Teresa Audesirk Gerald Audesirk Bruce E. Byers

Biologa: la vida en la TierraOctava Edicin

Clase para el captulo 40 Reproduccin animal

Copyright 2008 Pearson Prentice Hall, Inc.

El zoolgico congelado consiste en muestras de tejido y clulas sexuales, a menudo de especies en peligro de extincin, preservadas en nitrgeno lquido. (Imagen en recuadro) El ltimo pjaro poouli muri en 2004, pero sus clulas viven en el zoolgico congelado.

Contenido del captulo 40 40.1 Cmo se reproducen los animales? 40.2 Cmo funciona el aparato reproductor humano? 40.3 Cmo podemos limitar la fertilidad?

Contenido de la seccin 40.1 40.1 Cmo se reproducen los animales? La reproduccin asexual no implica la fusin de espermatozoide y vulo. La reproduccin sexual requiere de la unin de un espermatozoide y un vulo.

Cmo se reproducen los animales? Los animales se reproducen de forma sexual o asexual.

Reproduccin asexual La reproduccin asexual no implica la fusin de espermatozoide y vulo. Hay tres formas principales de reproduccin asexual: Gemacin Fisin Partenognesis

Reproduccin asexual Gemacin: Una versin miniatura del animal, crece directamente en el cuerpo del adulto. Ejemplos: las hidras y algunas anmonas de mar.

FIGURA 40-1 Una anmona con muchas yemas

Reproduccin asexual Fisin: Cuando un animal se divide en dos. Cada divisin se convierte en adulto por regeneracin. Ejemplo: varias especies de anlidos y platelmintos.

FIGURA 40-2 Fisin seguida de regeneracin

Reproduccin asexual Partenognesis: Los vulos haploides de la hembra se desarrollan en adultos sin la fecundacin. Ejemplos: las lagartijas cola de ltigo y los fidos.

FIGURA 40-3 Lagartija cola de ltigo

FIGURA 40-4 Un fido hembra en reproduccin

Reproduccin sexual La reproduccin sexual requiere de la unin de un espermatozoide y un vulo. Esta unin se lleva a cabo de diversas maneras, dependiendo de: La movilidad. El lugar de cra: acutico o terrestre.

Reproduccin sexual Los gametos haploides se fusionan para generar un descendiente diploide. Los machos producen pequeos espermatozoides mviles. Las hembras producen grandes vulos inmviles. En algunas especies existen los hermafroditas: Pueden producir tanto espermatozoides como vulos. Ejemplo: las lombrices de tierra.

FIGURA 40-5 Las lombrices de tierra intercambian espermatozoides

Fecundacin externa Fecundacin externa: liberacin de espermatozoides y vulos en el agua (desove), donde ocurre la fecundacin.

Fecundacin externa Fecundacin externa: Los machos sincronizan sus comportamientos reproductores, tanto temporalmente como espacialmente. Los comportamientos reproductores pueden depender de: Liberacin de feromonas. Comportamientos de cortejo. Indicios ambientales (ejemplo: el desove del coral).

FIGURA 40-6 Indicios ambientales podran sincronizar el desove

Fecundacin externa Los peces luchadores siameses exhiben complejos rituales de cortejo.

FIGURA 40-7a Los rituales de cortejo sincronizan la liberacin de espermatozoides y vulos

Fecundacin externa El caballito de mar tambin exhibe comportamientos de cortejo que hacen que los vulos sean depositados en la bolsa del macho.

FIGURA 40-7b Los rituales de cortejo sincronizan la liberacin de espermatozoides y vulos

Fecundacin externa Las ranas y los sapos asumen una posicin de apareo caracterstica llamada amplexus.

FIGURA 40-8 Los sapos dorados en amplexus

Fecundacin interna Fecundacin interna: los espermatozoides se introducen en el cuerpo de la hembra. Se realiza mediante la cpula, en algunas especies los machos empacan sus espermatozoides en un envoltorio llamado espermatforo.

Fecundacin interna Cpula: el macho deposita directamente sus espermatozoides. Espermatforo: un envoltorio que es recogido por la hembra, o es depositado en la hembra por el macho. En casi todos los mamferos, el apareamiento coincide con la ovulacin.

FIGURA 40-9a La reproduccin en tierra requiere de la fecundacin interna

FIGURA 40-9b La reproduccin en tierra requiere de la fecundacin interna

Fecundacin interna Entre los animales que copulan para reproducirse, los machos compiten por las hembras. Ejemplo: las serpientes jarreteras macho compiten para copular con una sola hembra, pero solo uno tiene xito.

FIGURA 40-10 Competencia por las hembras

Contenido de la seccin 40.2 40.2 Cmo funciona el aparato reproductor humano? La capacidad para reproducirse se inicia en la pubertad. El tracto reproductor masculino incluye los testculos y las estructuras accesorias. El tracto reproductor femenino incluye los ovarios y las estructuras accesorias. La cpula permite la fecundacin interna.

El aparato reproductor humano Los seres humanos tienen sexos separados, se reproducen sexualmente, y producen clulas sexuales usando pares de gnadas. Los hombres producen espermatozoides de forma ms o menos continua. Las mujeres ovulan (liberan un vulo maduro) aproximadamente una vez al mes.

Pubertad La capacidad para reproducirse se inicia en la pubertad. Pubertad: Rpido crecimiento y aparicin de caracteres sexuales secundarios en ambos sexos. Comienza entre los 8 aos y los 15 aos de edad.

Pubertad Como resultado de la maduracin del cerebro. El hipotlamo aumenta la produccin de hormona liberadora de gonadotropinas (GnRH). La GnRH estimula a la hipfisis anterior para que produzca hormona luteinizante (LH) y la hormona estimuladora de folculos (FSH). Estas hormonas estimulan la produccin de gametos, testosterona, y estrgeno.

Pubertad En los hombres: El pene y los testculos crecen. Se desarrollan las caractersticas sexuales secundarias.

En las mujeres: Comienza la menstruacin y el desarrollo de las mamas. Se desarrollan las caractersticas sexuales secundarias.

El tracto reproductor masculino Incluye los testculos y las estructuras accesorias.

FIGURA 40-11 El tracto reproductor masculino humano

Los testculos Testculos: gnadas masculinas Produce gametos masculinos (espermatozoides) en los tbulos seminferos por espermatognesis. Los testculos se encuentran en el escroto, el cual mantiene temperaturas ptimas (fras) para la produccin de los espermatozoides.

Los testculos Los testculos incluyen tres tipos principales de clulas: Clulas intersticiales: ubicadas entre los tbulos seminferos; producen testosterona. Clulas de Sertoli: recubren las paredes de los tbulos seminferos; nutren a los espermatozoides en desarrollo. Espermatogonias: producen espermatozoides en los tbulos seminferos por espermatognesis.

FIGURA 40-12 Estructuras que intervienen en la espermatognesis

FIGURA 40-12a Estructuras que intervienen en la espermatognesis

FIGURA 40-12b Estructuras que intervienen en la espermatognesis

Espermatognesis Las espermatogonias diploides se dividen por mitosis.

Espermatognesis Producen espermatocitos primarios Son diploides; sufren meiosis I

Producen espermatocitos secundarios Son haploides; sufren meiosis II

Producen espermtidas Son haploides; se diferencian

Forman espermatozoides Gametos funcionales haploides

FIGURA 40-13 Los espermatozoides se producen por meiosis

Anatoma del espermatozoide Una clula espermtica tiene cuatro partes: Cabeza Acrosoma Segmento intermedio Flagelo

Anatoma del espermatozoide Cabeza: Contiene el ncleo (conjunto de cromosomas haploides).

Acrosoma: Lisosoma que contiene enzimas para penetrar en el vulo.

Anatoma del espermatozoide Segmento intermedio: Contiene mitocondrias; proporcionan energa para el movimiento de los espermatozoides.

Flagelo: Estructura que impulsa al espermatozoide.

FIGURA 40-14 Espermatozoide humano

Control hormonal La espermatognesis est regulada por hormonas.

Control hormonal El hipotlamo libera GnRH: Estimula a la hipfisis anterior para que produzca LH y FSH. La LH estimula a las clulas intersticiales de los testculos para que produzcan testosterona. La testosterona, en combinacin con la FSH, estimula a las clulas de Sertoli para realizar la espermatognesis.

Control hormonal Los niveles elevados de testosterona y la produccin de inhibina inhiben la liberacin de GnRH, LH y FSH.

FIGURA 40-15 Control hormonal de la espermatognesis

Estructuras accesorias masculinas Producen semen (espermatozoides con secreciones glandulares) y conducen a los espermatozoides al exterior del cuerpo.

Estructuras accesorias masculinas Epiddimo: sitio de almacenamiento de espermatozoides. Conducto deferente: conducto que va de los testculos a la uretra.

Estructuras accesorias masculinas Glndulas: producen secreciones para la formacin del semen. Prstata: produce una secrecin alcalina; neutraliza la acidez de la vagina. Glndulas bulbouretrales: sus secreciones proporcionan lubricacin para el acto sexual. Vesculas seminales: liberan un liquido rico en fructosa (fuente de energa para los espermatozoides).

Estructuras accesorias masculinas Uretra: lleva el semen de los conductos deferentes a la punta del pene. Pene: deposita el semen en el tracto reproductor femenino.

FIGURA 40-11 El tracto reproductor masculino humano

El tracto reproductor femenino Comprende los ovarios y las estructuras accesorias.

FIGURA 40-16 El tracto reproductor femenino humano

Los ovarios Ovarios: gnadas femeninas Producen vulos (ovocitos) por (ovognesis). Contienen folculos: cada uno de stos est compuesto de clulas de apoyo que contienen un ovocito y se encuentran en cada ovario.

FIGURA 40-17a Estructuras que intervienen en la ovognesis

FIGURA 40-17b Estructuras que intervienen en la ovognesis

Ovognesis Dentro del ovario, una ovogonia diploide se divide por mitosis: Produce un ovocito primario: es diploide; sufre meiosis I. Produce un solo ovocito secundario y un cuerpo polar (contiene cromosomas desechados): el ovocito sufre meiosis II despus de la fecundacin. Produce un vulo haploide y un cuerpo polar.

FIGURA 40-18 Los vulos se forman por meiosis

Desarrollo de folculos El ovocito en desarrollo est rodeado por una capa de clulas que lo nutren y secretan hormonas sexuales femeninas. Juntos, el ovocito y estas clulas accesorias constituyen un folculo.

Desarrollo de folculos Un folculo maduro se desarrolla cada 28 das. Esto ocurre como respuesta a la secrecin de LH y FSH. Secreta estrgeno que estimula al endometrio para que genere una extensa red de vasos sanguneos y glndulas productoras de nutrimentos.

Ovulacin El ovocito secundario irrumpe del folculo y sale del ovario durante la ovulacin. El ovocito secundario viaja por el tubo uterino. El folculo desgarrado se convierte en el cuerpo lteo. Secreta estrgeno y progesterona para un desarrollo uterino continuo.

FIGURA 40-17a Estructuras que intervienen en la ovognesis

FIGURA 40-17b Estructuras que intervienen en la ovognesis

FIGURA 40-17c Estructuras que intervienen en la ovognesis

Estructuras accesorias femeninas Tubos uterinos: Las fimbrias impulsan al vulo fecundado. Lugar de la fecundacin. El cigoto baja por el tubo uterino impulsado por cilios batientes y llega al tero.

Estructuras accesorias femeninas tero: Sitio muscular de implantacin del vulo fecundado (cigoto) y desarrollo del embrin. Tiene dos capas de tejidos funcionales. Endometrio: revestimiento uterino interior; tiene gran cantidad de vasos sanguneos; forma la contribucin de la madre a la placenta. Miometrio: gruesa capa muscular lisa; se contrae con fuerza durante el parto.

Estructuras accesorias femeninas Crvix: Abertura muscular del tero.

Vagina: Receptculo para el pene.

El ciclo menstrual Ciclo de 28 das durante el cual: El ovocito madura. Se libera un vulo de los ovarios. El endometrio del tero se desarrolla para recibir un cigoto por implantacin.

El ciclo menstrual El ciclo menstrual est bajo el control hormonal.

El ciclo menstrual La GnRH (del hipotlamo) estimula a la hipfisis anterior para que libere FSH y LH. La FSH y la LH estimulan el desarrollo de varios folculos. El folculo en desarrollo produce estrgeno.

La FSH, la LH, y el estrgeno estimulan el crecimiento continuo del folculo.

El ciclo menstrual Al crecer el folculo, secreta cantidades cada vez mayores de estrgeno. La GnRH estimula un valor mximo de LH (y un pequeo aumento en la FSH) alrededor del da 14 del ciclo.

El ciclo menstrual La LH estimula el crecimiento final del folculo, lo que produce la ovulacin el da 14. El vulo es liberado del folculo y entra el tubo uterino. El cuerpo lteo permanece y produce estrgeno y altos niveles de progesterona.

El ciclo menstrual La produccin de estrgeno y progesterona inhibe la produccin de FSH y LH. Inhibe el desarrollo del folculo. Estimula el engrosamiento continuo del endometrio.

El ciclo menstrual Si no hay embarazo, el cuerpo lteo comienza a desintegrarse ms o menos12 das despus de la ovulacin. La produccin de estrgeno y progesterona disminuye. El endometrio se muda durante la menstruacin (da 28). Los niveles bajos de estrgeno y progesterona producen la liberacin de GnRH del hipotlamo y la produccin de LH y FSH de la hipfisis anterior.

El ciclo menstrual Durante el embarazo, el embrin en desarrollo comienza a secretar gonadotropina corinica (CG) en el torrente sanguneo femenino. La CG impide la desintegracin del cuerpo lteo: Los altos niveles de estrgeno y progesterona mantienen grueso al endometrio e inhiben la ovulacin.

El ciclo menstrual El control hormonal del ciclo menstrual se ilustra en la Figura E40-1.

FIGURA E40-1 Control hormonal del ciclo menstrual

Cpula El ser humano, como mamfero terrestre, utiliza la fecundacin interna para depositar espermatozoides en el hmedo entorno del tracto reproductor femenino.

Cpula Fisiologa del sistema reproductor masculino durante la cpula. Ereccin: El pene se hincha cuando las arteriolas se dilatan y la sangre fluye a los espacios del tejido interno del pene.

FIGURA 40-19 Cambios en el flujo de sangre dentro del pene causan ereccin

FIGURA 40-19a Cambios en el flujo de sangre dentro del pene causan ereccin

FIGURA 40-19b Cambios en el flujo de sangre dentro del pene causan ereccin

Cpula Orgasmo: Explosin de contracciones musculares causadas por la estimulacin de los rganos sexuales.

Eyaculacin: Expulsin del semen durante el orgasmo masculino.

Cpula Fisiologa del tracto reproductor femenino durante la cpula. Excitacin: Hace que aumente el flujo sanguneo en la vagina, en un par de pliegues de tejido llamados labios y en el cltoris, una pequea estructura situada justo enfrente de la vagina.

FIGURA 40-16 El tracto reproductor femenino humano

Cpula Orgasmo: Una serie de contracciones rtmicas de la vagina y el tero acompaadas por sensaciones de placer. El orgasmo femenino no es necesario para la fecundacin.

Fecundacin Durante la fecundacin, los ncleos del espermatozoide y del vulo se unen. Por lo general, ocurre en los tubos uterinos.

Fecundacin Cientos de espermatozoides llegan al vulo. La actividad colectiva de las enzimas del acrosoma permite que un espermatozoide penetre a travs de la corona radiada, y la zona pelcida del vulo. El espermatozoide estimula la meiosis II en el vulo y los ncleos del espermatozoide y del vulo se fusionan.

FIGURA 40-20a El ovocito secundario y la fecundacin

FIGURA 40-20b El ovocito secundario y la fecundacin

Contenido de la seccin 40.3 40.3 Cmo podemos limitar la fertilidad? La esterilizacin es un mtodo anticonceptivo permanente. La anticoncepcin y el aborto evitan o ponen fin al embarazo.

Cmo podemos limitar la fertilidad? En general, esto ocurre por medio de tcnicas de anticoncepcin. La prevencin del embarazo.

Anticoncepcin permanente La esterilizacin es un mtodo anticonceptivo permanente. Esterilizacin: cuando se interrumpe el camino de los gametos. Vasectoma: el conducto deferente que sale de cada testculo se corta. Ligado de trompas de Falopio: se cortan los tubos uterinos.

FIGURA 40-21 Esterilizacin

FIGURA 40-21a Esterilizacin

FIGURA 40-21b Esterilizacin

Anticoncepcin temporal Existen varios mtodos anticonceptivos temporales.

Anticoncepcin temporal Impedir la ovulacin: si no hay un vulo presente, no ocurrir la fecundacin. Pldoras anticonceptivas: altas dosis estrgeno y progesterona inhiben la liberacin de LH y FSH; no se presenta la ovulacin.

Anticoncepcin temporal Mtodos de barrera: impiden que los espermatozoides y el vulo se encuentren. Condones y diafragma: barreras que interrumpen el recorrido de los espermatozoides. Espermicidas: sustancias qumicas que exterminan a los espermatozoides antes de la fecundacin. Mtodo del ritmo: abstinencia de relaciones sexuales durante la ovulacin; no es confiable.

Anticoncepcin temporal Evitar la implantacin en el tero Ejemplos: Intrauterino (DIU): dispositivo de plstico o metal que evita la implantacin del embrin. La pldora de la maana siguiente: altas dosis de estrgeno y progesterona evitan la implantacin.

Aborto Sustrae al embrin del tero. Por lo general, implica dilatar el crvix y retirar al embrin mediante succin. Aborto inducido qumicamente. RU-486: bloquea las acciones de la progesterona durante las primeras 7 semanas del embarazo. Provoca la menstruacin.