El desarrollo embrionario
Un cigoto es una sola célula, más pequeña que el punto de esta oración. Sin embargo, en nueve meses se convierte en un bebé con billones de células, con corazón, cerebro y piel. ¿Cómo se pasa de una célula a un organismo completo, y por qué un error al principio puede tener tanto efecto? Lo vas a ver paso a paso: es una secuencia ordenada de etapas.
Las etapas del desarrollo embrionario
El desarrollo embrionario es la etapa de la ontogénesis que va desde la fecundación hasta que están formados los órganos. Se apoya en lo que ya viste del ciclo celular: todo el crecimiento del embrión se hace por mitosis.
Las etapas siempre ocurren en este orden:
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Fecundación: el espermatozoide (n) y el óvulo (n) se unen y forman el cigoto (2n).
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Segmentación: el cigoto se divide muchas veces por mitosis.
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Gastrulación: las células se reorganizan y se forman las capas germinativas.
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Organogénesis: de cada capa se forman los órganos y sistemas.
Ordena de forma correcta las siguientes etapas del desarrollo embrionario: gastrulación, fecundación, organogénesis, segmentación. Escribe la secuencia completa.
Ordena de forma correcta las siguientes etapas del desarrollo embrionario: gastrulación, fecundación, organogénesis, segmentación. Escribe la secuencia completa.
Segmentación: dividir sin crecer
Después de la fecundación, el cigoto empieza a dividirse por mitosis. Lo especial es que entre una división y la siguiente las células casi no crecen. Por eso el embrión no aumenta de tamaño: el mismo volumen se reparte en células cada vez más pequeñas. Estas células se llaman blastómeras.
Si el cigoto se divide $n$ veces seguidas, cada división duplica el número de células:
$$\text{número de blastómeras} = 2^n$$Durante la segmentación el embrión pasa por dos formas:
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Mórula: esfera maciza de células, parecida a una mora.
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Blástula: esfera hueca, con una cavidad interior (blastocele) y una capa de células alrededor.
Define qué es la segmentación y explica qué ocurre con el tamaño del embrión y con el número de células durante este proceso.
Define qué es la segmentación y explica qué ocurre con el tamaño del embrión y con el número de células durante este proceso.
Un cigoto se divide por mitosis sucesivas sin que haya crecimiento entre una división y otra. Después de tres divisiones consecutivas: a) ¿Cuántas células (blastómeras)…
Un cigoto se divide por mitosis sucesivas sin que haya crecimiento entre una división y otra. Después de tres divisiones consecutivas:
- a) ¿Cuántas células (blastómeras) tendrá el embrión? Muestra cómo lo calculas.
- b) Explica por qué las células resultantes son cada vez más pequeñas.
- c) ¿Cómo se llama el embrión cuando forma una esfera maciza de células?
Gastrulación y capas germinativas
La blástula todavía es una esfera casi uniforme. En la gastrulación las células se desplazan y se reorganizan. El resultado es la gástrula, un embrión con tres capas germinativas y con una cavidad interna que será el futuro tubo digestivo.
Aquí no solo se multiplican las células: se mueven y se ordenan según el lugar que ocuparán.
| Capa | Posición | Algunos derivados |
|---|---|---|
| Ectodermo | Externa | Epidermis (piel), sistema nervioso |
| Mesodermo | Intermedia | Músculos, huesos, corazón, vasos sanguíneos, riñones |
| Endodermo | Interna | Revestimiento del tubo digestivo, hígado, páncreas, pulmones |
Menciona las tres capas germinativas que se forman durante la gastrulación e indica un órgano o sistema que se origine de cada una de ellas.
Menciona las tres capas germinativas que se forman durante la gastrulación e indica un órgano o sistema que se origine de cada una de ellas.
Compara la segmentación con la gastrulación según los siguientes criterios: qué ocurre con las células, qué estructura resulta al final de cada etapa y qué importancia…
Compara la segmentación con la gastrulación según los siguientes criterios: qué ocurre con las células, qué estructura resulta al final de cada etapa y qué importancia tiene para el embrión. Preséntalo en una tabla de dos columnas.
Organogénesis
En la organogénesis cada capa germinativa forma tejidos y órganos. Las células se diferencian: se especializan para cumplir una función.
Un ejemplo es el tubo neural. Una zona del ectodermo se engrosa, se pliega y se cierra como un tubo. De él se forman el cerebro y la médula espinal. Cuando un embrión ya tiene tubo neural, se encuentra en organogénesis, y eso solo fue posible porque antes la gastrulación definió el ectodermo.
Cada etapa depende de la anterior: sin segmentación no hay células suficientes, sin gastrulación no hay capas, y sin capas no hay órganos.
Esto explica por qué las primeras semanas del embarazo son tan delicadas: ahí se forman los órganos. Por eso en Cuba se insiste en que las embarazadas acudan temprano al consultorio del médico y la enfermera de la familia, eviten el tabaco, el alcohol y los medicamentos sin indicación médica, y se cuiden de infecciones.
Una investigadora observa un embrión en el que ya se distingue el tubo neural, mientras que las capas germinativas están bien definidas. a) ¿En qué etapa del desarrollo…
Una investigadora observa un embrión en el que ya se distingue el tubo neural, mientras que las capas germinativas están bien definidas.
- a) ¿En qué etapa del desarrollo embrionario se encuentra? Fundamenta.
- b) ¿De qué capa germinativa se origina el tubo neural y qué estructuras formará?
- c) Explica por qué la etapa anterior fue necesaria para que esta ocurra.
Imagina que, por una alteración experimental, un embrión de anfibio no logra completar la gastrulación y no se forma el mesodermo. a) Predice qué sistemas u órganos no…
Imagina que, por una alteración experimental, un embrión de anfibio no logra completar la gastrulación y no se forma el mesodermo.
- a) Predice qué sistemas u órganos no podrían desarrollarse correctamente y justifica tu respuesta.
- b) Explica por qué un error en una etapa temprana suele tener consecuencias mayores que uno en una etapa tardía.
- c) Relaciona este razonamiento con la importancia de la atención médica en las primeras semanas del embarazo.
Si el ADN es el mismo, ¿por qué las células son distintas?
Todas las células del embrión vienen del mismo cigoto por mitosis, así que tienen el mismo material genético. Sin embargo, una neurona, una fibra muscular y una célula de la piel son muy diferentes.
La clave es que no todos los genes se activan en todas las células. Cada tipo celular usa solo una parte de su información genética, y eso determina qué proteínas fabrica y, por tanto, su forma y su función. Es la diferenciación celular.
¿Qué decide qué genes se activan? Dos cosas:
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Interacción entre células vecinas: las células se mandan señales químicas. Una célula cercana puede indicarle a otra qué camino seguir.
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El ambiente de cada célula: su posición en el embrión, la concentración de sustancias y los nutrientes.
Este es el mismo principio del tema anterior: genotipo + ambiente → fenotipo, pero aplicado a cada célula.
Todas las células de un embrión provienen de un único cigoto y poseen la misma información genética, pero durante la organogénesis se forman células nerviosas,…
Todas las células de un embrión provienen de un único cigoto y poseen la misma información genética, pero durante la organogénesis se forman células nerviosas, musculares y epiteliales con estructuras y funciones muy distintas.
- a) Explica cómo es posible esta diversidad si el material genético es el mismo.
- b) Analiza el papel de la interacción entre células vecinas y del ambiente en que se encuentra cada célula durante la diferenciación.
- c) Argumenta por qué la organogénesis se considera un momento especialmente sensible a agentes externos como los medicamentos o las infecciones.
Vuelve al principio: de un cigoto se pasa a un organismo por mitosis (segmentación), reorganización en capas (gastrulación) y diferenciación (organogénesis). Un error temprano afecta a todo lo posterior.