Fecundación Cruzada y Autofecundación: Definición y Diferencias
La fecundación es la fusión de dos células sexuales o gametos en el curso de la reproducción sexual, dando lugar a la célula huevo o cigoto donde se encuentran reunidos los cromosomas de los dos gametos. En los animales los gametos se llaman respectivamente espermatozoide y óvulo, y de la multiplicación celular del cigoto parte la formación de un embrión, de cuyo desarrollo deriva el individuo adulto.
Tipos de Fecundación
Los animales hermafroditas pueden fecundar sus gametos de dos formas diferentes:
Fecundación cruzada
Fecundación en la que cada gameto procede de un individuo distinto. Requiere de dos individuos que intercambian sus gametos masculinos y femeninos de forma simultánea. 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. En este caso, el propio individuo puede juntar sus gametos femeninos y masculinos para generar nuevos individuos.
Hermafroditismo
¿Has oído hablar de los animales hermafroditas o que tienen los dos aparatos reproductivos? ¿Sabías que puede ser un rasgo permanente o bien, ser algo cambiante? Realmente, los animales hermafroditas tienen una reproducción con características ciertamente peculiares.
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En en reino animal se distinguen dos tipos básicos de reproducción: asexual, sin intercambio de material genético entre individuos, y sexual, con la formación de gametos femeninos y masculinos que llevan la mitad de los genes de sus respectivos progenitores. Dentro de la reproducción sexual, encontramos una modalidad que es la reproducción hermafrodita. En este caso, se forman gametos, pero el mismo individuo puede dar lugar a gametos de tipo femenino y de tipo masculino, para lo cual dispondrán de dos aparatos reproductores bien diferenciados (femenino y masculino respectivamente).
Dentro del hermafroditismo encontramos además el hermafroditismo permanente o simultáneo y el hermafroditismo secuencial. En esta última variante un mismo individuo presenta diferentes órganos reproductores a lo largo de su ciclo de vida. Algunos peces son capaces de llevar a cabo este cambio.
El hermafroditismo suele darse en animales solitarios para los que es difícil localizar potenciales parejas. Esto ocurre por ejemplo en las lombrices, que se encuentran enterradas en un volumen de suelo, con pocas posibilidades de comunicación con sus pares. La reproducción de los animales hermafroditas puede incluir complejos cortejos, como en el caso de los caracoles. Además, suele ser una fecundación externa, en la que los gametos masculinos y femeninos se liberan al medio, donde se produce la fecundación.
Algunos se ayudan de la generación de "espermatóforos", una estructura en forma de saco que contiene una masa de espermatozoides envuelto en una cubierta.
Variabilidad Genética
Más allá de las diferencias obvias en cuando al número de individuos que intervienen en la fecundación, hay un efecto claro en la variabilidad genética. La principal ventaja de la reproducción sexual frente a la asexual es la mayor variabilidad genética que se genera, lo que permite tanto evitar enfermedades por motivo de consanguineidad como conformar una población más variable que pueda adaptarse mejor a los cambios de su entorno. Con la estrategia de fecundación cruzada esta variabilidad se sigue manteniendo.
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Pero, ¿es la autofecundación equivalente a la reproducción asexual? No, no es así. Durante la formación de gametos (o gametogénesis) se produce un proceso de entrecruzamiento en los cromosomas del individuo, que da lugar a nuevas combinaciones de genes. Así, la variabilidad producida mediante esta variante está a caballo entre la variabilidad generada por reproducción asexual y por reproducción sexual canónica.
Ejemplos de animales hermafroditas
¿Es el hermafroditismo una característica frecuente? No, la mayoría de las especies tienen individuos masculinos o femeninos, cuyo sexo queda definido por su dotación cromosómica (no así su género). De todas formas, podemos encontrar algunos ejemplos de animales hermafroditas bien conocidos en la naturaleza:
- Caracoles: Algunas especies de caracoles son hermafroditas; en cualquier caso, todos los caracoles hermafroditas dependen de la fecundación cruzada. El acoplamiento entre dos individuos puede llegar a durar varias horas y consta de dos procesos: primero se lanzan una estructura en forma de "dardo" que contiene secreciones estimulantes. Una vez los dos caracoles están receptivos, emiten un espermatóforo, una estructura que contiene los espermatozoides que accede a la cavidad donde se sitúan los gametos femeninos. La puesta suele comprender alrededor de cinco huevos.
- Pez guppy: El pez guppy es un buen ejemplo de hermafroditismo secuencial. Dependiendo de las condiciones del ambiente (principalmente del ratio entre machos y hembras a su alrededor), el pez guppy es capaz de cambiar su sexo.
- Caballito de mar: Aunque no es estrictamente hermafrodita, hay algunos animales que tienen una reproducción alejada de los patrones típicos de macho-hembra. En la especie del caballito de mar, el macho hace una suelta del líquido seminal al medio ambiente. La hembra, entonces, empieza a transferir los ovocitos al saco abdominal del macho mediante un órgano ovopositor. Durante esta transferencia se realiza la fecundación (por tanto, el caballito de mar es un animal con fecundación externa).
Polinización
La polinización es el proceso por el cual se da una transferencia de polen de la parte masculina o el órgano reproductor masculino (estambre) de una flor hasta la parte femenina u órgano reproductor femenino (estigma), proceso clave para el mantenimiento de la viabilidad y la diversidad genética de las plantas con flor. De esta manera se logra la germinación y fecundación de óvulos de la flor, dando lugar a semillas y frutos, logrando una mejora de su calidad y cantidad, junto con una mejora de las características de la descendencia.
Constituye un proceso de gran importancia para garantizar la supervivencia de los diversos ecosistemas terrestres naturales, así como vital para la continuidad de la producción de alimentos. Es un proceso que puede llevarse a cabo de manera abiótica, si el transporte de polen es por el viento o el agua o de manera biótica, donde intervienen animales como vectores de transporte, entre los que se encuentran invertebrados, aves o mamíferos, que buscan encontrar recursos para su alimentación, desarrollo o reproducción.
Existen estudios que estiman que dentro del 90% de la polinización que ocurre en todo el mundo, el 67% es realizado por insectos, de manera que puede afirmarse que se tratan del grupo más importante de polinizadores, cuya actividad se ha podido demostrar en todo tipo de cultivos. Por todo ello, actualmente existen diversas líneas de investigación centradas en el estudio de la pérdida de estos organismos, así como de los servicios que proveen.
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Los polinizadores reciben también el nombre de agentes polinizadores o vectores de polinización. Existen flores que pueden ser polinizadas por diferentes vectores polinizadores, en cuyo caso reciben la denominación de especies generalistas, mientras que determinadas especies únicamente solo pueden ser polinizadas por determinados vectores, las cuales se conocen como especialistas. En cualquier caso, la polinización implica una serie de beneficios mutuos para la planta y el polinizador.
El polen es un recurso de gran importancia, puesto que proporciona aproximadamente el 20% de carbohidratos, así como el total de proteínas. El néctar constituye el 80% de los requerimientos de azúcar, motivo por el cual es su principal fuente de energía.
Los agentes polinizadores poseen preferencias respecto a diferentes características de las flores. Existen estudios que parecen mostrar predilección por el color, de manera que, por ejemplo, las abejas y abejorros se ven atraídos por el color azul y el morado, mientras que los sírfidos prefieren el color blanco o el amarillo. También se han observado preferencias por las inflorescencias, así como por las flores simétricas, frente a las flores solitarias y las flores asimétricas.
Tipos de polinización según la procedencia del polen
En función de la procedencia del polen existen dos tipos de polinización:
- Polinización directa, autopolinización o autofecundación: en la cual el polen viaja desde las anteras de una flor hasta los estigmas de la misma flor, que a su vez puede subdividirse en autogamia y geitogamia. La autogamia ocurre cuando el polen proviene de la misma flor, mientras que en la geitogamia proviene de otra flor, aunque también de la misma planta.
- Polinización cruzada: el polen se transfiere a otra flor, en principio de la misma especie.
Tipos de polinización según el agente polinizador
- Polinización entomófila: llevada a cabo por insectos polinizadores. Dentro de este grupo se encuentran los himenópteros (abejas, abejorros, hormigas y avispas), coleópteros (escarabajos), que poseen mandíbulas masticadoras con mucha fuerza, dípteros (moscas) y lepidópteros (mariposas y polillas). Los himenópteros prefieren plantas con grandes cantidades de polen y/o néctar, que se encuentre accesible. Los coleópteros actúan sobre flores cantarófilas. Las preferencias de los dípteros son flores de pequeño tamaño sin olor.
- Polinización anemófila: forma parte de la polinización de tipo abiótico, puesto que el agente que actúa es el aire o el viento. Se da fundamentalmente en coníferas o gramíneas, las cuales producen grandes cantidades de polen de peso reducido, de manera que puedan flotar con el viento.
- Polinización artificial: que se da debido a una intervención del ser humano, motivo por el cual se conoce también con el nombre de polinización manual. Se recurre a esta acción cuando existe una escasez de agentes polinizadores naturales en un cultivo agrícola o en circunstancias en que se desea evitar determinadas alteraciones en las características específicas de una planta.
Importancia de las abejas en la polinización
Las abejas son fundamentales en la polinización, puesto que el 87% de los alimentos que consumimos actualmente depende de ello. Sin embargo, en los últimos años se ha producido un alarmante declive del número de abejas, relacionado con un síndrome conocido como “síndrome de colapso de las colonias”. Entre las causas que lo desencadenan se encuentran factores como la pérdida y deterioro de los hábitats, el abuso de pesticidas y otros químicos con neonicotinoides y los monocultivos de grandes extensiones, que están asociados a una pérdida de biodiversidad.
Por este motivo, resulta imprescindible iniciar una implementación de diversas técnicas que aseguren la conservación y protección de los polinizadores, como puede ser el caso del mantenimiento de una alta diversidad floral en las fincas, con especies ricas en polen y néctar, cuya disposición puede hacerse dentro de los cultivos o en los márgenes. La ejecución de estas acciones debe realizarse con el respaldo de profesionales especializados, garantizando la ausencia de competencia entre las especies cultivadas y las bandas florales.
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