Sistema Reproductor, masculino y femenino, funcionamiento
El Sistema reproductor, es un término aplicado a un conjunto de estructuras necesarias o complementarias para los procesos de la reproducción. Las unidades fundamentales de la reproducción sexual son las células reproductoras masculinas y femeninas. Este artículo se centra en las estructuras donde se desarrollan y se almacenan las células reproductoras de los animales, en las estructuras por las cuales son transportadas durante el proceso de concepción de un nuevo ser y en las glándulas accesorias. Para los órganos reproductores de las plantas, consultar Reproducción vegetal.
Los órganos reproductores masculinos, los testículos, albergan células germinales que se desarrollarán en gametos masculinos, es decir, espermatozoides. Por otro lado, los ovarios contienen las células germinales que maduran y se convierten en gametos femeninos, también conocidos como óvulos o huevos. En algunos invertebrados, los animales poseen órganos reproductores masculinos y femeninos en el mismo individuo, en un fenómeno conocido como hermafroditismo.
Índice de contenidos
ORIGEN DE LAS CÉLULAS REPRODUCTORAS
Cuando el embrión de cualquier animal que se reproduce sexualmente experimenta la división celular, ciertas células resultantes de esta división, conocidas como células germinales primordiales, permanecen en un estado indiferenciado. Por otro lado, otros tipos de células, denominadas células somáticas o vegetativas, se diferencian en tejidos y órganos especializados. En los invertebrados, las células germinales primordiales se agrupan en la cavidad corporal o en una parte del sistema circulatorio, mientras que en los vertebrados estas células se localizan en órganos cercanos a los del sistema excretor.
Estos tejidos que albergan las células germinales se desarrollan en los órganos reproductores, conocidos como gónadas. Estos órganos se originan a partir de los riñones primitivos ubicados en la región anterior y lateral del embrión, y en la mayoría de los mamíferos se desplazan a la región posterior y ventral antes del nacimiento.
Las células germinales primordiales permanecen en estado de reposo en las gónadas hasta que llega la madurez sexual. En este momento, estas células indiferenciadas se dividen mediante un proceso llamado mitosis, donde se produce una duplicación del material genético de cada célula, generando dos células hijas con el mismo número de cromosomas que las células progenitoras. Sin embargo, durante el proceso de desarrollo de las células germinales hacia gametos maduros, ocurre una división celular especial llamada meiosis, que reduce la dotación cromosómica de las células. Una vez que las células germinales han alcanzado la madurez sexual, las células somáticas de las gónadas en animales superiores comienzan a secretar hormonas que regulan la aparición de características sexuales secundarias.
GÓNADAS
Los testículos, que son las gónadas masculinas, contienen células germinales que posteriormente se desarrollan en gametos masculinos, es decir, espermatozoides. Por otro lado, los ovarios, que son las gónadas femeninas, contienen células germinales que al madurar se convierten en gametos femeninos, como los huevos u óvulos. En muchos invertebrados, los animales tienen gónadas tanto masculinas como femeninas, pero en ciertos invertebrados y la mayoría de los vertebrados, cada individuo posee ya sea testículos u ovarios, pero no ambos. En los invertebrados, un solo animal puede tener hasta 26 pares de gónadas, mientras que en los vertebrados, lo más común es que tengan dos. Aunque la mayoría de las aves tienen solo una gónada, existen excepciones como los búhos, las palomas, los halcones y los loros, que tienen dos gónadas, lo cual es poco común entre los vertebrados.
Las gónadas experimentan un incremento en su tamaño al llegar a la madurez sexual debido a la alta producción de células germinales en ese momento. Además, durante la temporada de reproducción, muchas especies también experimentan un aumento estacional en el tamaño de sus gónadas debido a la producción continua de células germinales. Por ejemplo, durante la época de reproducción, los ovarios de los peces pueden aumentar su volumen hasta representar una cuarta o tercera parte del peso corporal total del pez.
La estructura de los testículos y ovarios en animales maduros varía considerablemente. En los testículos, los cuales están compuestos por delicados túbulos seminíferos plegados, las células germinales primitivas se transforman en espermatozoides a medida que maduran. En mamíferos, los testículos suelen tener una forma ovalada y están envueltos por una cápsula de tejido conjuntivo resistente. Esta cápsula se proyecta hacia el interior de los testículos, dividiéndolos en varios compartimentos que contienen cientos de túbulos seminíferos. Los espermatozoides maduros son liberados a través de varios conductos (llamados conductos eferentes) que se comunican con el epidídimo, un tubo colector de gruesas paredes donde el esperma es almacenado.
En todos los vertebrados que se encuentran por debajo de los marsupiales en la jerarquía zoológica, así como en elefantes, focas y ballenas, los testículos permanecen dentro de la cavidad corporal a lo largo de toda su vida. Sin embargo, en muchos mamíferos, como roedores, murciélagos y miembros de la familia de los camellos, los testículos permanecen en el interior de la cavidad corporal durante los periodos de inactividad, pero durante la época de reproducción se desplazan hacia bolsas cutáneas y musculares externas conocidas como escrotos. En cambio, en marsupiales y mamíferos superiores, incluyendo a los humanos, los testículos siempre se encuentran encerrados en un escroto externo. Durante la vida fetal, los testículos se desplazan a través de los músculos que forman la parte ventral y posterior del tronco, arrastrando consigo el peritoneo y la piel que rodea estos músculos. El conducto muscular a través del cual los testículos se desplazan se llama conducto inguinal. Por lo general, este conducto se cierra después del nacimiento, aunque en ocasiones puede permanecer abierto y convertirse en un lugar frecuente de hernias.
La porción del peritoneo que los testículos arrastran consigo forma una doble capa membranosa, conocida como túnica vaginalis, que se encuentra entre el escroto y los testículos. Sin embargo, en ocasiones, los testículos no descienden hasta el saco escrotal, lo cual se conoce como criptorquidia. Esta condición puede causar esterilidad si no se corrige mediante cirugía o la administración de hormonas. La retención de los testículos en la cavidad abdominal expone a las células germinales a temperaturas demasiado altas para su desarrollo normal. Por otro lado, el descenso de los testículos al escroto en los animales superiores los mantiene a temperaturas óptimas para su funcionamiento adecuado.
A diferencia de las células germinales en el testículo, las células germinales femeninas se originan como células individuales en el tejido embrionario, que luego dan lugar a un ovario situado en la cavidad abdominal y unido al revestimiento del peritoneo. En la madurez, cuando las células germinales femeninas se convierten en óvulos, los grupos de células ováricas que rodean cada óvulo se diferencian en células foliculares que producen nutrientes para el óvulo. Durante la época de reproducción, a medida que el óvulo se prepara para ser liberado, el tejido circundante se vuelve hueco y se llena de líquido, al mismo tiempo que se desplaza hacia la superficie del ovario, formando una estructura llamada folículo de De Graaf, que incluye el óvulo, el líquido y el tejido circundante.
El ovario en estado adulto es una estructura compuesta por tejido glandular y conjuntivo que contiene numerosos folículos en diferentes etapas de maduración. El número de folículos puede variar según la especie animal; por lo general, en las mujeres maduras se desarrolla solo un folículo de De Graaf en un ovario durante cada ciclo menstrual. Sin embargo, en animales que paren más de una cría, como los animales multíparos, puede haber un mayor número de folículos de De Graaf presentes en los ovarios.
Una vez que el folículo de De Graaf ha alcanzado su plena madurez, se abre y libera el óvulo a través de la superficie del ovario en un proceso conocido como ovulación. El óvulo está listo para la fecundación en este momento. El espacio vacío dejado por el folículo de De Graaf se llena de sangre y se denomina cuerpo hemorrágico, que luego es reemplazado en unos cuatro o cinco días por una masa de células amarillas llamada cuerpo amarillo o lúteo. Este cuerpo amarillo secreta hormonas que preparan el útero para la posible implantación del óvulo fecundado. Sin embargo, si el óvulo no es fecundado, el cuerpo lúteo es reemplazado por una cicatriz fibrosa llamada corpus albicans.
TRANSPORTE DE LAS CÉLULAS REPRODUCTORAS
Previo a su expulsión del cuerpo, las células reproductoras migran desde las gónadas hasta un orificio externo del cuerpo. En numerosos invertebrados y algunos vertebrados acuáticos, las células reproductoras son liberadas directamente en el agua a través de poros en la pared corporal. En cambio, en animales superiores, hay conductos especializados que transportan las células reproductoras hacia el aparato urinario o excretor, o hacia conductos independientes dedicados exclusivamente a la reproducción.
En los machos de vertebrados, los conductos se encuentran directamente conectados a los testículos e incluyen los epidídimos, que están unidos a los testículos y se encargan de transportar el esperma hacia los conductos deferentes. Estos conductos deferentes, a su vez, llevan los espermatozoides hacia el conducto eyaculador, que se contrae para liberar el esperma en la uretra posterior.
En la mayoría de los peces, el ovario cuenta con una zona hueca a través de la cual el óvulo se desplaza hacia la cloaca. Sin embargo, en la mayoría de los otros vertebrados no hay una conexión directa entre el ovario y los oviductos encargados de transportar el óvulo hacia la cloaca o hacia orificios independientes que se abren al exterior. En los mamíferos, al abrirse el folículo de De Graaf, el óvulo cae hacia estructuras ubicadas en la cavidad abdominal.
El oviducto, conocido como trompa de Falopio en los mamíferos superiores, posee una abertura con forma de embudo cerca del ovario, a través del cual el óvulo maduro se desplaza gracias a los cilios. En ocasiones, el óvulo no encuentra la abertura del oviducto y cae en la cavidad abdominal, lo que puede resultar en un embarazo ectópico. En animales inferiores a los marsupiales, los oviductos se abren directamente en la cloaca, mientras que, en los marsupiales y mamíferos placentarios, los oviductos (generalmente dos) se unen en sus extremos cloacales para formar un órgano muscular grueso llamado útero o matriz, donde se desarrolla el embrión, y un conducto más delgado que se comunica con el exterior, conocido como la vagina.
GENITALES
En los animales ovíparos que liberan su esperma en el agua, los espermatozoides se mueven hacia los huevos a través de una atracción química, pero los huevos de una especie solo atraen el esperma de individuos de la misma especie. Cuando los huevos y el esperma son depositados separadamente a larga distancia, la tasa de fecundación de los huevos es baja. Sin embargo, muchos anfibios y animales acuáticos resuelven este problema mediante mecanismos de sujeción, donde el macho se aferra a la hembra, y cuando la hembra deposita sus huevos, el macho deposita su esperma de inmediato en la misma zona.
En los animales que viven en ambientes terrestres, han surgido diversas adaptaciones para la fecundación interna de los huevos. Por ejemplo, en las serpientes macho, que liberan su esperma a través de la cloaca, presentan ganchos anales que se insertan en la cloaca de la hembra durante la temporada de reproducción. Estos ganchos permiten la unión del macho y la hembra mientras el esperma es depositado en la hembra.
Los órganos reproductores externos utilizados para la fecundación interna son conocidos como genitales. En los mamíferos superiores, a excepción de los monotremas, el órgano genital masculino es el pene, un órgano erectil que se proyecta hacia afuera y deposita el esperma en la cloaca femenina o la vagina. En animales más primitivos como las tortugas y los cocodrilos, el pene se encuentra en la parte ventral de la cloaca y tiene un surco en la parte superior por donde el esperma se desplaza hacia la cloaca femenina. En cambio, en los marsupiales y mamíferos placentarios, incluyendo a los humanos, el pene es un tubo cerrado compuesto por tres haces de tejido vascular conectados por tejido conjuntivo y cubiertos por piel laxa.
Dos masas de tejido prominentes, conocidas como cuerpos cavernosos, conforman la parte superior del pene y contienen múltiples compartimentos que se llenan de sangre durante la excitación sexual, provocando la erección y rigidez del pene. El flujo de sangre hacia los cuerpos cavernosos es controlado por nervios sacros. Justo debajo de ellos se encuentra el tercer conjunto de tejido llamado cuerpo esponjoso, el cual está atravesado por la uretra y en algunos mamíferos inferiores contiene un hueso que contribuye a la rigidez del pene. El extremo del pene tiene un ensanchamiento en forma de bellota llamado glande, el cual es muy sensible debido a sus numerosas terminaciones nerviosas. En los marsupiales, el glande está dividido. En muchos mamíferos, el órgano genital masculino se retrae dentro de una cubierta corporal cuando no está erecto. Sin embargo, en los primates, incluyendo a los humanos, el pene cuelga libremente cuando está flácido. El glande está cubierto por una capa de piel retráctil llamada prepucio, similar a la cubierta presente en otros animales inferiores.
El principal órgano genital femenino, la vagina, se encuentra presente en todos los marsupiales y mamíferos placentarios, incluyendo a los humanos. Los primates, incluyendo a las mujeres, poseen una sola vagina. Sin embargo, los marsupiales cuentan con dos vaginas y dos úteros, mientras que en mamíferos con un desarrollo intermedio entre marsupiales y primates, se pueden observar vaginas dobles o con diferentes grados de fusión parcial. En las primates vírgenes, el extremo externo de la vagina está cubierto por una membrana llamada himen, situada por delante del orificio externo de la uretra. En los primates, se encuentran dos pliegues membranosos a cada lado del vestíbulo, conocidos como labios menores, que delimitan un espacio que contiene la uretra y el orificio vaginal externo. Además, en los primates, al igual que en las mujeres, se presentan dos pliegues adicionales llamados labios mayores, que cubren los labios menores. El clítoris, equivalente al pene pero de menor tamaño, se encuentra ubicado en la parte frontal de los labios.
GLÁNDULAS ACCESORIAS
Las glándulas complementarias del proceso reproductivo proveen un medio líquido donde los espermatozoides pueden sobrevivir, generan moco que disminuye la fricción durante la cópula, emiten feromonas atractivas para los individuos del sexo contrario, y segregan nutrientes para el óvulo, el embrión y el neonato.
Las vesículas seminales del macho, que generan moco, son alimentadas por la glándula masculina más relevante, la próstata, presente únicamente en los mamíferos placentarios. Esta glándula compuesta tiene aproximadamente el tamaño de una castaña y se ubica en la base de la uretra, en el punto donde esta emerge de la vejiga y se introduce en el pene. La próstata produce un líquido espeso y lechoso con un aroma distintivo, el cual constituye la mayor parte del eyaculado. Por otro lado, las glándulas de Cowper, dos glándulas del tamaño de un guisante localizadas a ambos lados de la base del pene, secretan un líquido claro y espeso que se cree que protege a los espermatozoides contra la acidez excesiva de la vagina.
Las glándulas secretoras principales de lubricante en la hembra son las glándulas cervicales, ubicadas en la región donde el útero se conecta con la vagina, y las glándulas de Bartholin, situadas en el vestíbulo entre el himen y los labios menores. Ambos conjuntos de glándulas producen moco. Además, las hembras de mamíferos placentarios también poseen glándulas uterinas que preparan el útero para la llegada del óvulo fecundado.
Las glándulas anales de numerosos mamíferos también producen sustancias especiales conocidas como feromonas, que señalan la disponibilidad para la reproducción a través de fragancias que atraen a los individuos del sexo opuesto. Las feromonas también se encuentran en otras secreciones glandulares.
Entre las diversas estructuras responsables de la alimentación del feto, la placenta de los mamíferos placentarios es singular. Además, las glándulas mamarias de los mamíferos también se consideran parte de las glándulas accesorias de la reproducción (consultar “Mamas”). En cambio, los animales ovíparos poseen glándulas que proveen albúmina como nutriente al cigoto antes de que el huevo sea depositado, así como glándulas que recubren al cigoto y a la albúmina con una cáscara calcárea o coriácea.
HOMOLOGÍA
El sexo de un embrión es difícil de distinguir debido a que los embriones macho y hembra presentan estadios embrionarios similares, si bien son diferenciables cromosómicamente. La formación de las gónadas, tanto masculinas como femeninas, comienza en etapas embrionarias tempranas. Tanto el embrión macho como el hembra desarrollan órganos reproductores en duplicado, algunos de los cuales regresan poco antes del nacimiento, mientras que el otro grupo prevalece. En la mayoría de los casos de hermafroditismo en mamíferos, se trata de anomalías en el desarrollo que resultan en genitales externos similares a ambos sexos.
Las hembras de mamíferos poseen un órgano eréctil de pequeño tamaño conocido como clítoris, compuesto por dos cuerpos cavernosos y ubicado en la parte superior del vestíbulo. El clítoris es homólogo al órgano masculino del pene en términos de su estructura básica y origen. Sin embargo, a diferencia de los lémures y algunos roedores, el clítoris generalmente no contiene la uretra, que suele estar situada debajo de él. En algunas especies en las que los machos tienen un hueso en el pene, el clítoris de las hembras también puede contener un pequeño hueso.
