Fecundación, etapas y tipos

Los gametos o células sexuales, son elementos fundamentales para la reproducción, ya que a través de su fusión se formará un nuevo individuo. La unión entre estas células, llamada fecundación, es crucial para los organismos que practican la reproducción sexual, como son los seres humanos, animales, algunas plantas y hongos.

Para que ocurra la fecundación de manera natural o in vivo, es necesario que se den ciertas condiciones, pero actualmente, con el avance de la tecnología, también es posible recrearla de forma artificial o in vitro. En este texto, desarrollaremos todo lo relacionado con este proceso, incluidos los pasos para que ocurra y los tipos que existen.

¿Qué es la fecundación?

Los organismos con reproducción sexual (ver diferencias entre reproducción sexual y asexual), son formadores de células sexuales o gametos, tanto masculinos como femeninos. Estos gametos son conocidos como espermatozoides y óvulos, respectivamente.

La fecundación se define como un proceso que ocurre cuando el óvulo y el espermatozoide se encuentran y se fusionan en una sola célula, formando así el cigoto. Este proceso embrionario que tiene como objetivo principal la creación de un nuevo individuo, dotándolo de carga cromosómica completa proveniente de la madre y del padre.

El proceso de recombinación genética, que ocurre después de la fecundación, es fundamental para los procesos evolutivos de cada especie.

Etapas de la fecundación

A grandes rasgos, el proceso de unión entre los gametos parece simple, pero en realidad, se dan varios eventos de importancia. La forma en que ocurre este acto puede variar entre una especie y otra, pero en los seres humanos se ha logrado detectar cuatro fases que describiremos a continuación.

Primera fase: Penetración de la corona radiada

Una vez que se ha llevado a cabo el coito y la posterior expulsión de los espermatozoides en la vagina, estos pasan por un proceso de capacitación, donde adquiere la madurez fisiológica para penetrar las barreras que se interponen entre él y el óvulo.

La primera barrera es la corona radiada, se trata de una serie de células que rodea al óvulo, para poder atravesarla los espermatozoides liberan la enzima hialuronidasa, con la cual hidrolizan el ácido hialurónico presente en estas células y así lograr abrirse espacio entre ellas, logrando desplazarse con ayuda de su poderosa cola o flagelo.

Segunda fase: Penetración de la zona pelúcida

Otra barrera que impide el paso del espermatozoide hasta el óvulo se denomina zona pelúcida, una matriz que rodea al óvulo y es de suma importancia, pues en ella se encuentra inserta el receptor ZP3, quien es específico para cada especie.

La unión del espermatozoide a este receptor complementa la capacitación y permite la reacción acrosómica, que implica liberación de enzimas hidrolíticas denominadas espermiolisinas. Con la acción de estas enzimas, se degrada la matriz y permite el paso del gameto masculino para comenzar la siguiente fase.

Tercera fase: Fusión de membranas

Una vez degradad la matriz extracelular, el espermatozoide entra en contacto con la membrana plasmática del óvulo. Este acto desencadena tres eventos de suma importancia.

En primer lugar, se forma el cono de fecundación, proceso que sirve para que las membranas de ambos gametos comiencen a fundirse, en seguida entra la cabeza del espermatozoide hasta que logra entrar por completo la cola.

El segundo y tercer evento que son despolarización de la membrana y liberación de gránulos corticales ocurren en sincronía, estos eventos tienen como función bloquear los receptores de reconocimiento en la zona pelúcida. A consecuencia de esto no ocurre la polispermia, es decir, la entrada de más de un espermatozoide, ya que el cigoto no sería viable.

Cuarta fase: Fusión de núcleos

Con la entrada del espermatozoide comienza la cuarta fase, esto implica la activación del óvulo para que complete la meiosis. Posteriormente, la fusión de los núcleos dará lugar a un cigoto diploide, el cual comenzara a realizar la mitosis.

El proceso de fusión de núcleos comienza cuando la cabeza del espermatozoide, que contiene al pronúcleo masculino, queda junto al pronúcleo femenino. La cola de este último se desprende y se da lugar la fusión y la posterior reorganización genética, quedando un cigoto de 46 cromosomas en el caso de los seres humanos.

Tipos de fecundación

Se reconocen varios tipos de fecundación, dependiendo de algunas características como la morfología de los gametos, su procedencia y donde ocurre.

Morfología de los gametos:

Isogamia: las células sexuales se caracterizan por ser iguales tanto en tamaño como en estructura; por lo general, son móviles. Es típico de los protozoos, algas verdes unicelulares y algunos tipos de hongos.

Anisogamia: también llamada heterogamia, se caracteriza porque la morfología (tamaño y estructura) de los gametos masculino y femenino es distinta. En este tipo de fecundación, ambas células sexuales pueden ser móviles, ocurre en algunas especies de algas y protozoos como las amebas e invertebrados superiores.

Oogamia: considerado un tipo extremo de anisogamia, se fundamenta en que los gametos difieren es tamaño y estructura, por lo general el masculino es pequeño y móvil, mientras el femenino es grande e inmóvil. En la escala evolutiva fue el último en aparecer, y es propio de los vertebrados como los mamíferos, incluyendo al ser humano.

Según la procedencia:

Otra manera en que se clasifican la fecundación es dependiendo de la procedencia de los gametos, es decir, si proviene del mismo organismo o de organismos diferentes. Se definen de la siguiente manera:

Fecundación cruzada: también conocida con el nombre de ologamia, se produce cuando las células sexuales provienen de organismos distintos; por lo tanto, se produce una recombinación genética, pues ambas células aportan genes al nuevo individuo. Cuando la especie involucrada es hermafrodita, puede ocurrir fecundación mutua. Ocurre en plantas, hongos y animales.

Autofecundación: como su nombre lo indica, ocurre cuando los gametos provienen del mismo individuo. Es muy común en seres que producen ambos gametos al mismo tiempo (hermafroditas), en este caso no existe recombinación genética.

Según el sitio donde ocurre:

Esta clasificación toma en cuenta si el proceso se lleva a cabo dentro del cuerpo de la madre o en el medio exterior.

Fecundación interna: hace referencia a que la fertilización ocurre en el interior de los individuos femeninos, para ello es necesario que se realice la cópula para que el macho puede expulsar los espermatozoides en el interior del aparato reproductivo de las hembras. Esto lo realizan diversas especies de animales, tanto vivíparos, ovíparos y ovovivíparos.

Fecundación externa: es un sistema utilizado por los organismos acuáticos, entre ellos peces, anfibios e invertebrados. Como su nombre lo indica, la fecundación ocurre en el medio en que viven estos organismos, por lo tanto, cada gameto está adaptado y especializado para moverse en este medio y poder unirse para formar el cigoto.

Referencias

– Álvarez-Díaz, J. (2007). Mecanismo de la fecundación humana. Revista Peruana de Ginecología y Obstetricia; 53(1): 45-51.

– Cánovas, S. & Coy, P. (2008). Aspectos moleculares de la fecundación: unión y fusión de gametos. Revista de Investigación Clínica; 60(5): 403-413. https://www.um.es/grupo-fisiovet/CAnovaS-Coy2008.pdf   

– Gutierrez, R. & Gutierrez, B. (2018). Fecundación Humana. Aspectos moleculares. Revisión Bibliográfica. Multimed; 22(6): 1260-1279. https://www.medigraphic.com/pdfs/multimed/mul-2018/mul186o.pdf

– Proschchina, A.; Gulimova, V.; Kharlamova, A.; Krivova, Y.; Besova, N.; Berdiev, R.; Saveliev, S. (2021).Reproduction and the Early Development of Vertebrates in Space: Problems, Results, Opportunities. Life; 11: 109.