Gametogénesis: qué es, en humanos y en plantas
¿Qué es la gametogénesis?
La gametogénesis es el proceso por el cual se forman las células sexuales, también conocidas como gametos. Ocurre en los seres humanos y también en gran cantidad de animales, plantas y hongos que se reproducen sexualmente.
La gametogénesis ocurre tanto en hombres como en mujeres y consiste en la formación y maduración de los gametos, las células sexuales. Estos gametos, durante la fecundación, se fusionan para formar una célula llamada cigoto, que se dividirá y diferenciará después en un embrión y en un nuevo individuo.
¿Qué es la reproducción sexual?
La reproducción sexual es un tipo de reproducción que involucra la fusión de los gametos producidos por dos organismos, uno masculino y otro femenino, para formar nuevos organismos genéticamente diferentes a sus progenitores.
Es gracias a la reproducción sexual que nuestro aspecto físico y algunas de nuestras características fisiológicas muchas veces corresponden a la mezcla de ciertas características de nuestros padres y a otras nuevas o diferentes (ver recombinación).
¿Qué son los gametos?
Los gametos son las células especializadas en la reproducción sexual. Hay gametos femeninos y gametos masculinos -en algunas especies ambos son iguales y en otras son distintos- y estos tienen la mitad de la información genética del individuo que los produce, es decir, son haploides.
Los gametos son producidos por gametogénesis a partir de otras células progenitoras conocidas como células germinales, que son células diploides, es decir, con toda la información genética del organismo al que pertenecen.
Las células germinales participan en la producción de los gametos gracias a un tipo de división celular conocido como meiosis, a través del cual se reduce a la mitad la cantidad de información genética en cada célula hija; esto quiere decir que no se forma una copia de la célula germinal, como en la mitosis.
¿De qué se trata la gametogénesis?
La gametogénesis es el proceso de formación de los gametos en aquellos organismos que se reproducen sexualmente.
Muchos autores la definen, específicamente, como el desarrollo de las células germinales en los gametos haploides femeninos y masculinos que los seres humanos y muchos animales, plantas y hongos utilizan durante la reproducción sexual para formar nuevos individuos.
Aunque puede tener sus diferencias de una especie a otra, e incluso entre machos y hembras de la misma especie, generalmente el proceso involucra las mismas etapas, a saber:
- Meiosis.
- Diferenciación celular o maduración.
El objetivo final de la gametogénesis es, entonces, producir los gametos que durante la fertilización se fundirán para producir una nueva célula conocida como cigoto, que se dividirá para formar un embrión, que luego se diferenciará en un nuevo individuo.
Meiosis y gametogénesis
La meiosis es fundamental para que tenga lugar la gametogénesis, pues es el tipo de división celular que produce células con la mitad de la carga cromosómica que la célula que les dio origen; es decir, se trata de una división celular reduccional.
La meiosis es muy similar a la mitosis, otro tipo de división celular. En esta se producen dos divisiones nucleares y celulares sin que se duplique el material genético durante una interfase entre ambas, lo que significa que a partir de una célula diploide se producen 4 células haploides.
En los seres humanos y en muchos animales, la meiosis ocurre en las gónadas, que es el sitio anatómico donde se ubican las células germinales.
En las plantas, este proceso ocurre en las estructuras conocidas como gametofitos, que son los “pies” o las partes de las plantas encargadas de producir los gametos.
Muchos hongos también tienen reproducción sexual y la meiosis ocurre únicamente en la célula que se forma a partir de la fusión de los gametos, es decir, el cigoto, que es la única fase diploide del ciclo de vida.
En estos organismos, por lo tanto, los gametos son producidos a partir de las divisiones mitóticas sucesivas de las estructuras haploides que fueron formadas previamente por la división meiótica del cigoto.
Gametogénesis en humanos
En los seres humanos la gametogénesis produce los gametos femeninos y los gametos masculinos, que son morfológicamente diferentes entre sí.
Los gametos femeninos son los óvulos y los masculinos son los espermatozoides, de modo que la gametogénesis femenina se conoce también como ovogénesis y la masculina como espermatogénesis.
Aunque son procesos muy similares entre sí, la ovogénesis y la espermatogénesis se diferencian principalmente por el momento en la vida en el que ocurren y, por supuesto, por el lugar del cuerpo donde suceden.
- La espermatogénesis inicia en los hombres durante la pubertad y continúa hasta la ancianidad.
- La ovogénesis tiene lugar durante las últimas etapas del desarrollo embrionario de las mujeres -antes de su nacimiento- y se detiene hasta la pubertad, donde continúa cíclicamente hasta la menopausia.
Gametogénesis femenina u ovogénesis
La ovogénesis es el proceso de formación y maduración de los óvulos, que son los gametos femeninos. Estas células sexuales especializadas son grandes e inmóviles y se producen en los ovarios, que son las gónadas femeninas.
Los ovarios son dos y se encuentran en los extremos de las trompas de Falopio, unas de las estructuras características del aparato reproductor femenino.
Las células precursoras de los óvulos son las ovogonias y son estas las que pasan por la división meiótica para producir los óvulos haploides.
Las mujeres nacen con todos los óvulos que tendrán a lo largo de su vida, pero estos se encuentran en un arresto meiótico desde el desarrollo embrionario.
Los óvulos son liberados y madurados cíclicamente desde el comienzo de la pubertad. Cada ciclo dura aproximadamente 28 días y en cada uno madura una célula a la vez y esta es liberada.
Dicha liberación se evidencia como la menstruación, donde los óvulos maduros no fertilizados son descartados junto con los tejidos a su alrededor.
Gametogénesis masculina o espermatogénesis
La espermatogénesis es el proceso de formación de los espermatozoides, que son los gametos masculinos. Estas son células pequeñas y móviles, muy parecidas -en su madurez- a un renacuajo muy pequeño. Los espermatozoides son producidos en los testículos, que son las gónadas masculinas.
En el interior de los testículos, el proceso de formación de los espermatozoides por meiosis ocurre en el interior de unos conductos conocidos como túbulos seminíferos.
Los espermatozoides se forman a partir de un conjunto de células llamadas espermatogonias, que al dividirse por mitosis forman más espermatogonias y otras células llamadas espermatocitos primarios.
Los espermatocitos primarios son los que se dividen por meiosis y, después de diferentes procesos de división y maduración, producen los espermatozoides.
En los hombres, la capacidad de producción de espermatozoides es sumamente amplia, pues comienza durante la pubertad y puede finalizar en la ancianidad.
Fecundación
El proceso de concepción de un nuevo ser humano depende de la fecundación, que es la fusión de un espermatozoide maduro con un óvulo maduro en el interior del aparato reproductor femenino.
Este proceso es conseguido gracias a las relaciones sexuales o a la reproducción asistida, y comprende la formación de una célula diploide llamada cigoto, que se dividirá sucesivas veces hasta forman un embrión, que posteriormente se diferenciará en un feto.
Gametogénesis en plantas
Las llamadas plantas con flor (catalogadas como ‘plantas superiores’) se reproducen sexualmente a través de gametos, de una forma muy similar a la de los seres humanos.
Los órganos reproductivos de estas plantas se encuentran en las flores y pueden estar en la misma flor, en la misma planta o en plantas distintas.
Las estructuras encargadas de la gametogénesis se conocen como gametofitos. El gametofito femenino produce los óvulos y el masculino produce los granos de polen, que son equivalentes a los espermatozoides animales.
Los gametos femeninos (los óvulos) se producen también en una estructura conocida como ovario, ubicada en la flor; mientras que los gametos masculinos (los granos de polen) se producen en las anteras, que también están en las flores.
Así como en los animales, estas estructuras sufren divisiones meióticas para producir las células sexuales haploides, es decir, con la mitad de la carga cromosómica del organismo que las produce.
Para que ocurra la fertilización en las plantas con flor debe ocurrir la polinización, que es el acercamiento de los granos de polen a los ovarios de las flores femeninas, de manera que los núcleos de ambas células puedan fusionarse y formar el cigoto.
Referencias
- Dudek, R. W., & Fix, J. D. (2005). Embryology. Lippincott Williams & Wilkins, Philadelphia.
- Moore, K. L., Persaud, T. V. N., & Torchia, M. G. (2018). The Developing Human-EBook: Clinically Oriented Embryology. Elsevier Health Sciences.
- Nabors, M. W. (2004). Introduction to botany (No. 580 N117i). Pearson.
- Solomon, E. P., Berg, L. R., & Martin, D. W. (2011). Biology (9th edn). Brooks/Cole, Cengage Learning: USA.