La reproducción es la propiedad por la cual los organismos generan nuevos individuos y asegura la continuidad de las especies a lo largo de las generaciones. Existen dos modalidades fundamentales: la reproducción asexual, en la que un único progenitor da lugar a descendientes genéticamente idénticos, y la reproducción sexual, que combina la información hereditaria de dos progenitores mediante meiosis y fusión de gametos. Ambas estrategias coexisten en el mundo vivo porque resuelven problemas distintos: la asexual permite colonizar rápidamente un ambiente estable cuando las características heredadas ya son ventajosas; la sexual genera la variabilidad genética que permite a las poblaciones adaptarse cuando el ambiente cambia.
Esta dualidad ejemplifica los temas de continuidad y de cambio del bloque D. La continuidad se manifiesta en la transmisión fiel del material genético entre generaciones; el cambio aparece cada vez que la meiosis baraja los alelos y la fertilización los recombina en una combinación inédita.
Estrategias reproductivas
Reproducción asexual
En la reproducción asexual interviene un único progenitor y los descendientes son clones suyos, generados por mitosis. Las bacterias se reproducen por fisión binaria, duplicando su cromosoma y dividiéndose en dos hijas idénticas; muchas plantas se propagan vegetativamente por estolones, rizomas o tubérculos; las levaduras producen yemas que se separan como células independientes. Sus ventajas son la rapidez, la independencia de otro individuo y la eficacia en medios estables. Su desventaja deriva de la falta de variación: las poblaciones clonales son vulnerables a un cambio ambiental o a un patógeno nuevo que afecte a su genotipo común.
Reproducción sexual
La reproducción sexual articula dos procesos complementarios. La meiosis reduce el número de cromosomas a la mitad —de diploide a haploide— y, por entrecruzamiento y orientación aleatoria de los bivalentes, deshace las combinaciones parentales de alelos. La fertilización une dos gametos haploides en un cigoto diploide, restableciendo el número cromosómico y creando una combinación de alelos inédita. La consecuencia es una descendencia genéticamente variable sobre la que puede actuar la selección natural.
Mantener dos sexos tiene, sin embargo, un coste energético: los gametos masculinos son pequeños y móviles, los femeninos grandes y con reservas, y los machos no aportan citoplasma al cigoto, por lo que los machos consumen energía en producir gametos numerosos y desplazarse hasta la hembra. De ahí surgen distintas estrategias reproductivas y, en muchas especies, cuidados parentales diferenciados.
La paradoja del sexo
Si una hembra puede producir clones de sí misma sin necesidad de un macho, debería transmitir sus genes al doble de eficiencia que en la reproducción sexual: este es el llamado coste de los dos sexos. Que la reproducción sexual sea, pese a todo, abrumadoramente mayoritaria entre eucariotas indica que la variabilidad genética que aporta —y la capacidad consiguiente de adaptarse a ambientes cambiantes y de escapar de parásitos en coevolución— compensa con creces ese coste.
Reproducción sexual en plantas con flores
En las angiospermas los gametos se forman dentro de la flor: los óvulos en el ovario y los granos de polen en las anteras. La polinización consiste en la transferencia del polen desde la antera al estigma, mediada por animales (insectos, aves) o por el viento. Una vez sobre el estigma, el grano de polen germina y desarrolla un tubo polínico que crece a través del estilo hasta alcanzar el óvulo en el ovario. La reproducción es sexual aunque la planta sea hermafrodita, porque siempre implica la fusión de un gameto masculino con uno femenino.
Reproducción humana
Gametogénesis humana
La espermatogénesis y la ovogénesis comparten una arquitectura común —mitosis de las células germinales, crecimiento, dos divisiones meióticas y diferenciación— pero difieren marcadamente en su calendario y en su producto final. La espermatogénesis ocurre en los testículos de forma continua desde la pubertad y produce un número muy elevado de espermatozoides pequeños, con citoplasma mínimo. La ovogénesis ocurre en los ovarios: comienza durante la vida fetal, se detiene en profase I y se reanuda cíclicamente tras la pubertad, liberando habitualmente un óvulo por ciclo con abundante citoplasma; las divisiones meióticas son asimétricas y generan también cuerpos polares que no progresan.
| Rasgo | Espermatogénesis | Ovogénesis |
|---|---|---|
| Localización | Testículos | Ovarios |
| Inicio | En la pubertad | Comienza en la etapa fetal y se completa tras la pubertad |
| Continuidad | Continua a lo largo de la vida adulta | Cíclica, habitualmente un óvulo por ciclo |
| Número de gametos | Muy elevado (millones por eyaculación) | Reducido (cientos a lo largo de la vida fértil) |
| Citoplasma del gameto | Mínimo | Abundante, con reservas para el embrión |
| Productos secundarios | Cuatro espermátidas viables por meiosis | Un óvulo funcional y cuerpos polares que se reabsorben |
Ciclo menstrual humano
El ciclo menstrual integra los cambios ováricos y uterinos a lo largo de unos 28 días bajo el control del eje hipotálamo-hipófisis-ovario. El hipotálamo libera GnRH, que estimula a la hipófisis anterior para que secrete FSH y LH; estas gonadotropinas actúan sobre el ovario, que responde produciendo estradiol y progesterona. Los esteroides ováricos cierran el bucle: en la fase folicular regulan a la hipófisis por retroalimentación negativa, y en el pico preovulatorio el estradiol elevado induce, por retroalimentación positiva, el pico de LH que desencadena la ovulación.
La caída de progesterona del ciclo anterior provoca el desprendimiento del endometrio funcional, que se elimina como flujo menstrual. Los niveles de FSH empiezan a aumentar y se reclutan nuevos folículos en el ovario.
La FSH estimula la maduración de varios folículos, de los que finalmente uno se hace dominante. El folículo en crecimiento secreta estradiol, que engrosa el endometrio (fase proliferativa) y al alcanzar niveles altos cambia la retroalimentación de negativa a positiva sobre la hipófisis.
El estradiol elevado desencadena un pico de LH que rompe el folículo maduro y libera el ovocito secundario hacia la trompa de Falopio. La ovulación marca el paso de fase folicular a fase lútea.
El folículo roto se transforma en cuerpo lúteo, que secreta progesterona y estradiol. La progesterona mantiene el endometrio en estado secretor preparado para una eventual implantación y ejerce retroalimentación negativa sobre FSH y LH. Si no hay embarazo, el cuerpo lúteo se atrofia, los esteroides caen y comienza un nuevo ciclo.
Fertilización, embarazo y parto
La fertilización ocurre en la trompa de Falopio. La cabeza del espermatozoide libera enzimas acrosómicas que disuelven la zona pelúcida del óvulo (reacción acrosómica); la membrana del espermatozoide se fusiona con la del óvulo y solo entra el núcleo masculino: la cola y las mitocondrias se destruyen. Inmediatamente, la reacción cortical endurece la zona pelúcida e impide la entrada de otros espermatozoides, evitando la polispermia. Las membranas nucleares se disuelven y los cromosomas paternos y maternos participan juntos en la primera mitosis del cigoto, originando dos núcleos diploides idénticos.
Tras varias divisiones, el embrión llega al útero como blastocisto y se implanta en el endometrio. Las células del trofoblasto comienzan a secretar gonadotropina coriónica humana (hCG), que mantiene activo el cuerpo lúteo y, por tanto, los niveles de progesterona necesarios para sostener el endometrio en las primeras semanas. Las pruebas de embarazo detectan hCG en orina mediante anticuerpos monoclonales. Más adelante, la placenta toma el relevo del cuerpo lúteo en la producción de progesterona y estrógeno, y aporta una gran superficie de vellosidades para el intercambio de nutrientes, oxígeno y desechos entre madre y feto. En el parto, la caída de progesterona permite que aumente la oxitocina, que estimula las contracciones uterinas en un bucle de retroalimentación positiva: más contracciones generan más oxitocina, y más oxitocina, contracciones más intensas, hasta la expulsión.
En NM debes contrastar reproducción asexual y sexual en términos de número de progenitores, variabilidad genética y valor adaptativo, y explicar la doble fecundación de angiospermas (cigoto + endospermo). Sé capaz de etiquetar los aparatos reproductores humanos y de describir el ciclo menstrual integrando FSH, LH, estradiol y progesterona con las fases folicular, ovulación y lútea, especificando dónde actúa la retroalimentación negativa y dónde la positiva. En NS, añade espermatogénesis vs ovogénesis (continuidad, número de gametos, citoplasma, cuerpos polares), los mecanismos antipolispermia (reacción acrosómica y cortical), el papel de la hCG en el mantenimiento del cuerpo lúteo y de las pruebas de embarazo, y el control hormonal del parto por caída de progesterona y aumento de oxitocina.