¿Qué es la ovogénesis?
La ovogénesis, o gametogénesis femenina, es el proceso de desarrollo del gameto femenino en los animales y en las plantas con flor (se produce un “óvulo maduro” en los animales y un “megagametofito” en las plantas). Este evento ocurre una vez que los individuos de sexo femenino llegan a la madurez, comenzando así su ciclo reproductivo.
En las mujeres, la ovogénesis se inicia desde el periodo prenatal, donde la oogonia se multiplica por divisiones mitóticas. Las oogonias así producidas se agrandan para formar los ovocitos primarios antes del nacimiento del feto y, finalmente, en la pubertad se desarrollan los óvulos maduros.
El desarrollo de los ovocitos primarios es regulado por dos hormonas de la hipófisis: la foliculoestimulante y la luteinizante, y estas, a su vez, son reguladas por la hormona liberadora de gonadotropina que se excreta en el hipotálamo.
En la mayoría de los casos, cuando el óvulo no es fecundado, el cuerpo lo elimina mediante un sangrado desde el órgano genital femenino. Este evento se llama menstruación, ciclo menstrual o celo, entre otros.
En las plantas con flor o angiospermas, el megagametofito (gameto femenino) y el microgametofito (gameto masculino) además de desarrollarse en la misma planta, también se desarrollan en la misma estructura, que es una flor con características bisexuales.
Los estambres de una flor producen el microgametofito, mientras que los carpelos producen el megagametofito. No obstante, algunas plantas poseen flores solo con estambres y otras flores solo con carpelos, y a estas especies se les llama monoicas.
En las plantas, la gametogénesis femenina comprende dos procesos principales: la megasporogénesis y la megagametogénesis, que tienen que ver con la formación de la megaspora dentro de la nucela y con el desarrollo de la megaspora para convertirse en megagametofito, respectivamente.
Ovogénesis en animales
La ovogénesis es la producción de óvulos y ocurre en los ovarios de los animales mamíferos de sexo femenino. Una parte de los ovarios está formada por los folículos ováricos, ya que los primordios de óvulos se encuentran fusionados a estos hasta que maduran.
Cuando las hembras juveniles de los mamíferos llegan a la pubertad, los ovarios entran en una fase activa que se caracteriza por el crecimiento y la maduración cíclica de pequeños grupos de folículos.
Lo común es que en cada ciclo un solo folículo primario alcance la madurez total y el ovocito sea liberado desde el ovario hasta el útero. Se ha contabilizado que de los 400.000 ovocitos que presenta una mujer al nacer, solo 400 llegan a madurar durante el periodo fértil.
Este proceso de maduración desde los folículos primarios hasta el término del óvulo maduro es conocido como “foliculogénesis”, e implica distintos pasos de división y diferenciación para las células foliculares antes de transformarse en un óvulo maduro.
La gametogénesis ocurre continuamente en las hembras de los mamíferos hasta el cese permanente del ciclo menstrual, conocido como “menopausia” en los seres humanos.
Los científicos calculan que la edad ideal para la reproducción humana se encuentra entre los 20 y los 35 años, ya que en este periodo los óvulos se desarrollan con plena viabilidad, y la probabilidad de anomalías cromosómicas en un embrión aumenta a medida que las mujeres envejecen.
Características
– Ubicación. Ocurre en los ovarios, específicamente en los folículos ováricos dentro de la corteza ovárica.
– Periodo de pausa. La ovogénesis es un proceso discontinuo. Los ovocitos primarios permanecen en reposo en la profase I desde la vida fetal hasta la pubertad. En cada ciclo menstrual, un ovocito secundario se libera en la ovulación, pero la meiosis solo se completa si el espermatozoide fecunda el óvulo.
– Producción limitada de gametos. A diferencia de los espermatozoides, los óvulos no se producen continuamente. Al nacer, una mujer tiene aproximadamente alrededor de 400.000 ovocitos primarios, pero solo 300-500 llegarán a ovular durante su vida reproductiva. La cantidad de ovocitos disminuye con la edad, hasta llegar a la menopausia.
– Asimetría en la división celular. Durante la meiosis, se forman cuerpos polares que son células pequeñas y no funcionales. Esto asegura que el óvulo tenga suficiente citoplasma y organelos para el desarrollo embrionario inicial.
– Regulación hormonal. La FSH (hormona folículo estimulante) estimula el crecimiento de los folículos ováricos. La LH (hormona luteinizante) desencadena la ovulación y la conversión del folículo en el cuerpo lúteo. Los estrógenos y progesterona regulan el ciclo menstrual y preparan el útero para la posible implantación del embrión.
Fases
- Desarrollo prenatal. Durante los primeros periodos de desarrollo del embrión femenino, las oogonias se multiplican por mitosis. Las oogonias producto del proceso mitótico crecen en tamaño para originar a los ovocitos primarios antes del nacimiento. Durante el desarrollo de los ovocitos primarios, las células del tejido conectivo que las rodean forman una sola capa de células planas foliculares. El ovocito primario encerrado por esta capa de células constituye un folículo primordial. En la pubertad, el ovocito primario se agranda, las células epiteliales foliculares cambian a una forma cúbica y posteriormente columnar y la fusión de estas da origen a un folículo primario. El ovocito primario está rodeado por una cubierta de un material amorfo, acelular, rico en glucoproteínas (conocida como “zona pelúcida”). Esta tiene una forma de malla con muchas “fenestraciones”. Los ovocitos primarios comienzan a dividirse por meiosis antes del nacimiento del feto. Sin embargo, la finalización de la profase no ocurre sino hasta que el individuo alcanza la pubertad.
- Desarrollo postnatal. Cuando comienza la pubertad, cada mes se produce una ovulación. Esto significa que un ovocito se libera desde el folículo ovárico hasta el útero. Los ovocitos primarios suspendidos en la profase del primer ciclo meiótico se activan durante este periodo y, a medida que el folículo madura, el ovocito primario completa la primera división meiótica para dar lugar a un ovocito secundario y a un primer cuerpo polar. En esta primera meiosis, la división citoplasmática es desigual, el ovocito secundario resultante recibe casi todo el citoplasma de la célula, mientras que el cuerpo polar recibe muy poca cantidad de citoplasma. Durante la ovulación, el núcleo del ovocito secundario comienza la segunda división meiótica hasta la metafase, en donde se detiene la división celular. Si en ese momento un espermatozoide penetra en el ovocito secundario la segunda división meiótica se completa. Tras esta segunda división meiótica se forma nuevamente una célula con gran contenido citoplasmático (el oocito secundario fecundado) y otra célula más pequeña, que representa el segundo cuerpo polar, que termina degenerando. La maduración del ovocito termina con la degeneración de los dos cuerpos polares producto de la división.
Ovogénesis en plantas
En las plantas con flor, la síntesis de los megagametofitos se lleva a cabo en el interior de la flor, en una estructura llamada ovario. Los ovarios se encuentran en el interior de los carpelos, cada carpelo está compuesto por un ovario, un estilo y un estigma.
Al conjunto de carpelos de una flor se le llama “gineceo”, y estos pueden estar unidos o separados en el interior de la flor, dependiendo de la especie.
En el interior de los ovarios pueden encontrarse uno o múltiples óvulos. La forma, el número de los carpelos y el número de óvulos y su disposición varía con la especie, tanto así que dichas características son empleadas como caracteres taxonómicos para la clasificación.
En las plantas, cada óvulo es una estructura muy compleja, está compuesto por un pie llamado funículo, que sostiene toda la nucela en su interior. La nucela, a su vez, está rodeada por una o dos capas llamadas tegumentos (el número de tegumentos varía según la especie).
Los tegumentos se juntan en un extremo dejando una pequeña abertura llamada micrópilo. El micrópilo es el espacio que atraviesa el tubo polínico del polen para fecundar a la ovocélula.
En el interior de la nucela es donde se desarrolla el proceso de síntesis de los megagametofitos.
El megagametofito es también llamado saco embrionario, ya que el embrión se desarrolla en su interior una vez que ocurre la fecundación.
Características
– Constitución. La ovocélula en las plantas comprende ocho células diferentes, 7 forman el saco embrionario y una la ovocélula, oosfera o gameto femenino propiamente dicho.
– Contenido. El ovario en la mayoría de las plantas contiene varios óvulos, que pueden ser fecundados durante el mismo evento de fecundación.
– Fecundación. Los óvulos pueden ser “auto polinizados”, es decir, que el polen de la misma flor en que se encuentran el óvulo y las anteras puede fecundar a los óvulos en el interior del carpelo.
– Endospermo. Dentro de las ovocélulas hay dos núcleos polares que se fusionan para originar el endospermo, que es la sustancia de la que se nutre el embrión durante los primeros estadios de su desarrollo.
– Saco embrionario. La megaspora se divide tres veces de forma mitótica, originando un saco embrionario con 8 núcleos.
– Células de las nucelas. Existen unas células que se alojan a los extremos de la nucela, se conocen como las sinérgidas y antípodas.
Fases
En principio, en el interior de la nucela se desarrolla un solo gameto femenino o megasporocito. En esta estructura, una célula madre diploide de los megasporocitos experimenta meiosis (meiosis I) y forma cuatro células haploides, llamadas megasporas.
Las cuatro megasporas se organizan de forma lineal. En teoría, en este punto se completa la megasporogénesis; tres de las megasporas acaban por desintegrarse y una sola sobrevive para madurar y transformarse en el megagametofito.
Sin embargo, en la mayoría de las plantas con flor, el megagametofito en desarrollo comienza a alimentarse de la nucela y se divide mitóticamente (mitosis I) originando dos núcleos nuevos.
Cada uno de los dos núcleos nuevos se divide mitóticamente una vez más (mitosis II) para originar cuatro núcleos nuevos. Finalmente, los cuatro núcleos resultantes se vuelven a dividir por mitosis (mitosis III), formando ocho núcleos.
Los ocho núcleos se dividen en dos grupos de cuatro núcleos, uno se sitúa en el extremo del micrópilo, y el otro en el extremo opuesto. Un núcleo de cada grupo de los cuatro migra hacia el centro del megagametofito, dando origen a los núcleos polares.
Las tres células restantes en el extremo micropilar son las sinérgidas y las del extremo opuesto son las antípodas. Las sinérgidas formarán parte del proceso de fecundación una vez polinizada la flor.
Toda la estructura del gameto femenino maduro se llama saco embrionario y está construida por la célula central binucleada y los seis núcleos que conforman las células sinérgidas y antípodas.
Referencias
- Desai, N., Ludgin, J., Sharma, R., Anirudh, R.K., Agarwal, A. Female and male gametogenesis.
- Evans, H.M., Swezy, O. Ovogenesis and the normal follicular cycle in adult mammalia. California and western medicine.
- Lindorf, H., De Parisca, L., Rodríguez, P. Botánica Clasificación, estructura y reproducción.
- Moore, K.L., Persaud, T.V.N., Torchia, M.G. The Developing Human-E-Book: Clinically Oriented Embryology. Elsevier Health Sciences.
- Raven, P.H., Evert, R.F., Eichhorn, S.E. Biology of plants. Macmillan.