Fecundación

Los términos fecundación y concepción

La palabra fecundación hace referencia al proceso desde que los espermatozoides entran al útero, viajan y encuentran al óvulo. En cambio, concepción es el momento exacto donde el espermatozoide entra en el ovocito y desencadena una serie de cambios que darán lugar al desarrollo del embrión. La fecundación o fertilización, es el proceso por el cual dos gametos se fusionan para crear un nuevo individuo con un genoma derivado de ambos progenitores. Los dos fines principales de la fecundación son:

·         La combinación de genes derivados de ambos progenitores.

·         La generación de un nuevo individuo (reproducción).

Los detalles de la fecundación son tan diversos como las especies; sin embargo, existen 4 eventos que son constantes en todas ellas:

1. El primer contacto y reconocimiento entre el óvulo y el espermatozoide. En la mayoría de los casos es de gran importancia para asegurar que los gametos sean de la misma especie.

2. La regulación de la interacción entre el espermatozoide y el gameto femenino. Solamente un gameto masculino debe fecundar un gameto femenino. Esto puede lograrse permitiendo que sólo un espermatozoide entre en el óvulo, lo que impedirá el ingreso de otros.

3. La fusión del material genético proveniente de ambos gametos

4. La formación del cigoto y el inicio de su desarrollo

Modalidades

Según las similitudes y diferencias entre los gametos

· Fecundación isogámica: Unión de 2 gametos idénticos en tamaño y estructura, Ocurre solo en algunos grupos, como los protozoos.

· Fecundación anisogámica: Unión de 2 gametos distintos en tamaño como en estructura, uno masculino y otro femenino. Ocurre en la mayoría de los grupos.

· Fecundación ovogámica: gametos muy distintos: el femenino es grande e inmóvil y aporta todas las reservas nutritivas al cigoto, mientras que el masculino es pequeño y móvil.

Según los individuos participantes

· Fecundación cruzada: fecundación en la que cada gameto procede de un individuo distinto. En algún raro caso, dos individuos se fecundan mutuamente, como ocurre en los caracoles terrestres

· Autofecundación: cuando los dos gametos proceden del mismo individuo. En las plantas angiospermas, cuyas flores suelen ser hermafroditas, es frecuente la autofecundación, casi siempre combinada con la fecundación cruzada.

· Fecundación Interna: los espermatozoides pasan al cuerpo de la hembra inyectados por órganos copuladores en el curso de un acoplamiento, o bien son tomados por la hembra en forma de un espermatóforo liberado previamente por el macho. Es cuando la unión de los dos gametos o células sexuales (espermatozoide y óvulo) se realiza dentro del cuerpo de la madre en el útero o matriz, de acuerdo a ello los animales se clasifican en:

1. Ovíparos: fecundación interna y desarrollo embrionario externo dentro de un huevo provisto de nutrientes y cáscara calcárea, por ejemplo, los Monotremas (Ornitorrinco, Equidnas), muchas especies de invertebrados, reptiles y aves.

2. Ovovivíparos: fecundación interna y desarrollo embrionario incompleto, abandonan el cuerpo de la madre cuando aún son fetos para completar su desarrollo fuera del cuerpo materno, por ej., los Marsupiales (comadrejas, zarigüeyas, canguros). El Marsupio (bolsa membranosa) contiene a las glándulas mamarias para la alimentación de las crías.

3. Vivíparos: fecundación interna y desarrollo embrionario interno, por ej., los verdaderos mamíferos.

· Fecundación Externa: Propia de los animales acuáticos; implica que óvulos sin fecundar y espermatozoides sean vertidos en el agua, donde realizan el encuentro. Es llevada a cabo por casi todos los invertebrados marinos y las siguientes especies:

1. Peces: En la reproducción, los óvulos son abandonados por la hembra en el agua al azar y son inmediatamente fecundados por el macho. La fecundación es externa porque ocurre en medio del agua. Los huevos quedan flotando en el agua, algunos caen y se fijan en el fondo, pero la mayoría sirven de alimento a otros peces. Hay una pequeña especie de peces, como los tiburones y los peces martillo, que tienen fecundación interna, es decir, que se realiza dentro del cuerpo de la hembra.

2. Anfibios: son ovíparos y efectúan una fecundación externa. Los machos abrazan a las hembras y éstas al pasar uno o dos días, sueltan los óvulos en el agua. Luego el macho deposita sus espermatozoides sobre los óvulos para lograr la fecundación y el posterior desarrollo de los mismos. Los huevos son blandos y sin cáscara, como éstos se secan rápidamente, los depositan en el agua o en sitios húmedos. Las crías no se parecen a sus padres, tienen aspecto de pececillos y respiran como los peces. Cambian de forma, es decir, sufren metamorfosis. Pasan de un estado de renacuajo, donde no tienen patas, a la forma adulta adquiriendo las cuatro patas.

Fecundación en invertebrados

Entre los invertebrados existen diferentes métodos de reproducción

Reproducción asexual

Se puede llevar a cabo mediante procesos como: mitosis, fisión binaria, gemación y fragmentación, entre otros. Existen ventajas adaptativas para los organismos con este tipo de reproducción. Al poder producir mayor número de descendientes, pueden tomar ventaja de condiciones favorables presentes en cierto ambiente; al explotar las diferentes fuentes alimenticias, espacio disponible y demás recursos presentes en el medio. Un claro ejemplo de reproducción asexual en invertebrados formadores de colonias son los corales.

Reproducción sexual

La mayoría de los invertebrados liberan sus gametos en el medio donde habitan que generalmente es el agua, y tiene lugar la fertilización externa. En estos organismos la liberación de los gametos es crítica, ya que deben liberar tantos huevos como espermas al mismo tiempo para que pueda ocurrir la fecundación. Algunos de los factores relacionados con la sincronía de liberación de gametos en animales marinos son la temperatura del agua, la luz, el ciclo lunar y la presencia de otras especies. 

Fecundación en el ser humano

El proceso de fecundación se inicia con el contacto entre los gametos. El encuentro ocurre en las trompas de Falopio en el aparato reproductor femenino, habitualmente en la región de la ampolla uterina. Primero el espermatozoide penetra la corona radiada del ovocito II, hasta entrar en contacto con la zona pelúcida. Esto da origen a la reacción acrosómica en la cabeza del espermatozoide, que le permite entrar a la zona pelúcida. Se necesitan más de un espermatozoide para lograr fecundar al ovocito. La red de la zona granulosa no es fácil de atravesar para un espermatozoide y algunos van soltando la cápsula de la vesícula acrosómica para dejar un camino. Es vital poseer el acrosoma intacto para formar el ovocito, pues sin acrosoma el espermatozoide no podrá atravesar la membrana del óvulo. Por ello, se necesitan espermatozoides que liberen sus enzimas antes de llegar al ovocito para que estas degraden la zona granulosa y así algún espermatozoide consiga llegar a la zona pelúcida con su acrosoma intacto y pueda entonces fecundar al ovocito.

Cuando el espermatozoide se encuentra con la zona pelúcida se une a ella. Se produce entonces la reacción acrosómica inducida por la proteína ZP3. La membrana celular del espermatozoide se fusiona con la membrana exterior del acrosoma y el contenido se libera a través de unos poros. Las enzimas liberadas van disolviendo la zona pelúcida y permitiendo el paso del espermatozoide, empujado por el flagelo a una velocidad de una micra por minuto hasta atravesar la zona entre 10 y 30 minutos. La unión a la zona pelúcida es un paso decisivo de la fecundación. Cuando la reacción ha terminado el espermatozoide está recubierto por la membrana interna del acrosoma. Este cambio es esencial para el contacto posterior con el ovocito. La zona post-acrosómica entra en contacto con las micro-vellosidades del ovocito. A continuación se funden las membranas y entran en contacto los citoplasmas. El contenido del espermatozoide entra dentro del citoplasma del ovocito. Sin una correcta reacción acrosómica la zona post-acrosómica no entra en contacto de forma adecuada con el ovocito. Tanto la pieza media como el flagelo del espermatozoide pueden entrar en el ovocito.  A partir del momento de la fecundación se restablece el número cromosómico y se define el sexo del embrión, según si el espermatozoide porta un cromosoma X o un cromosoma Y (el ovocito sólo pueden llevar un cromosoma X). Es común la idea de que para fecundar a un único ovocito se necesita un solo espermatozoide. Se sabe que es necesaria el aporte de varios espermatozoides para poder fecundar un ovocito. Otra duda que podría surgir es si las mitocondrias y la cola del espermatozoide entran al citoplasma del ovocito, ya que se conoce que las mitocondrias del individuo adulto proceden de la madre. Se sabe que tanto las mitocondrias como la cola entran en el ovocito pero, una vez dentro, tiene lugar la degradación activa de las mitocondrias paternas y la eliminación del flagelo. Existen casos en los que algunas mitocondrias del espermatozoide no son eliminadas y quedan presentes en algunos tejidos del feto, esto conduce a raras enfermedades genéticas.

Segmentación de un óvulo fecundo