Fundamentos del Desarrollo Embrionario: De la Fecundación al Organismo Completo

Conceptos Fundamentales en Embriología

Embriología

Es la rama de la biología que se encarga de estudiar la morfogénesis (el desarrollo de la forma de un organismo) y el desarrollo embrionario, incluyendo la formación del sistema nervioso, desde la fecundación hasta el nacimiento, eclosión o metamorfosis.

Ontogenia y Filogenia

La ontogenia describe el desarrollo de un organismo individual, desde el óvulo fertilizado, pasando por las etapas embrionaria y fetal, hasta alcanzar su forma adulta y la senescencia. La filogenia, por otro lado, se refiere a la historia evolutiva y las relaciones de parentesco de una especie o grupo de organismos.

Teorías Históricas sobre el Desarrollo

Teoría del Preformismo

Es una antigua teoría biológica según la cual el desarrollo de un embrión no es más que el crecimiento de un organismo que ya estaba completamente formado en miniatura (denominado homúnculo) dentro del gameto (ya sea el óvulo o el espermatozoide).

Teoría de la Epigénesis

Esta teoría, que reemplazó al preformismo, propone que las estructuras de un organismo se desarrollan progresivamente a partir de una materia relativamente informe presente en el óvulo fertilizado, mediante una compleja secuencia de diferenciación y organización celular, en lugar de hacerlo por simple crecimiento de una entidad preformada.

Proceso del Desarrollo Embrionario: De Gametos a Feto

Gametos

Son las células sexuales haploides (con la mitad del número de cromosomas) de los organismos pluricelulares, originadas por meiosis a partir de las células germinales o meiocitos (células diploides). Los gametos reciben nombres diferentes según el sexo del portador: óvulos (gametos femeninos) y espermatozoides (gametos masculinos).

Fecundación (Singamia)

También llamada singamia, es el proceso por el cual dos gametos (masculino y femenino) se fusionan durante la reproducción sexual para crear un nuevo individuo con un genoma derivado de ambos progenitores. Esta unión da como resultado la formación del cigoto.

Cigoto (Huevo)

En biología, se denomina cigoto o huevo a la célula diploide resultante de la unión del gameto masculino (espermatozoide) con el gameto femenino (óvulo) en la reproducción sexual de los organismos (animales, plantas, hongos y algunos eucariotas unicelulares). Su citoplasma y sus orgánulos citoplasmáticos (como las mitocondrias) son, en la mayoría de las especies, de origen materno, al proceder del óvulo.

Segmentación (Clivaje)

Es el proceso de rápidas y sucesivas divisiones celulares mitóticas que experimenta el cigoto tras la fecundación. Estas divisiones, que originan células llamadas blastómeros, ocurren sin un aumento significativo del tamaño total del embrión en sus fases iniciales, ya que el citoplasma se reparte entre las nuevas células. Conduce a la formación de la mórula y posteriormente la blástula.

Gastrulación

Es una etapa crucial del desarrollo embrionario que ocurre después de la formación de la blástula (es decir, sigue a la segmentación o clivaje). Durante la gastrulación, las células se reorganizan drásticamente para formar las tres capas germinales fundamentales del embrión: el ectodermo (capa externa), el mesodermo (capa media) y el endodermo (capa interna), que darán origen a todos los tejidos y órganos del futuro organismo.

Embrión

El embrión es la etapa inicial del desarrollo de un animal (incluido el ser humano) mientras se encuentra en el huevo o en el útero de la madre. En el caso específico del ser humano, el término se aplica desde la fecundación hasta el final de la octava semana de gestación. Durante este período, se establecen los principales ejes corporales y se forman los esbozos de todos los órganos. En los organismos que se reproducen de forma sexual, la fusión del espermatozoide y el óvulo en el proceso denominado fecundación determina la formación de un cigoto, que contiene una combinación del ADN de ambos progenitores.

Feto

Es un vertebrado vivíparo en desarrollo, etapa que transcurre desde el momento en que se ha completado la etapa embrionaria (en humanos, a partir de la novena semana de gestación) hasta antes de que se produzca el nacimiento. Durante la vida fetal no se forman órganos o tejidos nuevos en su estructura básica, sino que se produce el crecimiento y la maduración funcional de los ya existentes.

Organogénesis

Es el complejo proceso mediante el cual las tres capas germinales (ectodermo, mesodermo y endodermo), formadas durante la gastrulación, se diferencian, interactúan y se organizan para constituir los distintos órganos y sistemas del cuerpo. Previo a la formación de órganos completamente funcionales, se desarrollan esbozos orgánicos o primordios, que son las primeras estructuras precursoras de dichos órganos.

Clasificación de los Cigotos (Huevos) según la Cantidad y Distribución del Vitelo

El vitelo es la sustancia nutritiva almacenada en el óvulo. Su cantidad y distribución influyen en el patrón de segmentación del cigoto.

Huevos Isolecíticos u Oligolecíticos

Contienen poco vitelo (oligo = poco; iso = igual), el cual se presenta en forma de finas granulaciones distribuidas de manera uniforme por todo el citoplasma. La segmentación suele ser holoblástica (total) e igual o subigual. Poseen este tipo de huevos las esponjas, los cnidarios, los nemertinos, la mayoría de los moluscos, los equinodermos, los urocordados, los cefalocordados (como el anfioxo) y los mamíferos placentarios (cuyo desarrollo depende de la nutrición materna).

Huevos Heterolecíticos o Mesolecíticos

Tienen una cantidad moderada de vitelo (meso = medio; hetero = diferente) que forma granulaciones más heterogéneas y se distribuye de manera desigual. Las granulaciones más gruesas y abundantes se acumulan cerca del polo vegetativo, mientras que el núcleo y la mayor parte del citoplasma activo se localizan en el polo animal. La segmentación es holoblástica y desigual. Son característicos de los anfibios y algunos peces.

Huevos Telolecíticos

Contienen una gran cantidad de vitelo (telo = fin, extremo) que se reúne en una masa compacta y ocupa la mayor parte del huevo, relegando al citoplasma activo y al núcleo a una pequeña región en el polo animal, formando el disco germinativo o blastodisco. La segmentación es meroblástica (parcial) y discoidal. Este tipo de huevo es típico de aves, reptiles, peces con huevos grandes (teleósteos, elasmobranquios) y mamíferos monotremas.

Huevos Centrolecíticos

El vitelo es muy abundante y forma una masa central alrededor del núcleo. El citoplasma activo forma una delgada capa periférica y también rodea al núcleo central. La segmentación es meroblástica y superficial. Son típicos de la mayoría de los insectos y otros artrópodos.