Gametos, fecundación y desarrollo

Explica qué es la meiosis y por qué es imprescindible para producir gametos: qué ocurriría con el número de cromosomas de la especie en cada generación si los gametos fueran diploides.

Describe la estructura del espermatozoide (cabeza, pieza intermedia y flagelo) y la del óvulo (gran tamaño y reservas de vitelo) de un mamífero, y relaciona cada rasgo con su función: movilidad frente a alimento para el embrión.

Nombra las gónadas y las vías de salida de los gametos en el aparato reproductor de un mamífero, e indica en qué punto del aparato femenino ocurre la fecundación.

Observa la imagen de los gametos de un mamífero. a) Identifica las estructuras numeradas y explica el papel de cada una durante la fecundación. b) Razona por qué el óvulo es miles de veces mayor que el espermatozoide y qué aporta cada gameto al cigoto. c) Indica qué barreras debe atravesar el espermatozoide antes de unirse al núcleo del óvulo.

Ordena las fases de la fecundación —unión de los núcleos de los gametos, encuentro entre gametos, activación del óvulo y penetración del espermatozoide— y explica en una frase qué ocurre en cada una.

Describe el proceso de la fecundación humana: dónde ocurre (trompa de Falopio), qué es la reacción acrosómica y qué mecanismos impiden la polispermia (que entre más de un espermatozoide).

Diferencia cigoto, embrión y feto en el desarrollo de un mamífero, indicando los límites aproximados de cada etapa y qué procesos dominan en ellas (división, organogénesis, crecimiento).

¿Qué es la placenta y qué tres funciones vitales realiza para el feto (nutrición, respiración, excreción)? Explica por qué es importante que las sangres de la madre y del feto no se mezclen directamente.

Explica qué son el saco amniótico y el líquido amniótico, y qué funciones cumplen durante el embarazo (protección mecánica, temperatura estable, libertad de movimiento).

Diferencia a los gemelos monocigóticos (idénticos) de los dicigóticos (mellizos o fraternos): cómo se origina cada tipo, qué parecido genético tienen y por qué los primeros son siempre del mismo sexo y los segundos no necesariamente.

El huevo amniota de reptiles y aves incorpora anejos embrionarios: amnios, corion, alantoides y saco vitelino. Explica la función de cada anejo y razona por qué ese conjunto liberó a los vertebrados de reproducirse en el agua.

Una expedición biológica descubre en una cueva aislada dos especies emparentadas de anfibios con estrategias reproductoras muy distintas:

• Especie A: Pone unos 1,500 huevos pequeños (diámetro < 1.5 mm) y pobres en vitelo en charcas temporales con abundantes depredadores.

• Especie B: Pone apenas 12 huevos grandes (diámetro > 6.0 mm), muy ricos en vitelo, en grietas húmedas protegidas, de los cuales eclosionan individuos completamente formados sin pasar por fase de renacuajo libre.

1. a) Justifica en términos de costo bioenergético y supervivencia por qué la especie B ha podido prescindir de la metamorfosis y la fase larvaria acuática, relacionándolo con el tipo de huevo (cantidad de vitelo) y el tipo de desarrollo.
2. b) Un investigador afirma: «La especie A es evolutivamente más eficiente porque el desarrollo indirecto siempre supone un menor costo reproductor para la madre». Rebate esta afirmación analizando las ventajas e inconvenientes adaptativos de cada estrategia en función de la estabilidad del medio.
3. c) Resuelve la siguiente aparente paradoja: los mamíferos euterios tienen un huevo prácticamente desprovisto de vitelo (alecito) y, sin embargo, presentan un desarrollo directo sin fase larvaria. ¿Cómo han resuelto este conflicto evolutivo?

Tras la fecundación, el cigoto inicia la segmentación y, después, la gastrulación. Explica en qué consiste cada proceso, qué son las capas embrionarias (ectodermo, mesodermo y endodermo) y menciona un órgano adulto derivado de cada una.

Las primeras semanas del embarazo son las más sensibles. Explica qué es la organogénesis, por qué los teratógenos (alcohol, algunos medicamentos, infecciones como la rubéola) dañan sobre todo en el primer trimestre y qué es el síndrome alcohólico fetal.

Imagina un escenario evolutivo hipotético: en un planeta similar a la Tierra, un grupo de animales acuáticos desarrolla primero el huevo con cáscara impermeable y membranas extraembrionarias (amniota) antes de haber desarrollado mecanismos de fecundación interna, manteniendo la fecundación externa en el agua.

1. a) Evalúa la viabilidad biofísica de este escenario: ¿por qué la aparición del huevo con cáscara protectora impermeable antes de la fecundación interna representa una contradicción biológica insalvable para el proceso de penetración gamética?
2. b) Algunos anfibios actuales depositan sus puestas en hojas o transportan los renacuajos en su piel fuera del agua libre, pero ninguno posee un huevo verdaderamente amniota. A partir de este hecho, justifica por qué la fecundación interna por sí sola no fue suficiente para que los vertebrados lograran independizarse por completo de los hábitats húmedos.
3. c) Analiza cómo interactúan la gravedad, la desecación y el intercambio gaseoso en el medio aéreo para imponer la secuencia evolutiva cronológica observada: 1.º fecundación interna, 2.º huevo amniota.