Fertilización
Definición de fertilización
La fertilización es el proceso mediante el cual los gametos masculinos y femeninos se fusionan, iniciando el desarrollo de un nuevo organismo.
El gameto masculino o ‘esperma’ y el gameto femenino, ‘huevo’ u ‘óvulo’ son células sexuales especializadas, que se fusionan para comenzar la formación de un cigoto durante un proceso llamado reproducción sexual.
Tipos de fertilización
Fertilización en animales
El proceso de fertilización en los animales puede ocurrir de manera interna o externa, una diferencia que está determinada en gran medida por el método de nacimiento. Los animales que utilizan la reproducción vivípara y ovovivípara (los embriones se desarrollan dentro del cuerpo del animal) y los ovíparos que ponen huevos de cáscara dura utilizan la fertilización interna.
La fertilización interna implica la unión de espermatozoides y óvulos dentro del cuerpo del padre (generalmente femenino). Para que ocurra la fertilización interna, el macho debe implantar su esperma en los tractos reproductivos femeninos. La implantación se puede lograr mediante: la cópula, en la que la transferencia de esperma se realiza mediante la inserción del pene u otro órgano intromitante masculino y la eyaculación en la vagina, o la cloaca: o mediante un beso cloacal, en el que dos aves presionan sus cloacas juntas y los espermatozoides tiene lugar la transferencia. Algunos animales, como moluscos, arácnidos, salamandras y ciertos insectos, transfieren un espermatóforo, un paquete o cápsula que contiene espermatozoides, que se almacena dentro de la cloaca hasta que se produce la oviposición.
Los animales que son ovíparos, aunque producen huevos que faltan, o tienen membranas de huevo delgadas, se reproducen por fertilización externa. La fertilización externa es una estrategia reproductiva que involucra la unión de gametos fuera del cuerpo, ya sea en un evento de desove, donde los gametos de ambos sexos se liberan rápidamente en un ambiente acuático, o puede ocurrir cuando una hembra pone huevos en un sustrato, y posteriormente son fertilizados por un macho. La fertilización externa tiene ciertos beneficios, como la reducción de la posibilidad de contraer enfermedades de transmisión sexual, la protección contra el comportamiento violento entre organismos y el aumento de la variación genética dentro de una población.
Fertilización en plantas
La fertilización en las plantas ocurre después de la polinización y la germinación. La polinización se produce mediante la transferencia de polen, que son los microgametos masculinos de las plantas con semillas, que producen el esperma, de una planta al estigma (el órgano reproductor femenino) de otra. El grano de polen absorbe agua y se produce la germinación.
El grano de polen germinado genera un tubo polínico, que crece y penetra en el óvulo (la estructura del huevo de la planta) a través de un poro llamado micropilo. Luego, los espermatozoides se transfieren a través del tubo polínico desde el polen.
En las plantas con flores, tiene lugar un evento de fertilización secundaria. Dos esperma se transfiere de cada grano de polen, uno de los cuales fertiliza el huevo de células para formar un diploide cigoto. El núcleo del segundo espermatozoide se fusiona con dos núcleos haploides contenidos dentro de un segundo gameto femenino llamado célula central. Esta segunda fertilización forma una célula triploide, que posteriormente se hincha y desarrolla un cuerpo fructífero.
Auto fertilización
El proceso de fertilización, que implica la fertilización cruzada entre gametos de dos individuos diferentes, masculino y femenino, se llama alogamia. La autogamia, también conocida como autofecundación, ocurre cuando dos gametos de un individuo se fusionan; esto ocurre en hermafroditas, como gusanos planos y ciertas plantas.
Proceso de fertilización
Hay tres etapas para la fertilización que aseguran que el óvulo y el espermatozoide adecuados puedan encontrarse entre sí y garantizar que solo un espermatozoide ingrese al óvulo: quimiotaxis, activación de espermatozoides / reacción acrosómica y adhesión de esperma / óvulo.
La ovulación debe ocurrir antes de que pueda ocurrir la fertilización; en los humanos, la ovulación ocurre una vez al mes durante el ciclo menstrual. Este ciclo libera un óvulo de los ovarios y comienza la primera etapa de fertilización. En otros animales, la ovulación puede ocurrir en ciclos de diferente duración o se desencadena por la aparición de relaciones sexuales.
En los mamíferos, después de la eyaculación, el esperma localiza el ovocito (el óvulo inmaduro), a través de cambios de temperatura y gradientes químicos. La quimiotaxis de los espermatozoides, un tipo de interacción en la que los espermatozoides son guiados al ovocito a la hormona progesterona, que es secretada por el ovocito, y la termotaxis de los espermatozoides, que implica la respuesta a los cambios de temperatura, asegura que los espermatozoides sean capaces de localizar el ovocito (generalmente dentro de la ampolla de la trompa de Falopio. Mientras el espermatozoide está en el tracto reproductivo, experimenta una capacitación, lo que aumenta su capacidad de movimiento y desestabiliza su membrana, preparándolo para lareacción del acrosoma.
Una vez que el espermatozoide localiza el ovocito, se une a la zona pelúcida, que es una capa gruesa de matriz extracelular gelatinosa que consiste en glicoproteínas, que rodea al óvulo. Una molécula especializada en la superficie de los espermatozoides se une a una glicoproteína ZP3 en la zona pelúcida, lo que desencadena la reacción del acrosoma. La reacción del acrosoma libera hialuronidasa, que digiere el ácido hialurónico alrededor del ovocito, permitiendo el paso de los espermatozoides.
Tras la implantación exitosa de un espermatozoide, los gránulos corticales dentro del ovocito se fusionan con la membrana plasmática de la célula y son expulsados hacia la zona pelúcida, lo que hace que la superficie se vuelva dura e impenetrable. Este proceso se llama reacción cortical y es responsable de garantizar que solo un espermatozoide pueda ingresar y fertilizar el óvulo.
Una vez que el esperma ha penetrado con éxito en el ovocito, la capa externa y la cola del esperma se desintegra. El ovocito sufre meiosis para producir el óvulo haploide. Las dos células haploides, cada una de las cuales contiene 23 cromosomas, se someten a la fusión de su material genético y finalmente crean una célula diploide que contiene 46 cromosomas, llamada cigoto. El cigoto luego comienza la mitosis, la división celular repetida necesaria para el crecimiento de un organismo, formando un blastocisto, que se implanta en la pared del útero, comenzando el embarazo.
Síntomas de fertilización
En humanos, el embarazo se puede detectar a los pocos días de la fertilización. El signo más obvio de un embarazo temprano en los seres humanos es la falta de un período. El sangrado y los calambres pueden ocurrir como resultado del proceso de implantación y la temperatura corporal basal, que muestra un ligero aumento en la ovulación, permanece elevada. A medida que el cuerpo comienza a prepararse para la paternidad, los senos comienzan a crecer y se vuelven sensibles; los cambios en las preferencias dietéticas pueden ocurrir como un mecanismo para obtener los nutrientes correctos y los cambios hormonales rápidos pueden provocar enfermedad, fatiga y cambios de humor.
Términos de biología relacionados
- Ovulación: proceso en el que se libera un óvulo de los ovarios de una mujer.
- Relaciones sexuales: contacto sexual entre dos individuos que implica la penetración y generalmente resulta en la transferencia de gametos masculinos al cuerpo femenino.
- Gametos: las células especiales que contienen 23 cromosomas, que solo se producen con fines reproductivos.
- Polinización: la transferencia de polen (gametos de plantas masculinas) de una planta al estigma (el órgano reproductor femenino) de otra planta.
