Tipus de reproducció, cicles biològics i fases de la meiosi

Tipus de reproducció: sexual i asexual

Hi ha dos tipus principals de reproducció:

• La reproducció sexual: Els descendents són genèticament molt diferents entre si i respecte als progenitors (per exemple, la dels éssers humans mitjançant la unió de gàmetes). Les diferències del nou individu es deuen al fet que s'han format a partir de cèl·lules especials haploides, les cèl·lules reproductores sexuals (meiòspores i gàmetes), les quals s'originen per meiosi (procés de divisió cel·lular reduccional).
• La reproducció asexual: Si no hi ha mutació, els descendents són genèticament idèntics (com ara la reproducció d'un roser per esqueixos). Les cèl·lules del nou individu s'originen per mitosi a partir de cèl·lules del progenitor.

Diferència entre gàmetes i meiòspores

Els gàmetes necessiten unir-se'n dos de sexe diferent per donar lloc a una cèl·lula que es pugui dividir (el zigot), mentre que les meiòspores no requereixen cap unió per desenvolupar-se.

Els cicles biològics

• Cicle haploide (haplonte): Propi de les espècies que només tenen individus adults haploides i en què l'única fase diploide és el zigot (típic d'algunes plantes i fongs).
• Cicle diploide (diplonte): Característic d'espècies que generen adults diploides. La meiosi té lloc durant la gametogènesi; després de la fecundació, els gàmetes haploides formen un zigot diploide que es desenvoluparà fins a esdevenir adult.
• Cicle diplohaploide (diplohaplonte): Es dona en espècies amb alternança de generacions, és a dir, amb dos tipus d'individus adults: uns de diploides que produeixen cèl·lules haploides i a l'inrevés. La meiosi té lloc durant l'esporogènesi.

Avantatges i variabilitat de la reproducció sexual

En la reproducció asexual totes les divisions cel·lulars són per mitosi, mentre que en la sexual intervenen divisions per meiosi. La reproducció asexual genera individus idèntics, mentre que la sexual produeix variabilitat genètica, la qual cosa constitueix un gran avantatge adaptatiu per a l'espècie.

Causes de la variabilitat en la descendència

1. Recombinació a l'atzar de gens entre dues cromàtides d'un cromosoma homòleg i les de l'altre durant el sobrecreuament.
2. Segregació independent: Durant la formació dels gàmetes es produeixen múltiples combinacions de cromosomes, ja que cada cèl·lula rep a l'atzar només un exemplar de cada parella d'homòlegs.
3. Fecundació a l'atzar: Influència aleatòria en la combinació de gàmetes en formar-se el nou individu a partir de dos progenitors.

Etapes de la meiosi: producció de cèl·lules haploides

Aquest procés s'anomena meiosi i comprèn dues divisions consecutives: la primera divisió meiòtica (Meiosi I) i la segona divisió meiòtica (Meiosi II).

Primera divisió meiòtica (Meiosi I)

Comprèn quatre fases principals:

1. Profase I

Consta al seu torn de cinc etapes:

• Leptotè: Els filaments de cromatina es condensen per formar cromosomes visibles amb dues cromàtides i quatre braços.
• Zigotè: Cada cromosoma reconeix el seu homòleg i s'ajunten en un procés anomenat sinapsi. Això és possible gràcies al complex sinaptonèmic, format per un eix central i dos eixos laterals.
• Paquitè: Comença quan acaba la sinapsi. Els cromosomes formen bivalents (o tètrades), dues de les quatre cromàtides s'entrecreuen i es produeix la recombinació genètica.
• Diplotè: Els cromosomes homòlegs inicien la separació i es fan visibles els punts d'unió on s'ha produït l'encreuament, anomenats quiasmes.
• Diacinesi: Els cromosomes augmenten la condensació i es diferencien clarament les dues cromàtides germanes.

2. Metafase I, Anafase I i Telofase I

• Metafase I: L'embolcall nuclear i els nuclèols desapareixen completament; els bivalents es col·loquen al pla equatorial de la cèl·lula.
• Anafase I: Els dos cromosomes homòlegs que formaven cada bivalent se separen i migren cap als pols oposats.
• Telofase I: En algunes espècies els cromosomes es desespiralitzen i es regenera l'embolcall nuclear; en d'altres, aquest pas s'omet i s'inicia directament la segona divisió meiòtica.

Segona divisió meiòtica (Meiosi II)

Està precedida per la intercinesi (període breu sense duplicació prèvia de l'ADN) i es distingeix en:

• Profase II: Es trenca de nou l'embolcall nuclear i es condensa la cromatina.
• Metafase II: Els cromosomes es disposen a la regió equatorial.
• Anafase II: Les cromàtides germanes de cada cromosoma se separen i els nous cromosomes fills migren cap als pols oposats.
• Telofase II i citocinesi: Els cromosomes es desespiralitzen, s'envolten d'un nou embolcall nuclear i es formen dos nuclis per cèl·lula. Finalment, es duu a terme la citocinesi (divisió del citoplasma).

Reproducció en organismes pluricel·lulars

Els organismes pluricel·lulars també presenten reproducció sexual i asexual. Els descendents procedents de la via sexual són diferents perquè cada individu sorgeix d'un zigot únic format per la fecundació de dos gàmetes diferents i perquè cada gàmeta prové d'una cèl·lula haploide individualitzada.

Cal distingir dos conceptes fonamentals: la reproducció és la generació de nous individus, mentre que la sexualitat consisteix en la transferència o intercanvi de material genètic. Així, una reproducció sense processos de sexualitat és estrictament asexual.

Tipus de reproducció asexual en pluricel·lulars

• Gemmació: Els nous individus es formen a partir de gemmes pluricel·lulars que brollen del cos del progenitor.
• Escissió: Divisió longitudinal o transversal d'un organisme en dos o més fragments que regeneren nous individus.
• Fragmentació: Generació de nous individus a partir d'un fragment vegetal. Les formes més rellevants són mitjançant rizomes, tubercles, bulbs i estolons.
• Esporulació: Formació d'individus a partir d'una sola cèl·lula generada per mitosi, anomenada espora agamètica.
• Poliembrionia: Separació precoç de les cèl·lules durant les primeres divisions del zigot, donant lloc a diversos embrions.

Tipus de reproducció sexual

• Somatogàmia: Unió de dues cèl·lules somàtiques; primer es produeix la plasmogàmia (fusió citoplasmàtica) i després la cariogàmia (fusió nuclear).
• Gametangiogàmia: Fusió directa de gametangis plurinucleats, segons si els gàmetes masculí i femení són iguals o diferents.
• Gametogàmia: Formació d'un nou individu a partir de gàmetes especialitzats; presenta dues variants principals: l'amfigònia (fecundació creuada habitual) i la partenogènesi (desenvolupament a partir d'un gàmeta femení no fecundat).