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Metazoos_Reproducción y desarrolloCRÉDITOS
Autoría de la presentación en Power Point: Juan Ignacio Noriega Iglesias
Texto (con modificaciones) e imágenes procedentes de:– Biología y Geología – 1Bachillerato– Autores del texto: Natividad Ferrer Marí, Miguel García
Vicente, Manuel Medina Martínez.– Editorial: Bruño– Madrid, 2002– ISBN 84-216-4329-0
• Excepto las siguientes fotos, propiedad de Juan Ignacio Noriega Iglesias: – Diapositiva 3 (las dos inferiores) diapositiva 7 (izquierda),
diapositiva 9.• El resto de las imágenes procede de diversas fuentes en
Internet.
La reproducción y el desarrollo en los metazoos
• El ciclo de vida de los animales• La reproducción• El aparato reproductor• Procesos en la reproducción• El desarrollo• Los tejidos animales• Tendencias evolutivas en los metazoos
La reproducción y el desarrollo en los metazoos
• Apareamiento: inexistente en phyla inferiores (poríferos, cnidarios)
• Inseminación– Liberación al exterior
(poríferos, cnidarios, equinodermos, peces, anfibios)
– Espermatóforos (insectos)– Órganos copuladores (aves,
reptiles, mamíferos)• Desarrollo embrionario
– Cigoto embrión larva, etc.
– Histogénesis (formación de tejidos)
– Organogénesis (formación de órganos)
Cnidarios
Poríferos
Anfibios
La reproducción y el desarrollo en los metazoosDesarrollo postembrionario
Desarrollo directo Larva (ninfa)
semejante a adulto adulto
Desarrollo indirecto Larva pupa (crisálida) (metamorfosis) adulto
La reproducciónasexual
• Sólo en invertebrados• Un solo individuo, sin intervención de
gametos• Descendientes = clones (igual
genotipo que progenitor)• Células totipotentes• Alternancia de reproducción asexual
(condiciones ambientales no idóneas) (no se obtiene variabilidad poblacional) y reproducción sexual (se obtiene variabilidad poblacional)
• Tipos:– Gemación: yemas (poríferos,
cnidarios, platelmintos – Gemulación: yema interna (poríferos)– Fragmentación: regeneración de
tejidos y órganos (poríferos, anélidos poliquetos y oligoquetos, equinodermos)
Células somáticas
A partir de cada uno de los fragmentos de una esponja aplastada,
se forma un nuevo individuos
La reproducción sexual
• Línea somática o soma: células (2n) que no participan en la reproducción sexual• Línea germinativa o germen: células (n) especializadas en la reproducción y formadas en
órganos especiales (las gónadas): gametos• Metazoos dioicos o unisexuales (sexos separados) presentan, en general, dimorfismo
sexual (aves, reptiles)• Metazoos monoicos (hermafroditas) evitan autofecundación con formación de gametos
masculinos y femeninos en momentos diferentes (caracol, lombriz) • Muchas especies (vertebrados) no pueden optar por la reproducción asexual• La reproducción sexual consume más energía, pero genera variabilidad poblacional,
que es condición necesaria para que la selección natural darwiniana actúe
La reproducción sexual en un género hermafrodita: Helix sp
El aparato reproductor
• GENERAL:• Órganos primarios (gónadas)
– Testículos, ovarios• Órganos accesorios
– Pene, espermiductos, glándulas accesorias– Oviductos, útero, glándulas accesorias, vagina
• INVERTEBRADOS:– Invertebrados acuáticos: Fecundación externa (sin órganos de copulación)– Invertebrados terrestres (aéreos): Fecundación interna (con órganos de copulación)
Aparato reproductor en invertebradosUn ejemplo en Carcinus maenas L. (camarón)
un artrópodo crustáceo decápodo dioico
Ovarios
Branquias
Corazón
GametogénesisLa formación de los gametos en las gónadas
Proceso aplicable a cualquier metazoo con reproducción sexual
Así se obtiene variabilidad gamética, que produce luego variabilidad poblacionalSobre esta variabilidad poblacional actúa la selección natural darwiniana
GametogénesisLa formación de los gametos en las gónadas
Proceso aplicable a cualquier metazoo con reproducción sexual
En ellos
GametogénesisLa formación de los gametos en las gónadas
Proceso aplicable a cualquier metazoo con reproducción sexual
En ellas
Procesos en la reproducción Inseminación (liberación gametos) + Fecundación (fusión gametos)
Cigoto
• Inseminación externa (sólo gameto al exterior) + Fecundación interna
– En poríferos (acuáticos) (p. 223)• Inseminación externa (ambos gametos al
exterior) + Fecundación externa– En peces (p. 277), anfibios (p. 281)
• Inseminación interna + Fecundación interna• Copulación (órganos copuladores:
pedipalpos, cloaca, pene, vagina)• Artrópodos, reptiles, aves,
mamíferos• Fecundación
– Reacción acrosómica (enzimas hidrolíticos del acrosoma; p. 202)
– Membrana de fecundación (evita polispermia sólo en algunas especies)
– Cariogamia (unión núcleos) Ciclo celular (G1 + S + G2 + M!)
Procesos en la reproducción Fecundación (fusión gametos) Cigoto
Cigoto humano antes de la cariogamia
Pronúcleos masculino y femenino
© Instituto Dexeus
Cuando entra el espermatozoide, éste se
encuentra en fase Go, mientras que el ovocito
está en metafase II
Luego se descondensa el núcleo del espermatozoide y se
sincronizan ambos ciclos celulares, ingresando al mismo
tiempo en la subfase S
La presencia del espermatozoide reactiva la
meiosis en el ovocito, que la finaliza en presencia del
núcleo masculino
Procesos en la reproducciónUn caso particular: la partenogénesis
Gameto (sin F!) individuo completo
CrustáceosMoluscos gasterópodosInsectos: abejas, avispas y
pulgonesAlgunos peces
Los machos zánganos se forman a partir de óvulos
sin fecundar Los zánganos son ¡¡metazoos haploides!!
Hembra fértil
Hembra estéril
El desarrollo embrionario
• Cigoto (ciclo celular) mórula blástula gástrula
OvíparosDesarrollo embrionario fuera de la hembra(poríferos, cnidarios, anélidos, artrópodos
peces, anfibios, reptiles, aves)
OvovivíparosDesarrollo embrionario dentro de la hembra
Sin placentaAnfibios como la salamandra
VivíparosDesarrollo embrionario dentro de la hembra
Con placentaMamíferos placentarios
Tipos de desarrollo embrionario
Tipos de segmentación y blástulas resultantes
Segmentación discoidal y desigual Cigotos TELOLECITOSPeces, reptiles y aves
Segmentación total y desigual Cigotos HETEROLECITOS
Anélidos, moluscos y anfibios
Segmentación total e igual Cigotos ISOLECITOS Cnidarios, Moluscos,
Equinodermos y Mamíferos
Segmentación y formación de la mórula vista con el SEM
Cigoto Estadio 2 células
Estadio 4 células
Estadio 8 células
Mórula
Segmentación y formación de la blástula (blastocisto) en Homo sapiens
Cigoto
Estadio 4 células (38 horas)
Estadio 12 células (54 horas)
Mórula: 12 – 16 blastómeros (dia 3º a 4º)
Blástula (=blastocisto)
A punto de llegar al útero
Balstocele
A los 15-18 días la gástrula ya estará en
el endometrio
© todas las fotos Instituto Dexeus
Comparemos algunas blástulas
Paracentrotus sp (oriciu)
Rana sp
Blastodermo
Blastocele
Polo vegetativo
Y veamos cómo la topografía es importante en el determinismo genético de las células
Sección de blástula de rana, un metazoo triblástico
Parte del ectodermo que originará la piel
Mesodermo, que formará: tejido
muscular, riñones, huesos, gónadas Endodermo:
formará el tubo digestivo y los
pulmones
Parte del ectodermo que
originará el sistema nervioso
Polo animal
Polo vegetativo
La gastrulación (I): Tipos
Alta tasa de M! de
micrómeros
Micrómeros rodean a
macrómeros
Invaginación de una porción de blastómeros que formarán
el arquénteron
Desarrollo embrionario en la mosca
Veamos la gastrulación por embolia en 3D
Ectodermo
Algunas células blastodérmicas se
introducen, dando lugar a un mesénquima primario
Las células que forman las paredes del
arquénteron se alarganOtras células
blastodérmicas se invaginan y forman el
arquénteron
Endodermo
Arquénteron
Mesénquima primario
Blastóporo
Mesénquima secundario
Blastóporo
La gastrulación (II): protóstomos y deuteróstomos
Protóstomos:blastóporo � boca
Menos evolucionadoAnélidos, Moluscos,
Artrópodos
Deuteróstomos: blastóporo ano Más evolucionado
Equinodermos, Vertebrados
Ten en cuenta que Poríferos y Cnidarios no pueden ser ni
protóstomos, ni deuteróstomos
La gastrulación (III): Hojas embrionarias y celoma
• Diblásticos (p. 215)– Menos
evolucionados– Ectod + Endodermo– Poríferos, Cnidarios
• Triblásticos (p. 215)– Más evolucionados– Ectod + End + Mesod– Resto de Metazoos
• Con mesodermo– Acelomados
• Triblásticos sin celoma• Menos evolucionados• Platelmintos
– Celomados• Triblásticos con celoma• Más evolucionados• Anélidos, moluscos,
artrópodos, equinodermos, cordados
La gastrulación (IV): Anamniotas y amniotas
• Anamniotas: Peces y anfibios– Los embriones se desarrollan en el agua
(no precisan membrana para protegerse de desequilibrios hídricos)
• Amniotas: Reptiles, aves y mamíferos– Los embriones se desarrollan en
ambientes sin agua (huevo, útero) (precisan de membrana –amnios- con líquido isotónico)
La gastrulación (IV): Anamniotas y amniotas
Anamniotas: Peces y anfibiosLos embriones se desarrollan
en el agua (no precisan membrana para protegerse de
desequilibrios hídricos)
Amniotas: Reptiles, aves y mamíferosLos embriones se desarrollan en
ambientes sin agua (huevo, útero) (precisan de membrana –amnios- con
líquido isotónico)
AnfibiosAnfibios
MamíferosMamíferosAvesAves
ReptilesReptiles
Histogénesis y OrganogénesisCélulas del embrión
Diferenciación hojas embrionarias
tejidos
órganos
Desarrollo postembrionario
indirecto
Desarrollo postembrionario
directo
larva
Pupa o crisálida
metamorfosis
adulto adulto
Histogénesis y OrganogénesisEl estómago es un órgano Por tanto, está formado por tejidos
Tejido epitelial
Tejido sanguíneo
Estómago
Tejido conjuntivo laxo
Tejido nervioso
Tejido muscular liso
Los tejidos animales
• Desarrollo embrionario
• Tejido epitelial• Tejido conectivo• Tejido muscular• Tejido nervioso
Tejido epitelial (epitelios)
• Epitelios de revestimiento– De una sola capa
• Endotelio (capilares)– De una capa y...
• Tráquea, bronquios y oviductos
– De varias capas• Epidermis, esófago, vejiga
urinaria
• Epitelios glandulares– Glándulas exocrinas
• Mamarias, sudoríparas, sebáceas…
• Digestivas: Páncreas, glándulas salivares…
– Glándulas endocrinas• Hipófisis, tiroides, ovarios
Tejido epitelial
Célula caliciforme
(glucoproteinas) (mucosidad)
núcleos
Célula epitelial
Microvilli (cilios)
Epitelio pseudoestratificado: tráquea, bronquios
Célula caliciforme
Tejido epitelial• Endotelio (interior de vasos
sang. y corazón)• Epitelio de varias capas
(epidermis)
Capilar con endotelio
Células muertas con queratina
Tejido epitelial
Epitelio glandular páncreas (porción exocrina)
Epitelio glandular
Tejido conectivo (unión, protección)
• Tejido conjuntivo• Tejido cartilaginoso• Tejido adiposo• Tejido óseo• Tejido sanguíneo• Tejido linfático
Tejido conjuntivo
• Une o fija otros tejidos y zonas de órganos
• Constituyentes: – Fibroblastos (fibras)– Macrófagos (fagocitosis)– Adipocitos (céls. grasas)– Mastocitos (histamina)– Fibras de colágeno
capilar
eritrocito
endotelio
Tejido cartilaginoso
• Forma cartílagos (oreja, nariz, tabique nasal, zonas de osificación y esqueleto en tiburones)
• Constituyentes:– Condrocitos– Sustancia intercelular en la
que están inmersos– Fibras de colágeno
Tejido óseo
• Forma los huesos• Tipos:
– compacto (diáfisis)– esponjoso (epífisis)
• Constituyentes:– Osteona:
• Sustancia interc.: fosfato cálcico
• Osteoblastos• Osteocitos• Osteoclastos• Conductos de Havers
Tejido óseo compacto
osteocitos
Endotelio capilar en conducto de Havers
Conductos de Havers
osteona
• Tejido con matriz líquida (plasma)• Constituyentes:
– Plasma (agua, iones, glucosa, fibrinógeno, HDL, LDL, etc.)
– Elementos formes:• Eritrocitos• Leucocitos granulocitos
– Neutrófilos– Basófilos – Eosinófilos
• Leucocit. agranulocitos– Linfocitos T y B– Monocitos macrófagos
• Trombocitos (plaquetas)
Tejido sanguíneo
http://www.bio.davidson.edu/courses/movies.html - Macrophages taking a walk
White Blood Cells Eating Yeast
Tejido sanguíneo
• Eosinófilo Linfocito TPlaquetas
Eritrocitos
Tejido muscular• Acortamiento de fibras
musculares por unión de moléculas de actina y de miosina actomiosina
• Constituyentes:– Haz o fascículo– Envueltas de tejido conjuntivo y
adiposo (jamón)– Fibras musculares (células)– Miofibrillas: moléculas de actina
y miosina en el interior de las fibras
• Tipos:– Liso (a)– Cardíaco (b)– Esquelético (estriado) (c)
Tejido muscular
• Estriado • Estriado (aspecto al microscopio óptico)
Núcleos de las fibras aplastados
Fibra muscular
http://www.bio.davidson.edu/courses/movies.html
Tejido nervioso
Fibra mielínica
Fibra amielínica
Neuronas
Axón
Pericarion o soma
Dendritas
Células gliales
OligodendrocitosCélulas de Schwann
Resto de metazoos: centros de agregación (ganglios) y neuronas
en paquetes (nervios)
Poríferos y Cnidarios: red difusa (sin jerarquización)
Componentes
http://recursos.cnice.mec.es/biosfera/profesor/recursos_animaciones9.htm
Tejido nervioso
Célula de Schwann que envuelve a
tres axones
Estructura de un nervio
Axones
Vaso sanguíneo
Axones
Membranas de tejido conjuntivo
La célula de Schwann se
enrolla alrededor del axón
Tendencias evolutivas en metazoos
• Organización:– Céls difer. Tejidos Órganos Aparatos (Sistemas)
• Simetría– Radial Bilateral
• Cefalización: concentración receptores y procesador en cabeza
• Cavidad corporal:– Diblásticos Triblásticos acelomados Triblásticos celomados
• Metamería: Metamería de anélidos, en artrópodos (cabeza, torax, abdomen), en vertebrados (vértebras)
• Aparato digestivo– Cavidad digestiva de una sola abertura Tubo digest. con boca y ano
La cavidad corporal o celoma
Triblásticos acelomados (Platelmintos): Sin cavidad o espacio entre pared corporal y
tubo digestivo
Triblásticos celomados (resto de Metazoos más evolucionados
excepto Nemátodos): La existencia de una cavidad entre
tubo digestivo y pared corporal permite libre movimiento de los
órganos internos
El celoma en nuestra especie: Si fuéramos acelomados, nuestro
corazón se movería a la vez que nuestra musculatura tórácica