Presentación del capítulo 43

Desarrollo animal
Semana 12, Capítulo 42

Etapas de la reproducción y el desarrollo
 Los animales
pasan por ciertas
etapas del
desarrollo desde
el cigoto hasta el
adulto. Aunque las
ranas y los
humanos somos
muy distintos, un
estudio cuidadoso
revela que todos
los vertebrados
seguimos
esencialmente el
mismo patrón.

Etapas de la reproducción y el desarrollo
 Todos los animales pasan por seis etapas durante su
reproducción y desarrollo:
1. Gametogénesis- formación de gametos
2. Fecundación- formación del cigoto
3. Segmentación- formación de la blástula
4. Gastrulación- formación de la gástrula
5. Organogénesis- formación de órganos
6. Crecimiento y diferenciación- crecimiento de los
tejidos y los órganos hasta producir el animal adulto.

Embriología es el campo de la Biología que estudia el
desarrollo de los animales.

Etapas de la reproducción y desarrollo

 La blástula es una bolita
hueca de células. El
hueco se convertirá
eventualmente en el
tubo digestivo del
embrión.
 Las tres capas
germinales (ectodermo,
mesodermo y
endodermo) aparecen
en la gástrula. Todos los
tejidos y órganos del
individuo se forman a
partir de estas tres
capas de células.

Segmentación (del cigoto a la blástula)

Gastrulación (de la blástula a la gástrula)

43.2 Ordenamiento temprano
 El citoplasma del óvulo contiene
el alimento necesario para
producir la energía que requiere
el metabolismo del embrión.
También contiene enzimas,
distintos tipos de ARN,
ribosomas y otros materiales
que se distribuyen
irregularmente. La ubicación de
estos materiales determina, una
vez comience la mitosis, qué Cigoto humano antes de
la desaparición de las
células hijas los recibirán y cómo membranas nucleares del
éstas se diferenciarán durante el óvulo y el espermatozoo.
desarrollo embrionario.

La contribución de
Hans Spemann
 La presencia en el citoplasma
del cigoto de regiones
destinadas a diferenciarse en
tejidos y órganos distintos fue
demostrada por el embriólogo
alemán Hans Spemann.
 El cigoto de los anfibios
desarrolla un área llamada
media luna gris (gray crescent)
poco después de la fecundación.
Spemann dividió el cigoto de Hans Spemann (1869-1941)
modo que la media luna gris se Premio Nobel de fisiología
dividiera por la mitad o quedara en el 1935.
toda en una de las dos células.

El experimento de
Hans Spemann

 El experimento
demostró que la
media luna gris
(gray crescent)
contiene los
materiales
necesarios para
la diferenciación
celular y la
formación de
tejidos y órganos.

Segmentación- división del citoplasma
materno

 El proceso de segmentación
divide el cigoto en muchas
células, cada vez más
pequeñas, de modo que el
cigoto y la blástula son bolitas
del mismo diámetro y
volumen.
 Las células o blastómeros
Blástula humana (blastocisto).
heredan parcelas diferentes En los mamíferos ésta es la
de citoplasma, lo que hará etapa embrionaria que se
que se comporten de manera implanta en el útero. La capa de
células en la parte de abajo dará
distinta más adelante durante origen al embrión, las células de
el desarrollo. la bola dan origen a parte de la
placenta.

Dos linajes definidos por la
segmentación
 Los planos de segmentación del embrión dividen a los
animales en dos grandes grupos: protostomados y
deuterostomados.
 Los invertebrados con simetría bilateral tienen
segmentación espiral y se llaman protostomados.

Dos linajes definidos por la
segmentación

 Los equinodermos y los vertebrados tienen
segmentación radial y se llaman deuterostomados. Los
mamíferos tienen una variante llamada segmentación
rotacional.

Efecto de la cantidad de yema sobre el
patrón de segmentación

43.3 De blástula a gástrula
 Durante la gastrulación,
ciertas células de la blástula
cambian de posición y se
reordenan. Los detalles del
número de células que
migra varía entre los
distintos grupos animales,
pero al final del proceso se
produce una gástrula con
tres capas germinativas:
ectodermo- (capa externa),
mesodermo (capa media)
y endodermo (capa
interna).

Inducción embrionaria
 La gastrulación comienza cuando
algunas células de la blástula
liberan señales químicas que
estimulan a sus vecinas a moverse
de lugar, ya sea solas o en grupos.
El proceso de señalización,
conocido como inducción
embrionaria, demuestra que el
destino embrionario de ciertas
células depende de sus vecinas.
 Hilde Mangold, una estudiante de Hilde Mangold
Hans Spemann, demostró el (1898-1924)

principio de inducción embrionaria
en su tesis doctoral.

Demostración de inducción embrionaria
 El tejido trasplantado por Mangold hizo que las nuevas
células vecinas se desarrollaran de forma distinta.

43.4 Formación de órganos y tejidos
especializados
 Los tejidos, los órganos y los sistemas del cuerpo se
forman mediante diferenciación celular. Durante este
proceso células se dividen, se agrupan y cambian de
lugar debido a la expresión selectiva de genes.
 Como todas las células descienden del cigoto, todas
tienen el mismo material genético. Sin embargo,
temprano durante el desarrollo embrionario ciertos
genes se activan en unas y otras células para dar origen
a la diferenciación y producción de células distintas.
 La diferenciación está controlada en parte por
morfógenos, que son moléculas señalizadoras
producidas por genes maestros presentes en ciertas
células y que afectan el desarrollo de células vecinas.

Morfogénesis
 Morfogénesis es el proceso mediante el cual se forman
los tejidos y los órganos.
Aquí se ilustra cómo
se forma el tubo
neural que se
convertirá en el
cordón nervioso. La
contracción
diferencial de
microtúbulos da
forma al tubo. Las
células del tubo
continuarán
diferenciándose para
convertirse en
neuronas o
neuroglía.

Apoptosis
 La formación de órganos y tejidos requiere no sólo de la
producción y diferenciación de células nuevas, sino de la
muerte programada (apoptosis) de otras células. Las
células mueren ordenadamente en respuesta a señales
producidas por otras celulas.

Falta de apoptosis
mantuvo unidos dos dedos.

Mano a los 48 y 51 días después de la formación del cigoto. Los
dedos se separan debido a la apoptosis del tejido que los unía.

43.5 Un punto de vista evolutivo del
desarrollo
 Las similitudes entre los patrones de desarrollo de los
distintos grupos de animales son evidencia de
parentezco y relaciones evolutivas.
 Los genes maestros que controlan el desarrollo son muy
parecidos entre los animales. Por ejemplo, el gen
eyeless controla el desarrollo de los ojos tanto en los
insectos como en los mamíferos. Si aislamos este gen
de un ratón y lo introducimos en una mosca drosófila,
se formarán ojos en el tejido que incorpora el gen del
ratón.
 Los gradientes de concentración de los productos de
genes maestros afecta la expresión de genes
homeóticos que regulan el desarrollo de distintas
partes del cuerpo.

Mutaciones de genes maestros
 Las mutaciones que afectan los genes maestros que
controlan en desarrollo son casi siempre letales. Por
ejemplo, mesodermo ubicado a ambos lados del tubo
neural produce somitos, bloques de células que se
desarrollarán para formar hueso y músculo.

Si el gen maestro que
controla la formación de los
somitos sufre una mutacón,
los somitos no se desarrollan
y el embrión no puede
continuar desarrollándose
más allá de esa etapa.

43.6 Panorama del desarrollo humano
 El desarrollo humano comienza con la formación del
cigoto y termina por completo alrededor de los 20 años.
Durante este periodo unas 5 billones de divisiones
mitóticas produden los 10 millones de células que tiene
un humano adulto.
• El blastocisto se implanta en el útero unas dos
semanas después de la fecundación.
• Todos los órganos se forman durante el periodo
embrionario (primeras 8 semanas del desarrollo).
• Durante el periodo fetal (semana 9 hasta el
nacimiento) los órganos crecen y se especializan.
• Los órganos siguen creciendo y madurando durante
el periodo posnatal (nacimiento a la adultez).

Etapas del desarrollo
humano

Esta tabla
enumera los
cambios
principales
que suceden
durante las
etapas del
desarrollo
humano.

Cambios de proporciones durante el
desarrollo humano
Esta figura ilustra cómo cambian las proporciones del cuerpo
durante nuestro desarrollo.

43.7 Desarrollo humano temprano
 La fecundación sucede en el tercio superior del oviducto.
El epitelio ciliado del oviducto empuja el cigoto hacia el
útero y éste comienza a dividirse.

El futuro embrión
llega al útero unos
cuatro días después
de la fecundación,
transformado en una
bolita de 16 células
llamada mórula.

El blastocisto

 Para el quinto día
comienza a formarse un
blastocisto que consiste
de una capa externa de
células, una cavidad llena
de líquido llamada
blastocele y una masa
interna de células. La
masa interna dará origen al
embrión y la capa externa
dará origen a parte de la
placenta.

Implantación

 El blastocisto se implanta en el
endometrio del útero entre el
sexto y el décimo día después
de la fecundación. Entonces
comienza a secretar la
hormona gonadotropina
coriónica para indicarle al
cuerpo lúteo que no se
degenere y que siga
produciendo progesterona. De
este modo el endometrio se
mantiene activo y no suceda el
próximo flujo menstrual.

Pruabas de embarazo

 El aumento súbito en
la producción de
gonadotropina
coriónica hace que el
riñón excrete una
cantidad en la orina.
El residuo reacciona
con compuestos
incluidos en los
equipos (kits) para
detectar embarazos.
La precisión de estos
kits supera el 97%.

Embarazos ectópicos

 Ocasionalmente el
blastocisto se
implanta en el
oviducto, por la
parte de afuera del
útero o sobre algún
órgano. Este
embarazo ectópico
tiene que abortarse
o matará a la
madre.

Membranas extraembrionarias

 La capa externa del blastocisto da origen a las cuatro
membranas extraembrionarias:
• Amnios- rodea y protege al embrión dentro de una
cavidad llena de líquido aminótico.
• Saco vitelino- da origen a la sangre y a las células
germinativas. En los huevos de reptiles y aves
contiene el vitelo (alimento para el embrión).
• Corion- penetra el endometrio y se convierte en parte
de la placenta.
• Alantoide- produce los vasos sanguíneos de la
placenta.

Implantación y formación de las
membranas extraembrionarias

43.8 Surgimiento del plano del cuerpo de
los vertebrados
 Dos semanas después de la fecundación la capa interna de
células del blastocisto ha dado origen a un disco embrionario
de dos capas. La gastrulation sucede durante la tercera
semana, cuando se forma un embrión con las tres capas
germinativas: ectodermo, mesodermo y endodermo.

Gastrulación y cambios subsiguientes

 El comienzo de la gastrulación se detecta por la
aparición de una línea primitiva que eventualmente
dará origen al tubo neural y más tarde al cordón
nervioso. Luego se forma el notocordio que dará origen
a la columna vertebral y en ambos lados del tubo neural
aparecen somitas que darán origen al esqueleto axial, a
músculos y a la dermis.
 En la parte anterior del embrión aparecen los arcos
faríngeos que darán origen a diversas esructuras de la
cabeza. Hacia final del día 25 se ha formado un embrión
que es muy parecido en todos los vertebrados, desde
los peces hasta los mamíferos.

Desde la gastrulación hasta el día 25

Espina bífida
 Este problema surge cuando los dos dobleces que forman el tubo
neural no cierran por completo. Algunas vértebras que cubren la
médula espinal no se forman por completo y quedan abiertas.
Aunque el desperfecto visible puede corregirse con cirugía, el daño a
las partes afectadas no puede corregirse. El niño casi siempre sufre
de parálisis, problemas para controlar la vejiga y dificutades de
aprendizaje. La ingestión de ácido fólico por la madre reduce en un
75% la probabilidad de que esto suceda, aunque a menudo los
dobleces cierran cuando la mujer no sabe que está embarazada.

43.9 El papel de la placenta
 La placenta es una interfaz entre
el sistema circulatorio del embrión
y el de la madre. El intercambio de
gases, nutrientes y desperdicios
sucede a través de membranas
sin que la sangre de la madre y
del embrión se mezclen, evitando
así que antígenos en la sangre del
bebé causen una defensa por
parte de la madre.
 La placenta produce
gonadotropina coriónica y
hormonas sexuales para que el
endometrio se mantenga activo.

43.10 Surgimiento de características
humanas
 Hasta la octava semana el embrión humano se parece
mucho al de otros vertebrados.

Un embrión de cuatro semanas
A las cuatro semanas el
embrión humano no se
distingue del de otros
vertebrados. Los arcos
faríngeos dan apoyo a
las branquias de los
peces. El embrión tiene
un rabo que se absorbe
más tarde.

Durante el desarrollo
embrionario aparecen
estructuras que
recuerdan la evolución
de los vertebrados
desde los peces hasta
los mamíferos.

Un embrión de seis semanas

Para la sexta
semana la cabeza
está creciendo
proporcionalmente
más rápido que
otras partes del
cuerpo. El cordón
umbilical está bien
formado.El rabo ha
comenzado a
absorberse.

Surgimiento de características humanas
 Hacia mediados de la octava semana comienzan a
surgir características humanas y el embrión se convierte
en un feto. Para el segundo trimestre se detectan los
latidos del corazón y los movimientos del feto. Para el
tercer trimestre el cerebro está formado y funcionando.

Personas con rabos

El rabo que aparece
temprano en el
embrión humano se
reabsorbe para el
tercer mes del
desarrollo. En algunos
casos el rabo persiste.

43.11 La madre como proveedora y
protectora

 El embrión humano depende
por completo de su madre
para obtener el alimento, las
vitaminas y los minerales que
necesita. Cuando
evolucionamos como
especie, la exposición a
radiación y químicos capaces
de afectar el desarrollo
embrionario era mínima. Hoy
el embrión también depende
de la madre para que lo
proteja de estos peligros.

Teratógenos

 Los teratógenos interfieren con el desarrollo del
embrión a partir de la gastrulación. Sus efectos varían
según el periodo del desarrollo en que entraron en
contacto con el embrión.
 Algunos teratógenos:
• Virus, bacterias y parásitos
• Drogas- incluyendo el alcohol, la nicotina y la cafeína
• Medicamentos
• Radiación- incluyendo los rayos X

Sensitividad a los teratógenos

Síndrome alcohólico fetal (FAS)
 Este síndrome se debe al
efecto del alcohol etílico,
un compuesto que cruza
fácilmente a través de la
placenta. Los síntomas
incluyen cabeza y
cerebro pequeño,
anormalidades faciales,
crecimiento retardado,
problemas mentales,
problemas cardiacos y
mala coordinación.
 Los daños son
permanentes.

43.12 Nacimiento y lactancia
 El desarrollo del feto se completa 38 semanas después
de la fecundación. El parto comienza cuando se rompe
el saco aminiótico y en líquido sale por la vagina, lo que
comúnmente se conoce como romper fuente.
 El cuello del útero se relaja y la cabeza del feto hace
presión contra el mismo. Esto causa un aumento en la
secreción de oxitocina por la pituitaria posterior, lo que
a su vez estimula la contracción del útero. Las
contracciones aumentan la presión sobre la cérvix y aún
más la secreción de oxitocina en un circuito de
retroalimentación positiva.
 Las fuertes contracciones del útero y la fuerza de la
madre explulsan al feto, que al salir se convierte
legalmente en una persona.

Alimentación del bebé
 El mejor alimento para
los bebés recién
nacidos es la leche
materna. Esta
secreción de las
glándulas mamarias
contiene todo el
alimento que un bebé
necesita. Muchos
pediatras recomiendan
que el bebé tome nada
más que leche La leche materna contiene
materna durante los anticuerpos (IgG) que protegen al
bebé contra diversas infecciones.
primeros seis meses.

Alimentación del bebé

 La secreción de leche materna está bajo control
hormonal.
• La hormona prolactina, secretada por la pituitaria
anterior, estimula el comienzo de la producción de
leche.
• La reducción en la producción de progesterona y
estrógeno luego del nacimiento aumenta más la
producción de prolactina y la secreción de leche.
• El efecto de chupar del bebé lactando estimula la
producción de la hormona oxitocina. En respuesta a
la misma se contrae el músculo liso que rodea las
glándulas mamarias y la leche sale al exterior.

Estructura de las glándulas mamarias

Biodiversidad- Herpestes javanicus
La mangosta es nativa
de Asia. Fue introducida
a Puerto Rico en
tiempos de España para
controlar las
poblaciones de ratas,
pero se cree que su
impacto ha sido mayor
sobre las serpientes y
algunas aves nativas.
Aunque comúnmente se
les llama ardillas, las
mangostas son
carnívoros.

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