Reproducción Sexual y Ciclos de vida

Ciclos biológicos  | Reproducción Sexual | Conceptos de fases nucleares y generaciones| Ciclo de vida Haploide | Ciclo de vida diploide | Ciclos con alternancia de generaciones

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Ciclos biológicos 

Todos los seres vivos se reproducen, es decir que forman en algún momento otro ser vivo similar a ellos. Se denomina ciclo vital o ciclo biológico al círculo imaginario que traza un organismo, desde las estructuras reproductivas con las que se inicia hasta el momento en que forma sus propias estructuras reproductivas, similares a las primeras. 

Los ciclos de vida de los organismos eucarióticos tienen un patrón común: 

1º: dos células haploides se fusionan (SINGAMIA) en un proceso denominado FECUNDACIÓN, uniendo cromosomas de diferentes padres y formando un CIGOTO diploide, con una nueva combinación genética. 
2º: en cierto momento de este ciclo se produce MEIOSIS, volviendo a formar células haploides.
3º: en algún momento del ciclo, la MITOSIS (ya sea de células haploides o diploides) da como resultado el crecimiento, en auellos organismos de cuerpos pluricelulares.

Reproducción Sexual

Requiere de dos progenitores, y siempre se producen dos hechos importantes:

FECUNDACIÓN: proceso por el cual se unen las dotaciones genéticas de los padres (singamia de los núcleos) produciendo una nueva combinación genética, se forma un cigoto diploide.

MEIOSIS:  división celular en la cual una célula diploide (2n) forma cuatro células haploides (n) equilibrando la duplicación cromosómica producida por la singamia. Este mecanismo provee de nuevas combinaciones genéticas por medio de:

• Entrecruzamiento (crossing over) con el intercambio de porciones de adn de cromosomas homólogos

• Segregación al azar de los cromosomas

En la reproducción sexual existe fusión de gametos contrasexuados (fenómeno denominado singamia) que origina un cigoto.

Conceptos de fases nucleares y generaciones

• Fases nucleares: son las etapas del ciclo biológico de un organismo con reproducción sexual,  caracterizadas por el número cromosómico de sus células. La fase en que los núcleos tienen una cantidad n de cromatina (o de cromosomas) se llama haploide, si la cantidad es 2n, tenemos la fase diploide. 
  Los hitos que delimitan las fases nucleares en un organismo son la SINGAMIA (unión de las gametas por fecundación) y la MEIOSIS.

Ciclo de vida Haploide

Existen organismos haplontes: ocurre la singamia y se forma el cigoto, la meiosis se produce inmediatamente después, dando esporas haploides que, por sucesivas mitosis, originan un cuerpo vegetativo haploide, que produce gametas y reinicia el ciclo. En este ciclo biológico domina la haplofase, la diplofase está reducida al cigoto.

Muchas protistas como el alga Chlamidomonas y hongos como Neurospora pasan la mayor parte de su vida en la fase haploide, multiplicándose asexualmente por mitosis, produciendo poblaciones de células haploides idénticas. En determinadas condiciones ambientales, cepas diferentes producen células "sexuales" que se fecundan y forman un CIGOTO diploide.  Este cigoto produce (en este organismo) una cubierta resistente gruesa que le permite mantenerse en vida latente mientras duran las condiciones adversas. Luego del período de latencia el cigoto se divide por MEIOSIS, formando nuevamente células haploides que reinician el ciclo.

Ciclo de vida del alga Chlamidomonas

Ciclo de vida diploide

En un organismo diplonte, a partir del cigoto se forma un cuerpo vegetativo diploide por mitosis, y en su momento, diferencia gametos por meiosis, que se fusionan en un cigoto para reiniciar el ciclo. El dominio de la diplofase es absoluto.  Es el ciclo de vida típico de la mayoría de los animales y el ser humano entre ellos, siendo un ciclo casi opuesto al de Chlamidomonas. Cada uno de nosotros es un organismo diploide, las únicas etapas haploides (reducidas a células) son los espermatozoides y los óvulos.

Los seres humanos somos diploides (2n: 46 cromosomas), solamente nuestras gametas, óvulos y espermatozoides, son haploides (un juego de cromosomas, n: 23); es decir tenemos alternancia de fases nucleares (diploide--> haploide --> ...) pero no alternancia de generaciones, ya que se considera que para que exista una generación debe suceder por lo menos una mitosis. 

Ciclos con alternancia de generaciones

Entre ambos extremos (haplontes y diplontes) están los organismos haplodiplontes, la singamia y la meiosis se hallan separadas por fases más o menos largas, formadas por varias mitosis sucesivas, las que constituyen  generaciones alternas: individuos diploides (2n) llamados esporofitos e individuos haploides (n) llamados gametofitos. Este caso se da en los vegetales.

Haplontes y diplontes presentan una generación única, no poseen alternancia de generaciones pero si de fases nucleares. En cambio en los vegetales además de la alternancia de fases, también se alternan las generaciones: se denominan DIPLOBIONTES.

ANIMACIÓN DE ESTE CICLO

Los conjuntos de células vegetativas, nacidas por mitosis a partir de una determinada célula reproductiva (espora o cigoto) constituyen las generaciones. (NOTA: el segundo significado de "generación" (de acuerdo a la genética) es el conjunto de individuos de una población que descienden de un antecesor común)

Cuando una generación madura, forma sus propias estructuras reproductivas. Si estas estructuras son esporas, la generación que las originó se llama ESPOROFÍTICA, en cambio si origina gametas se denomina generación GAMETOFÍTICA.

En las Angiospermas (plantas con flor) la planta verde es un esporofito, y dentro de sus flores (viviendo de modo parásito) se encuentran los gemetofitos. En plantas inferiores como los helechos, ambas generaciones son plantas independientes.

  Ver animación del ciclo de vida de las Angiospermas

• Crossing over (del inglés entrecruzamiento): Proceso que ocurre en la meiosis e incluye la ruptura de un cromosoma materno y uno paterno (homólogos), el intercambio de las correspondientes secciones de ADN y su unión al otro cromosoma. Este proceso puede resultar en un intercambio de alelos entre cromosomas.

• Esporofítica: generación que produce esporas, en las plantas con flores está representada por la planta verde originada de la semilla.  Índice

• Esporofito (del griego spora = semilla; phyton = planta): La generación diploide (productora de espora) en los organismos con alternancia de generaciones. 

• Gameto (del griego gamos = "unión de los sexos", esposa): Célula reproductora haploide(n) que cuando su núcleo se fusiona con otro gameto (n) del sexo opuesto origina un cigoto (2n), que por mitosis desarrolla un individuo con células somáticas diploides (2n), en algunos hongos y protistas puede, por meiosis, producir células somáticas haploides (n). 

• Gametofítica: generación que se inicia con la meiosis y termina en la fecundación, en las plantas con flores está representada por la micróspora (gametofito masculino) y el saco embrionario (gametofito femenino)  

• Gametofito (del griego gamos = "unión de los sexos", esposa; phyton = plantas): En las plantas que presentan alternancia de generaciones, el estadio haploide que produce gametos por mitosis. 

• Generación: período de desarrollo en el ciclo biológico de un organismo, originado a partir de una estructura reproductiva y que termina en otra estructura reproductiva luego de una serie de mitosis sucesivas.

• Haploide  (del griego haploos = simple, ploion = nave): Célula que contiene solo un miembro de cada cromosoma homólogo (número haploide = n). En la fecundación, dos gametos haploides se fusionan para formar una sola célula con un número diploide (por oposición, 2n) de cromosomas

• Meiosis (del griego meio = menor; meiosis = reducción): División celular en la cual la copia de los cromosomas es seguida por dos divisiones nucleares. Cada uno de los cuatro gametos resultantes recibe la mitad del número de cromosomas (número haploide) de la célula original.

• Mitosis (del griego mitos = hebra): La división del núcleo y del material nuclear de una célula; se la divide usualmente en cuatro etapas: profase, metafase, anafase, y telofase. La copia de una célula. La mitosis ocurre únicamente en eucariotas. El ADN de la célula se duplica en la interfase y se distribuye durante las fases de la mitosis en las dos células resultantes de la división.

• Cocucci, A. Ciclos de Vida

• Curtis H & N.S.Barnes. Biología. 6º Ed. en español. 2000.

• Campbell e tal. Biología, conceptos y relaciones. 2001. 3º edición.

Redacción: Dra. Ana M. Gonzalez amgonza@unne.edu.ar 
Actualizado: viernes, 29 de mayo de 2009