La reproducción sexual vino a transformar la vida en nuestro planeta. De alguna manera, el crear copias exactas de una misma población no presuponía una ventaja adaptativa pues un solo evento catastrófico acabaría con toda su existencia. Este tipo de reproducción entonces aumentó la variabilidad de los genotipos, lo que permite una mayor resistencia a las presiones selectivas del ambiente que siempre les menciono. En este artículo que hoy escribo para la comunidad científica de la plataforma, en especial la de @stem-espanol quiero que nos paseemos por el óvulo animal y vegetal, pero viéndolo desde su estructura morfológica y analizándolo desde las ventajas adaptativas que estas le suman a cada especie.

Presentación de la temática. Vídeo del Autor

El Óvulo

Cuando nos referimos a un óvulo, hacemos alusión a una célula sexual, que se ha originado por un proceso de embriogénesis dentro de una estructura que generalmente es llamada ovario. Poseen forma esférica, varía en las especies animales- vegetales; poseen la mitad de la carga cromosómica que en el caso del humano es de 23. En su mayoría se trata de células inmóviles en cuyo interior reposan suficientes nutrientes para alimentar al cigoto en sus primeros estadios.

La energía siempre ha sido primordial en los procesos biológicos y reducir su gasto es elemental. Las células sexuales han evolucionado para comprimir al mínimo su consumo energético, desde un óvulo móvil con flagelos (planogameto) que es característico de algunas formas unicelulares, filamentosas y cenocíticas y se conoce como Isogamia, hasta la aparición de un gameto femenino grande e inmóvil en la mayoría de las especies llamado Oogamia.

La oogamia desde el punto de vista biológico viene a ser un tipo de heterogamia (gametos diferentes). En este tipo de morfología de células sexuales, vamos a encontrar un gameto femenino grande e inmóvil, generalmente fijo, lo que desde el punto de vista evolutivo reduce la necesidad de producir un alto número de gametos de esto sexo.

Esta situación disminuye considerablemente los requerimientos energéticos que pueden ser usados entonces en otros procesos metabólicos. El hecho de ser inmóvil entonces se ve acompañado con otra ventaja, la de poseer un citoplasma repleto de sustancias nutritivas, que garantizarán el crecimiento del futuro cigoto.

Asumiendo que en un principio las formas más primitivas que comenzaron con la reproducción sexual como proceso multiplicador, mostraban gametos semejantes y móviles, en lo que anteriormente hemos llamado isogamia. Poco a poco fue apareciendo la anisogamia y con ella la heterogamia. En la heterogamia entonces nos encontramos ante un gameto inmóvil, grande e incluso con más nutrientes y uno móvil, pequeño.

Esquema del autor. Selección disruptiva en gametos

Las formas intermedias seguían siendo pequeñas pero también móviles. De alguna manera las presiones selectivas actuaron contra las formas heterocigotas, pues necesitaban mayor gasto energético y favorecieron a ambos extremos de la característica; es decir al grande e inmóvil por proyectar mejores niveles de seguridad reproductiva y metabólica y al pequeño-flagelado, por sus capacidades móviles que le permitirían encontrar al otro y fecundarlo.

Uno de los avances más exitosos de las plantas fue el de incorporar los carpelos como estructura reproductora femenina. El estigma, estilo y ovario (desarrollado en otras publicaciones) van a garantizar la formación del fruto y la semilla. Dentro del ovario, se encuentra una masa de células germinales llamado óvulos.

Óvulo fecundado de Persea. Imagen del autor capturada con mi dispositivo Huawei P20 y esquematizada en Microsoft power point.

Cada óvulo, desde afuera estará formado por células protectoras comúnmente llamadas integumentos. Estos van a rodear a la célula madre de megaspora diploide, quien gracias a varios procesos meiosis y mitosis va a generar cuatro células, de las cuales una sola será grande por poseer dos núcleos y será el gametofito femenino haploide.

El ovario se convierte en el fruto y el óvulo en la semilla. Dentro del óvulo ocurren una serie de divisiones celulares que formarán el endospermo, quien se encargará de la nutrición en los primeros estadios. El cigoto se convierte en el embrión, quien dependiendo del tipo de planta (monocotiledónea o dicotiledónea) poseerá un vástago con uno o dos cotiledones. El integumento se engrosa y endurece, transformándose en el tegumento protector de la semilla.

Corte del ovario de Hibiscus. Imagen del autor capturada con mi dispositivo Huawei P20 con lentilla Macro y esquematizada en Microsoft power point.

Flor, fruto y semilla de Mangifera indica. Imagen del autor capturada con mi dispositivo Huawei P20 con lentilla Macro y esquematizada en Microsoft power point.

En los animales pluricelulares, el macho produce espermatozoides y la hembra huevos u óvulos, mucho más grandes que su par sexual. Al igual que las plantas, los óvulos se producen en el ovario. El ovario genera mucho menos células sexuales que los machos y consigue la mayoría de sus características morfológicas antes de su maduración.

Durante su proceso de maduración, los ovocitos de primer orden sufren una serie de divisiones meióticas, durante las cuales generalmente se adiciona el vitelo, la sustancia nutritiva que ayudará al crecimiento del cigoto.

De acuerdo con Storer (1961) “el óvulo es esférico u oval e inmóvil y puede contener vitelo para alimentar al individuo que debe desarrollarse”(p. 221). Para el autor, los mayores huevos están representados por el de algunos tiburones, cuyo tamaño llega a alcanzar los 180 mm., mientras que el ser humano tiene unos solos 0,15 mm de diámetro.

Existen animales ovíparos y vivíparos. La hembra ovípara pone generalmente muchos huevos, que al ser fecundados darán origen a nuevos individuos; dentro de este grupo podemos encontrar algunos invertebrados acuáticos, insectos, la mayoría de los reptiles y aves. Los mamíferos son vivíparos, y sus óvulos al ser fecundados, crecen y se alimentan en el útero materno.

En cuanto al número de huevos producido por una hembra se puede decir que, generalmente es inversamente proporcional a la probabilidad media de sobrevivencia de la descendencia, hasta la edad madura. ¿Qué quiere decir esto? Que cuando una especie está sometida a altas presiones selectivas (depredadores, cambios de hábitats, competencia, etc) la hembra libera mayor número de óvulos para fecundar, para asegurar así que por lo menos algunos lleguen a alcanzar la edad para reproducirse y esto es lo que en otras oportunidades les he establecido como aptitud darwiniana y éxito reproductivo.

Estructura de Óvulo de Ave. Fotografía capturada con mi dispositivo móvil Huawei P20 y editada en Microsoft Power point.

El huevo de las Aves

Generalmente las aves tienen un solo ovario que se comunica con el oviducto. Los pequeños y no duros óvulos son expulsados y dirigidos por el oviducto, donde se le va adicionando la albumina por células especiales. Más abajo del oviducto se adiciona la cáscara con sus pigmentos y otras capas de proteínas. Luego de la cópula, la hembra almacena el esperma durante muchos días, lo que asegura la fecundación.

Los estudios del ADN mitocondrial establecen que las mitocondrias son de origen materno, aunque para otros investigadores, en ciertas oportunidades el macho también las ofrece durante el proceso de fecundación ¿A qué se debe esto? A que las mitocondrias masculinas se encuentran en la cola del espermatozoide generando energía para su motilidad. Cuando uno de ellos logra fecundar pierde la cola y con ello sus mitocondrias. Estos orgánulos celulares maternos se encargarán de dar energía al nuevo individuo durante los primeros cinco días.

La vida ha buscado perpetuarse, y sin duda alguna la reproducción ha sido el proceso que lo permite. Desde una reproducción asexual, que desde simples divisiones mitóticas crea especies idénticas a sus progenitores, a una reproducción sexual que involucra la unión de dos células sexuales haploides, que hacen un individuo variable y diferente a otro, se marca el inicio de una resistencia a muchas condiciones y presiones ambientales, que hoy permiten la presencia de cinco reinos de vida.

La selección disruptiva llegó entonces a favorecer dos tipos de gametos, uno inmóvil con nutrientes (al que hoy llamamos ovulo) y otro móvil más pequeño (espermatozoide), pero con capacidades de alcanzar al otro. Hasta ahora las investigaciones científicas plantean que existe toda una química que actúa para atraerse uno al otro, cuando las condiciones lo permiten y fusionarse en una sola célula, ahora diploide, llamada cigoto.

Las plantas han mejorado su gametófito y con ello garantizado su perpetuación. Células germinativas femeninas y masculinas trabajan para perpetuar la especie, con ayuda del viento y animales. Desde un óvulo móvil como en la Ulva hasta uno más grande e inmóvil en traqueofitos superiores garantizan la producción de una semilla, cuyo tegumento alimentará al embrión en los primeros estadios.

Los animales también han desarrollado adaptaciones a nivel de las células sexuales femeninas y los procesos de apareamiento. El número, la forma, el tipo de fecundación influyen directamente en las condiciones de vida de una población. Desde los insectos que pueden colocar miles de huevos, hasta los reptiles y aves con presencia de cáscaras que aseguran el contenido interno, notamos diferencias significativas entre todos los clados evolutivos del árbol filogenético Animal. El óvulo humano viene entonces a presentar ciertas capas, que serán atravesadas por los espermatozoides aptos que logren fecundar y generalmente es solo uno quien logra triunfar en la travesía.

La evolución cultural, de la mano con grandes avances tecnológicos ha hecho que la mujer sea la única hembra en la naturaleza capaz de controlar el proceso ovulatorio con el uso de fármacos, o impedir la fecundación con el uso de barreras físicas, lo que definitivamente ha cambiado nuestra manera de ver el acto reproductivo como una principal misión de vida.

Referencias

Audesirk, T.; Audersirk, G.; Byers, B. (2008). Biología. Pearson: México
Hickman, C.; Roberts, L.; Parson, A. (1998). Zoología. McGrawHill: España
Lindorf, H.; Parisca, L.; Rodríguez, P. (1991). Botánica. Ediciones de la Biblioteca: Caracas
Storer, T.; Usinger, R. (1961) Zoología. Ediciones omega: Barcelona

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EL Óvulo: ¿Una Estrategia Evolutiva?