Metazoos: reproducción y desarrollo de J.I.Noriega

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Metazoos: reproducción y desarrollo de J.I.Noriega

  1. 1. Metazoos_Reproducción y desarrollo CRÉDITOSAutoría de la presentación en Power Point: Juan Ignacio Noriega IglesiasTexto (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.
  2. 2. 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
  3. 3. La reproducción y el desarrollo en los metazoos• Apareamiento: inexistente en phyla inferiores Cnidarios (poríferos, cnidarios)• Inseminación – Liberación al exterior (poríferos, cnidarios, equinodermos, peces, anfibios) – Espermatóforos (insectos) Poríferos – Órganos copuladores (aves, reptiles, mamíferos)• Desarrollo embrionario – Cigoto  embrión  larva, etc. Anfibios – Histogénesis (formación de tejidos) – Organogénesis (formación de órganos)
  4. 4. La reproducción y el desarrollo en los metazoos Desarrollo postembrionario Desarrollo directo Larva (ninfa) Desarrollo indirectosemejante a adulto  Larva  pupa (crisálida) adulto (metamorfosis)  adulto
  5. 5. Células somáticas La reproducción asexual• 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, A partir de cada uno de los equinodermos) fragmentos de una esponja aplastada, se forma un nuevo individuos
  6. 6. 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
  7. 7. La reproducción sexual en un género hermafrodita: Helix sp
  8. 8. 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)
  9. 9. Aparato reproductor en invertebrados Un ejemplo en Carcinus maenas L. (camarón) un artrópodo crustáceo decápodo dioico Ovarios BranquiasCorazón
  10. 10. Gametogénesis La formación de los gametos en las gónadasProceso aplicable a cualquier metazoo con reproducción sexual Así se obtiene variabilidad gamética, que produce luego variabilidad poblacional Sobre esta variabilidad poblacional actúa la selección natural darwiniana
  11. 11. Gametogénesis La formación de los gametos en las gónadasProceso aplicable a cualquier metazoo con reproducción sexual En ellos
  12. 12. Gametogénesis La formación de los gametos en las gónadasProceso aplicable a cualquier metazoo con reproducción sexual En ellas
  13. 13. 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!)
  14. 14. Procesos en la reproducción Fecundación (fusión gametos)  Cigoto Pronúcleos masculino yCigoto humano femenino antes de la cariogamia Cuando entra el espermatozoide, éste se encuentra en fase Go, mientras que el ovocito está en metafase II La presencia del espermatozoide reactiva la meiosis en el ovocito, que la finaliza en presencia del núcleo masculino Luego se descondensa el núcleo del espermatozoide y se sincronizan ambos ciclos celulares, ingresando al mismo tiempo en la subfase S © Instituto Dexeus
  15. 15. Procesos en la reproducción Un caso particular: la partenogénesis Hembra estérilGameto   (sin F!) individuo completo Crustáceos Moluscos gasterópodos Insectos: abejas, avispas y pulgones Algunos peces Hembra fértil Los machos zánganos se forman a partir de óvulos sin fecundar Los zánganos son ¡¡metazoos haploides!!
  16. 16. El desarrollo embrionario • Cigoto (ciclo celular)  mórula  blástula  gástrula Tipos de desarrollo embrionario Ovíparos Ovovivíparos VivíparosDesarrollo embrionario fuera de la hembra Desarrollo embrionario dentro de la hembra Desarrollo embrionario dentro de la hembra(poríferos, cnidarios, anélidos, artrópodos Sin placenta Con placenta peces, anfibios, reptiles, aves) Anfibios como la salamandra Mamíferos placentarios
  17. 17. Tipos de segmentación y blástulas Segmentación total e igual Cigotos ISOLECITOS resultantes Cnidarios, Moluscos, Equinodermos y MamíferosSegmentación total y desigual Cigotos HETEROLECITOSAnélidos, moluscos y anfibiosSegmentación discoidal y desigual Cigotos TELOLECITOS Peces, reptiles y aves
  18. 18. Segmentación y formación de la mórula vista con el SEMCigoto Estadio 2 célulasEstadio 4 Estadio 8 células células Mórula
  19. 19. Segmentación y formación de la blástula (blastocisto) en Homo sapiens Estadio 4 células (38 horas) Cigoto A los 15-18 días lagástrula ya estará en el endometrio Balstocele Estadio 12 células (54 horas) Mórula: 12 – 16 blastómeros (dia 3º a 4º) A punto de llegar Blástula al útero (=blastocisto) © todas las fotos Instituto Dexeus
  20. 20. Comparemos algunas blástulas Blastodermo Blastocele Polo vegetativo Paracentrotus sp Rana sp (oriciu)
  21. 21. Y veamos cómo la topografía es importante en el determinismo genético de las células Polo animal Parte del Parte del ectodermo queectodermo que originará el sistemaoriginará la piel nerviosoMesodermo, que formará: tejidomuscular, riñones,huesos, gónadas Endodermo: formará el tubo digestivo y los pulmones Polo vegetativo Sección de blástula de rana, un metazoo triblástico
  22. 22. La gastrulación (I): Tipos Alta tasa de M! de micrómeros Invaginación de una porciónde blastómeros que formarán el arquénteron Micrómeros rodean a macrómeros Desarrollo embrionario en la mosca
  23. 23. Veamos la gastrulación por embolia en 3D Algunas células blastodérmicas se introducen, dando lugar a un mesénquima primario Blastóporo Las células que forman Otras células las paredes del blastodérmicas se arquénteron se alarganinvaginan y forman el arquénteron Mesénquima secundario Ectodermo Endodermo Arquénteron Mesénquima primario Blastóporo
  24. 24. La gastrulación (II): protóstomos y deuteróstomos Protóstomos: blastóporo boca Menos evolucionado Anélidos, Moluscos, ArtrópodosTen en cuenta que Poríferos y Cnidarios no pueden ser niprotóstomos, ni deuteróstomos Deuteróstomos: blastóporo  ano Más evolucionado Equinodermos, Vertebrados
  25. 25. La gastrulación (III): Hojas embrionarias y celoma• Diblásticos (p. 215) – Menos • Con mesodermo evolucionados – Acelomados • Triblásticos sin celoma – Ectod + Endodermo • Menos evolucionados – Poríferos, Cnidarios • Platelmintos• Triblásticos (p. 215) – Celomados – Más evolucionados • Triblásticos con celoma • Más evolucionados – Ectod + End + Mesod • Anélidos, moluscos, – Resto de Metazoos artrópodos, equinodermos, cordados
  26. 26. 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)
  27. 27. La gastrulación (IV): Anamniotas y amniotasAnamniotas: Peces y anfibios Amniotas: Reptiles, aves y mamíferosLos embriones se desarrollan Los embriones se desarrollan en en el agua (no precisan ambientes sin agua (huevo, útero)membrana para protegerse de (precisan de membrana –amnios- con desequilibrios hídricos) líquido isotónico) Anfibios Reptiles Reptiles Anfibios Aves Aves Mamíferos Mamíferos
  28. 28. Histogénesis y Organogénesis Células del embrión Diferenciación hojas embrionarias tejidos órganos Desarrollo Desarrollopostembrionario postembrionario indirecto directo larvaPupa o crisálida metamorfosis adulto adulto
  29. 29. Histogénesis y OrganogénesisEl estómago es un órgano Por tanto, está formado por tejidos Tejido muscular liso Estómago Tejido conjuntivo laxo Tejido nervioso Tejido Tejido sanguíneo epitelial
  30. 30. Los tejidos animales• Desarrollo embrionario• Tejido epitelial• Tejido conectivo• Tejido muscular• Tejido nervioso
  31. 31. Tejido epitelial (epitelios)• Epitelios de revestimiento • Epitelios glandulares – De una sola capa – Glándulas exocrinas • Endotelio (capilares) • Mamarias, sudoríparas, – De una capa y... sebáceas… • Tráquea, bronquios y • Digestivas: Páncreas, oviductos glándulas salivares… – De varias capas – Glándulas endocrinas • Epidermis, esófago, vejiga • Hipófisis, tiroides, ovarios urinaria
  32. 32. Tejido epitelial Epitelio pseudoestratificado: tráquea, bronquiosCélula caliciforme Célula epitelial Célula Microvilli (cilios) caliciforme (glucoproteinas) (mucosidad) núcleos
  33. 33. Tejido epitelial• Endotelio (interior de vasos • Epitelio de varias capas sang. y corazón) (epidermis) Células muertas con queratina Capilar con endotelio
  34. 34. Tejido epitelialEpitelio glandular páncreas Epitelio glandular (porción exocrina)
  35. 35. Tejido conectivo (unión, protección)• Tejido conjuntivo• Tejido cartilaginoso• Tejido adiposo• Tejido óseo• Tejido sanguíneo• Tejido linfático
  36. 36. Tejido conjuntivo capilar• Une o fija otros tejidos y zonas de órganos endotelio• Constituyentes: – Fibroblastos (fibras) – Macrófagos (fagocitosis) – Adipocitos (céls. grasas) eritrocito – Mastocitos (histamina) – Fibras de colágeno
  37. 37. 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
  38. 38. Tejido óseo• Forma los huesos• Tipos: – compacto (diáfisis) – esponjoso (epífisis)• Constituyentes: – Osteona: • Sustancia interc.: fosfato cálcico • Osteoblastos • Osteocitos • Osteoclastos • Conductos de Havers
  39. 39. Tejido óseo compacto Endotelio capilar en conducto de Havers osteocitososteona Conductos de Havers
  40. 40. Tejido sanguíneo• 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) White Blood Cells http://www.bio.davidson.edu/courses/movies.html Eating Yeast - Macrophages taking a walk
  41. 41. Tejido sanguíneo• Eosinófilo Linfocito T Plaquetas Eritrocitos
  42. 42. 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)
  43. 43. Tejido muscular• Estriado • Estriado (aspecto al microscopio óptico) Fibra muscular Núcleos de las fibras aplastados http://www.bio.davidson.edu/courses/movies.html
  44. 44. Tejido nervioso DendritasPoríferos y Cnidarios: red difusa Pericarion (sin jerarquización) o soma Resto de metazoos: centros deagregación (ganglios) y neuronas Axón en paquetes (nervios) Componentes Neuronas Células gliales Células de Oligodendrocitos Schwann Fibra Fibra mielínica amielínica http://recursos.cnice.mec.es/biosfera/profesor/recursos_animaciones9. htm
  45. 45. Tejido nervioso Estructura de un nervioCélula de Schwann Axones que envuelve a tres axones Membranas de tejido conjuntivo Axones La célula de Schwann se enrolla alrededor del axón Vaso sanguíneo
  46. 46. 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
  47. 47. La cavidad corporal o celoma Triblásticos acelomados (Platelmintos): Sin cavidad o espacio entre pared corporal y tubo digestivo El celoma en nuestra especie: Si fuéramos acelomados, nuestro corazón se movería a la vez que nuestra musculatura tórácicaTriblásticos 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

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