Fecundación interna

¿Qué es la fecundación interna?

La fecundación interna es el proceso durante la reproducción sexual donde los gametos masculinos (espermatozoides) son liberados desde el órgano reproductor de un macho hacia el órgano reproductor de una hembra, dentro de la cual ocurre la fusión de los gametos y la formación del cigoto.

Diversos autores consideran que la fecundación interna comienza cuando el macho libera los gametos en el interior de la hembra durante la cópula y finaliza con el proceso de formación del cigoto, que es la célula resultante de la fusión de las células sexuales o singamia.

Aunque todas las especies animales vivíparas tienen fecundación interna (exclusivamente), este proceso también ocurre en algunas especies ovíparas y ovovivíparas, y no siempre está correlacionado con la presencia de órganos copuladores o intromitentes.

Para los animales cuya reproducción se caracteriza por la fecundación interna, este proceso representa una adaptación ventajosa frente a las variadas condiciones ambientales (que en muchos casos pueden ser adversas) a las que se enfrentan los gametos durante la fecundación externa, además de asegurar un mayor éxito reproductivo.

Buenos ejemplos de animales con fecundación interna, además de los mamíferos, entre los que se incluye el ser humano, son las aves que, a pesar de ser animales ovíparos, juntan sus cloacas para que los espermatozoides del macho alcancen las ovocélulas de la hembra en el interior de la hembra.

Proceso de fecundación interna

Durante la reproducción sexual de dos animales, la fecundación interna se da cuando el macho deposita sus células espermáticas en el interior de una cavidad de la hembra, dentro de la cual ocurre la singamia, o fusión de las células sexuales que dan lugar al cigoto, del que se formará luego un embrión y posteriormente una cría.

A pesar de que no se incluye en la descripción del proceso, la fecundación interna implica que previamente, en los dos animales que se reproducen, haya tenido lugar la gametogénesis, es decir, la formación de los espermatozoides en el órgano reproductor del macho, y de los óvulos o las ovocélulas en el órgano reproductor de la hembra.

Para que tenga lugar la fecundación interna es necesario, entonces, que un macho entre en contacto con una hembra, para lo cual usualmente existen diferentes estrategias de apareamiento, cuyo éxito depende, muchas veces, de diversas señales hormonales y/o ambientales.

No todas las especies con fecundación interna poseen órganos copuladores especializados, pero en los que sí existen, usualmente se trata de un pene con capacidad de retracción y una vulva, que posee adaptaciones específicas para recibir al órgano masculino en cada especie.

Dependiendo del tipo de animal, el desarrollo de sus células sexuales puede culminar durante la cópula, como el caso del ser humano, en el cual los espermatozoides requieren de señales y factores específicos que se encuentran en el tracto reproductivo de la hembra para completar su maduración.

En otros casos, las ovocélulas también requieren de la presencia de los espermatozoides en el aparato reproductor de la hembra para “activarse” o “prepararse” para la llegada de los espermatozoides.

Una vez que el espermatozoide móvil se fusiona con la célula huevo dentro de la hembra, este “penetra” las membranas que usualmente lo recubren y protegen y libera su contenido citosólico en el interior del óvulo. En la siguiente imagen se observa cómo llega un espermatozoide humano al óvulo.

Posteriormente, el núcleo espermático haploide (con la mitad de la carga cromosómica del macho) se fusiona con el núcleo haploide de la ovocélula (con la mitad de la carga cromosómica de la hembra), formando una estructura diploide llamada “cigoto”, en la cual se mezcla el material genético de ambos parentales.

Ventajas y desventajas de la fecundación interna

Ventajas

• Mayor probabilidad de éxito reproductivo. Al ocurrir dentro del cuerpo de la hembra, la fecundación tiene menos riesgo de ser afectada por factores externos, como depredadores o condiciones ambientales adversas.
• Protección del embrión en las primeras etapas, El desarrollo inicial del embrión está resguardado dentro del cuerpo materno o en un huevo con cáscara resistente, reduciendo el riesgo de desecación o depredación.
• Menor producción de gametos. Se requieren menos espermatozoides y óvulos en comparación con la fecundación externa, ya que el proceso es más dirigido y eficiente.
• Mayor especialización en la reproducción. Permite una mayor selección de pareja y mecanismos que aseguran la compatibilidad genética, lo que puede mejorar la calidad de la descendencia.
• Adaptación a ambientes terrestres. A diferencia de la fecundación externa, que depende del agua, la fecundación interna es más viable en entornos secos, permitiendo la colonización de diversos hábitats.

Desventajas 

• Mayor demanda de energía y recursos. Requiere más inversión por parte de la madre, ya sea para la gestación (en mamíferos) o para la puesta y cuidado de huevos (en aves y reptiles).
• Menor cantidad de descendencia. En comparación con la fecundación externa (donde se liberan miles de huevos y espermatozoides), la fecundación interna suele producir menos crías en cada ciclo reproductivo.
• Mayor riesgo para la madre. En especies con gestación interna, el embarazo puede implicar riesgos de salud y una mayor vulnerabilidad ante depredadores debido a la carga física.
• Requiere contacto físico entre los progenitores. A diferencia de la fecundación externa, donde los gametos se liberan en el ambiente, los organismos deben interactuar directamente, lo que puede limitar las oportunidades reproductivas.
• Mayor tiempo de desarrollo de la descendencia. En muchas especies, la gestación o el tiempo de incubación es más prolongado, lo que retrasa la capacidad de reproducirse nuevamente y aumenta la dependencia de la cría. El requerimiento extensivo de un mayor cuidado parental en muchas de las especies con fecundación interna también puede representar una desventaja, pues muchas veces las crías no pueden valerse por sí mismas durante periodos de tiempo bastante prolongados luego del nacimiento.

Ejemplos de fecundación interna

Todos los animales mamíferos, en vista de que son vivíparos (de aquellos cuyas crías se desarrollan en el interior de la madre y nacen vivas) poseen fecundación interna. Ejemplo de estos animales son:

• El ser humano.
• Las ballenas y los delfines.
• Los gatos y los perros (todos los felinos y los cánidos).
• Las ardillas, los ratones, las ratas, los conejos, los cobayos y demás roedores.
• Las vacas, los cerdos y los caballos.
• Los elefantes, los rinocerontes y las jirafas.

No obstante, algunos animales ovíparos y ovovivíparos también poseen fecundación interna y entre estos el grupo más destacado es el de las aves y el de los reptiles. Aunque en los animales acuáticos predomina la fecundación externa, algunas especies de peces y de anfibios se caracterizan por la fecundación interna.

Las diferencias principales entre estos grupos de animales con fecundación interna radican en el “método”, pues no en todas las especies existen órganos copuladores especializados para tal fin (como los del ser humano, por ejemplo).

Las células sexuales de todas las aves y de algunas especies de reptiles entran en contacto gracias a la “fusión” de sus cloacas, mientras que en otras especies de animales los machos producen una especie de contenedores denominados “espermatóforos”, que llenan de espermatozoides y que depositan en la cloaca de las hembras, donde ocurre la fertilización interna.

• En las plantas. La fecundación interna también es propia de la mayor parte de las plantas terrestres. En las plantas con flor, el grano de polen germina sobre el estigma, produciendo un conducto dentro del estilo que permite el vaciado de las microsporas en las adyacencias del óvulo (en el ovario). Estas microsporas son capaces de fusionarse con los óvulos contenidos en el ovario y así producir el cigoto que dará lugar al embrión, que quedará “encapsulado” dentro de la semilla.

Referencias

1. Hickman, C.P., Roberts, L.S., Larson, A., Ober, W.C., Garrison, C. Integrated principles of zoology. McGraw Hill.
2. Kardong, K.V. Vertebrates: comparative anatomy, function, evolution. McGraw Hill.
3. Moore, K.L., Persaud, T.V.N., Torchia, M.G. The Developing Human-E-Book: Clinically Oriented Embryology. Elsevier Health Sciences.
4. Nabors, M.W. Introduction to botany. Pearson.
5. Solomon, E.P., Berg, L.R., Martin, D.W. Biology (9th edn). Brooks/Cole, Cengage Learning.