
• Ovogénesis: Formación de óvulos.

8. Tipos de Gametos

• Isogamia: Gametos de igual forma y tamaño (común en algas).
• Anisogamia: Gametos de diferente forma y tamaño.
• Oogamia: Caso especial de anisogamia en animales, con un gameto femenino grande e inmóvil (óvulo) y un gameto masculino pequeño y móvil (espermatozoide).

9. Ovogénesis

Formación de óvulos en los folículos ováricos.

Fases de la Ovogénesis:

1. Proliferación y Crecimiento: Las ovogonias (diploides) se dividen por mitosis y aumentan de tamaño para formar ovocitos primarios.
2. División Meiótica I: Cada ovocito primario se divide, originando un ovocito secundario y el primer corpúsculo polar (ambos haploides).
3. División Meiótica II: El ovocito secundario se divide en una ovótida y el segundo corpúsculo polar. El primer corpúsculo polar también se divide.
4. Diferenciación: La ovótida se diferencia en óvulo; los corpúsculos polares se degeneran.

10. Espermatogénesis

Formación de espermatozoides en los túbulos seminíferos de los testículos.

Fases de la Espermatogénesis:

1. Proliferación y Crecimiento: Las espermatogonias (diploides) se dividen por mitosis y aumentan de tamaño para formar espermatocitos primarios.
2. División Meiótica I: Cada espermatocito primario se divide, dando lugar a dos espermatocitos secundarios (haploides).
3. División Meiótica II: Los espermatocitos secundarios se dividen, formando espermátidas.
4. Diferenciación: Cada espermátida se transforma en espermatozoide, desarrollando un flagelo.

11. Los Gametos: Espermatozoide y Óvulo

Presentan diferencias morfológicas notables:

• Óvulo: Célula grande, esférica e inmóvil. Contiene vitelo (sustancias de reserva). Posee gránulos corticales, membrana vitelina y corona radiada.
• Espermatozoide Humano: Pequeño, con tres partes: cabeza (núcleo haploide y acrosoma con enzimas), pieza media (mitocondrias) y cola (flagelo para la movilidad).

12. Fecundación: Unión de Gametos

Proceso de unión del óvulo y el espermatozoide para formar el cigoto diploide.

Etapas de la Fecundación:

1. Atracción de espermatozoides por el óvulo. Penetración de la corona radiada y la zona pelúcida mediante enzimas.
2. Fusión de las membranas plasmáticas. Liberación del contenido de los gránulos corticales, que modifican la membrana vitelina para impedir la entrada de más espermatozoides (formación de la membrana de fecundación).
3. Entrada del núcleo del espermatozoide al óvulo, formando el núcleo diploide del cigoto. Activación del metabolismo del óvulo fecundado e inicio del desarrollo embrionario.

Tipos de Fecundación:

• Fecundación Externa: Ocurre en medio acuático. Los gametos se liberan al exterior (ej. peces, anfibios).
• Fecundación Interna: Típica de animales terrestres y algunos acuáticos. El macho deposita los espermatozoides en las vías genitales de la hembra.
• Fecundación Cruzada: Cada gameto procede de un individuo diferente.
• Autofecundación: Los óvulos de un individuo son fecundados por sus propios espermatozoides.

13. Diformismo Sexual

Diferencias morfológicas notables entre machos y hembras de una misma especie.

14. Tipos de Desarrollo Embrionario

• Ovíparos: Los huevos son depositados en el exterior, donde ocurre el desarrollo (común en fecundación externa).
• Ovovivíparos: Fecundación interna; los huevos se desarrollan dentro del aparato reproductor de la madre, obteniendo nutrientes del vitelo del huevo (ej. algunos vertebrados e invertebrados).
• Vivíparos: Fecundación interna; los huevos se desarrollan en el útero de la hembra, que proporciona protección y nutrientes al embrión.

15. Segmentación o Blastulación

Proceso de divisiones celulares del cigoto para formar la blastula.

• Mórula: Etapa inicial de divisiones celulares, con blastómeros que dan un aspecto de mora.
• Blastula: Estructura embrionaria formada por una capa de células (blastodermo) que delimita una cavidad (blastocelo).

Tipos de Segmentación:

• Segmentación Total u Holoblástica: Afecta a todo el cigoto.
  • Igual: Blastómeros de tamaño similar.
  • Desigual: Blastómeros del polo vegetativo (macrómeros) son más grandes.
• Segmentación Parcial o Meroblástica: Las divisiones celulares no afectan a la zona con vitelo.
  • Discoidal: Solo se divide el polo animal, formando una discoblastula.
  • Superficial: El núcleo se divide múltiples veces en el centro del huevo, y los núcleos migran a la superficie para formar una capa de blastómeros (periblastula).

16. Tipos de Huevos de los Animales

• Isolecitos: Poco vitelo distribuido uniformemente (cnidarios, equinodermos, mamíferos).
• Mesolecitos: Mayor cantidad de vitelo concentrado en el polo vegetativo (algunos peces, anfibios).
• Telolecitos: Gran cantidad de vitelo en el polo vegetativo (mayoría de peces, reptiles, aves).
• Centrolecitos: Vitelo y núcleo en la parte interna, rodeados por citoplasma (insectos).

17. Gastrulación

Proceso por el cual la blastula se transforma en gástrula, formando las capas germinativas.

• Gástrula: Posee una capa interna (endodermo) y una capa externa (ectodermo). Se forma una nueva cavidad, el arquenteron, que se comunica con el exterior por el blastoporo.

Tipos de Animales según Capas Germinativas:

• Animales Diblásticos: Poseen ectodermo y endodermo.
• Animales Triblásticos: Desarrollan una tercera capa germinativa, el mesodermo, y pueden formar el celoma.

18. Formación del Mesodermo y el Celoma

• Esquizocelia: El mesodermo se forma a partir de células que migran hacia el blastocelo. Característico de protóstomos (moluscos, anélidos, artrópodos).
• Enterocelia: El mesodermo se forma a partir de evaginaciones del endodermo. Característico de deuteróstomos (vertebrados).

El Celoma:

Cavidad corporal rodeada por mesodermo.

• Acelomados: Carecen de celoma (mesodermo ocupa todo el blastocelo).
• Pseudocelomados: Tienen un falso celoma derivado del blastocelo, no completamente rodeado por mesodermo.
• Celomados: Poseen un verdadero celoma rodeado por mesodermo.

19. Organogénesis

Proceso de formación de órganos a partir de las capas germinativas:

• Ectodermo: Forma la epidermis, tejido nervioso y órganos sensoriales.
• Endodermo: Forma el revestimiento interno de los aparatos digestivo y respiratorio, tiroides y vejiga.
• Mesodermo: Forma el revestimiento de las cavidades corporales, músculos y huesos.

20. Desarrollo Postembrionario

Etapa de crecimiento y desarrollo tras el nacimiento o eclosión.

• Desarrollo Directo: Los jóvenes son similares a los adultos y crecen.
• Desarrollo Indirecto: Del huevo emerge una larva, a menudo muy diferente del adulto.
  • Metamorfosis Completa: Fases larvarias muy distintas a los adultos (ej. mariposas).
  • Metamorfosis Incompleta: Del huevo nace una ninfa que crece hasta el adulto (ej. saltamontes).

Geología Terrestre: Origen, Estructura y Composición

21. El Origen de la Tierra

Según la hipótesis de la nebulosa primitiva, el sistema solar se formó a partir de una nebulosa de gas y polvo. Tras su formación, la Tierra experimentó un intenso calor, provocando la fusión y la diferenciación de elementos por densidad.

22. Métodos de Estudio del Interior Terrestre

Debido a la limitada profundidad de las perforaciones, se utilizan métodos directos e indirectos.

22.1. Métodos de Estudio Directos:

Basados en el análisis de materiales extraídos de la Tierra:

• Análisis de materiales de minas.
• Estudio de materiales volcánicos.
• Análisis de testigos de sondeo.
• Estudio de afloramientos de rocas formadas en profundidad.

22.2. Métodos de Estudio Indirectos:

Basados en la determinación de propiedades físicas de la Tierra desde el exterior:

• Método Magnético: Estudia el campo magnético terrestre (magnetosfera) y sus variaciones, incluyendo la inversión de la polaridad (cambio de posición de los polos magnéticos).
• Método Eléctrico: Analiza la conductividad o resistividad eléctrica de las rocas, útil para prospección de agua subterránea.
• Método Gravimétrico: Mide variaciones en la aceleración de la gravedad (anomalías gravimétricas) para detectar variaciones en la densidad del subsuelo y yacimientos minerales.
• Estudio de Meteoritos: Los meteoritos proporcionan información sobre la composición de cuerpos celestes, similar a la de la Tierra primitiva.
• Método Sísmico: Estudia la propagación de ondas sísmicas (generadas por terremotos) para determinar la estructura interna de la Tierra.

23. El Método Sísmico y los Terremotos

Un terremoto es la liberación súbita de energía acumulada en las rocas. Las ondas sísmicas (internas y superficiales) se propagan a través de la Tierra, y su estudio (velocidad, reflexión, refracción) revela información sobre su composición y estructura.

Tipos de Ondas Sísmicas:

• Ondas Internas:
  • Ondas P (Primarias): Longitudinales, rápidas, atraviesan sólidos y líquidos.
  • Ondas S (Secundarias): Transversales, solo atraviesan sólidos.
• Ondas Superficiales:
  • Ondas Rayleigh: Movimiento elíptico del suelo.
  • Ondas Love: Movimiento horizontal de lado a lado.

El estudio de la propagación de las ondas P y S en el núcleo terrestre ha permitido determinar que el núcleo externo es fluido, creando zonas de sombra para estas ondas.

24. El Calor Interno de la Tierra

La Tierra emite calor (flujo geotérmico) debido a:

• Calor residual de su formación.
• Desintegración de elementos radiactivos.
• Calor liberado durante la diferenciación planetaria.

La convección del manto, evidenciada por el nivel D en la base del manto, implica el movimiento de materiales calientes ascendentes y fríos descendentes, formando penachos o plumas térmicas.

25. Minerales: Composición y Estructura

Los minerales son cuerpos sólidos, naturales, inorgánicos, homogéneos, con composición química definida y estructura cristalina. La mineralogía es la ciencia que los estudia.

Materia Cristalina:

Sus componentes químicos están ordenados en una red tridimensional (retículo cristalino), formada por la repetición de una celda unidad.

Cristales:

Minerales que presentan una forma poliedrica natural con caras, vértices y aristas. Se forman por procesos de cristalización.

Cristalogénesis (Formación de Cristales):

1. Nucleación: Formación de un germen o núcleo cristalino.
2. Crecimiento: Deposición de nuevas partículas sobre el núcleo.

Factores que Influyen en la Forma y Tamaño de los Cristales:

• Tiempo: Formación lenta produce cristales grandes.
• Espacio: Suficiente para el crecimiento libre.
• Reposo: La quietud del medio favorece la ordenación y el crecimiento.

Las geodas son cavidades revestidas de cristales, y las maclas son cristales unidos simétricamente.

26. Clasificación de los Minerales

Basada en su composición química:

• Silicatos: Los más abundantes en la corteza terrestre (aprox. 95%). Su estructura básica es un tetraedro de silicio y oxígeno. Se subdividen en:
  • Nesosilicatos: Tetraedros aislados.
  • Sorosilicatos: Tetraedros en parejas.
  • Ciclosilicatos: Tetraedros formando anillos.
  • Inosilicatos: Tetraedros formando cadenas (simples o dobles).
  • Filosilicatos: Tetraedros formando láminas.
  • Tectosilicatos: Tetraedros formando armazones tridimensionales.