Cicles Biològics i Reproducció Cel·lular: Guia Completa

Cicles Biològics: Reproducció i Diversitat

Un cicle biològic comprèn una seqüència de fets que va des d'una forma amb capacitat de multiplicar-se fins a una altra amb les mateixes característiques. Els organismes de reproducció asexual comprenen diferents cicles de formació. El tipus de reproducció és per meiosi.

Cicle Haplont

És un cicle característic de les formes haploides que originen gàmetes també haploides. Aquestes formes, en fusionar-se, originen un zigot diploide que tindrà una primera divisió de tipus meiòtic de la qual sortiran fills també haploides. Aquest cicle és freqüent en els protists.

Cicle Diplont

És el cicle característic dels metazous. La forma adulta és diploide i origina –mitjançant una gametogènesi meiòtica– gàmetes haploides que, en unir-se, donaran lloc a un zigot diploide.

Cicle Diplohaplont

És un cicle característic de les plantes i també d'algunes algues. Presenta dues formes: una diploide, l'esporòfit, i una altra haploide, el gametòfit. L'esporòfit, mitjançant una esporogènesi meiòtica, origina espores haploides que, quan germinen, formen el gametòfit. Té tres cicles:

• Cicle dels briòfits
• Cicle biològic de les falgueres
• Cicle dels espermatòfits

La Meiosi: Divisió Cel·lular Clau

La meiosi consta de dues divisions amb una sola fase S. Per aquesta raó, en estudiar-la, fem referència a la meiosi parlant de profase I, metafase I, anafase I i telofase I; o profase II, metafase II, anafase II i telofase II, segons si parlem de la primera divisió o de la segona. A partir de la generació diploide s'arriba a l'haploide per mitjà d'un procés cel·lular que determina que les cèl·lules filles tinguin tan sols un representant de cada parella de cromosomes. Els processos més específics de la meiosi es duen a terme durant la profase i la metafase de la primera divisió.

Profase I

Té lloc l'intercanvi d'ADN entre les cromàtides dels cromosomes homòlegs (aparellament o sinapsi; separació o desinapsi). Està dividida en 5 etapes:

• Leptotè: Es condensen els cromosomes.
• Zigotè: Comença la unió dels extrems de les cromàtides.
• Paquitè: Es completa la sinapsi en tots els cromosomes.
• Diplotè: Comença la desinapsi i desapareix el complex sinaptinemal.
• Diacinesi: És l'etapa de transició a la metafase I; finalitza la síntesi d'ADN.

Metafase I

Les estructures bivalents es mantenen situades en el pla equatorial i amb els cinetocors germans mirant al mateix pol; s'anomena posició sintèlica.

Anafase I

Se separen els cromosomes homòlegs i no les cromàtides germanes, com passa a la mitosi.

Telofase I

No hi ha diferències essencials respecte a la mitosi. Al final de la citocinesi, que es completa en aquesta fase, s'obtenen dues cèl·lules amb la meitat de cromosomes que la inicial. A continuació, es produeix la divisió meiòtica II.

La Reproducció: Funció Essencial dels Éssers Vius

Entenem per funció reproductora o reproducció la capacitat que tenen els éssers vius d'originar altres organismes de la mateixa espècie. La divisió cel·lular i la producció de cèl·lules filles genèticament idèntiques a la cèl·lula mare ja s'ha estudiat en la mitosi. Els organismes tenen dos tipus bàsics de reproducció: asexual i sexual.

Reproducció i Sexualitat: Conceptes Clau i Funció

La sexualitat és un conjunt de processos que permeten una recombinació o intercanvi genètic. En els organismes unicel·lulars, els dos processos poden produir-se independentment. Els protozous es poden trobar en dos tipus:

• Singàmia: Sexualitat en la qual els organismes són com gàmetes i donen un zigot.
• Conjugació: Entre dos individus es forma un pont citoplasmàtic que permet l'intercanvi de material genètic.

La Reproducció Asexual: Estratègies i Models

La reproducció asexual consisteix en una sèrie de processos pels quals un sol individu, a partir d'una sola unitat reproductiva, dona lloc a un altre individu de la mateixa espècie. La base de la reproducció asexual és la mitosi. Es dona en organismes unicel·lulars i pluricel·lulars.

Models de Reproducció Asexual

Hi ha diversos tipus de reproducció asexual:

• Bipartició: Es dona en organismes unicel·lulars; la cèl·lula mare es divideix.
• Gemmació: En els organismes unicel·lulars, la cèl·lula mare es divideix; en pluricel·lulars, es forma una protuberància i es desprèn.
• Fragmentació: Hi ha diversos tipus: rizomes, tubercles, bulbs i estolons.
• Regeneració.
• Esporulació.

Avantatges i Inconvenients de la Reproducció Asexual

• Avantatges: És ràpida, sense gran despesa d'energia ni cost.
• Inconvenients: És molt vulnerable a l'ambient.

La Reproducció Sexual: Diversitat Genètica i Evolució

És el conjunt de processos pel qual dos individus, a partir de dues unitats reproductives, originen un nou individu de la mateixa espècie. Les cèl·lules reproductives que es produeixen en òrgans especialitzats reben el nom de gàmetes i sempre són haploides. Per generar l'organisme fill, els gàmetes es fusionen i es forma una única cèl·lula diploide, el zigot. L'organisme del fill és genèticament diferent als progenitors. Segons l'estructura dels gàmetes, poden ser de dos tipus de reproducció:

• Isogàmia: Quan els dos gàmetes són morfològicament iguals.
• Anisogàmia: Si els dos gàmetes són diferents.

Gametogènesi: Formació de Gàmetes

La gametogènesi és un seguit de processos que tenen com a objectiu final la formació de gàmetes per part dels organismes amb reproducció sexual. L'espermatogènesi es fa a partir dels espermatogonis. Les cèl·lules germinals són diploides i s'anomenen espermatogonis; en créixer, donen lloc als espermatòcits de primer ordre. Els espermatòcits de segon ordre experimenten la segona divisió meiòtica, de la qual resulten quatre espermàtides. En la femella, l'ovogènesi comença ja des del tercer mes de vida als ovaris amb les oogònies. Les oogònies es diferencien en oòcits primaris que comencen la divisió meiòtica. Els oòcits primaris, quan completen la seva divisió, produeixen els oòcits secundaris, que són haploides. El més petit s'anomena corpuscle polar. Finalment, la segona divisió meiòtica forma l'òvul.

Fecundació: Unió de Gàmetes

És un procés que consisteix en la fusió del material genètic dels dos gàmetes i s'ha de produir sempre en un medi líquid. Hi ha dos tipus de fecundació:

• Fecundació externa: Quan els gàmetes són alliberats a l'aigua; és el tipus de fecundació de molts animals aquàtics.
• Fecundació interna: La unió dels gàmetes es fa a l'interior d'un dels progenitors; és absolutament necessària en els terrestres. Hi ha tres formes de fecundació interna:
  • Ovípars: Expulsen un ou.
  • Ovovivípars: Tenen un ou a l'interior.
  • Vivípars: Sense ou, protegit pels teixits materns.

Espècies Hermafrodites i Espècies Unisexuals

Hi ha dues espècies:

• Hermafrodites: Espècies que produeixen gàmetes femenins i masculins; freqüent a les plantes.
• Unisexuals: En els quals hi ha dos tipus fisiològics, un que produeix gàmetes femenins i un altre masculins; freqüent en els animals.

Partenogènesi: Reproducció Sense Fecundació

Hi ha espècies en què el gàmeta femení és capaç de desenvolupar-se sense haver estat fecundat per un gàmeta masculí. En aquest cas, diem que hi ha partenogènesi. Algunes espècies presenten partenogènesi cíclica i alternen les generacions amfigòniques i les partenogenètiques.