La fecundación externa: fecundación en el erizo de mar
La fecundación comienza cuando el espermatozoide se pone en contacto con el óvulo y termina con la fusión de los gametos. Para que haya fecundación, la gametogénesis masculina y femenina ha de estar sincronizada dentro de la misma especie. En algunos casos se regula por el fotoperiodo, o mediante conductas especiales como el celo.
Las fases de la fecundación son las siguientes:
1. Aproximación del espermatozoide a las cubiertas del óvulo y penetración del espermatozoide a través de las mismas.
2. Fusión de membranas del óvulo y espermatozoide.
3. Inhibición de la polispermia, que es la fecundación de un óvulo con más de un espermatozoide.
4. Entrada del gameto masculino en el citoplasma del gameto femenino.
5. Terminación de la meiosis en la especie que lo requiera.
6. Fusión de los pronúcleos.
7. Activación del metabolismo del óvulo.
En animales con fecundación externa, como el erizo de mar, los espermatozoides son liberados al agua. Allí habrá gametos de muchas especies, y la fecundación tiene que ser entre la misma. Se ha descubierto que en la cubierta gelatinosa del óvulo hay sustancias atrayentes. Cuando el espermatozoide se pone en contacto con los péptidos atrayentes adquiere movilidad, y también se activan sus procesos de respiración. En las envueltas del óvulo hay otro polisacárido con restos de sulfato de mucosa que, al ponerse en contacto con el espermatozoide, activa la reacción acrosómica. En ese momento aumenta la concentración de calcio intracelular y las bombas de hidrógeno en la membrana del espermatozoide. Al final, aumenta el pH intracelular y como resultado el acrosoma se funde con la membrana plasmática del espermatozoide.
Una vez atravesada la cubierta gelatinosa, y al ponerse en contacto con la cubierta vitelina, se produce la reacción específica óvulo-espermatozoide. Esta se produce porque en el exterior del espermatozoide han quedado expuestas una serie de moléculas de tipo bindina, y en la cubierta vitelina del óvulo hay receptores específicos para ella.
Después se produce la fusión de membranas del óvulo y espermatozoide. En el momento en el que se produce la primera fusión, se pone en marcha la inhibición de la polispermia. Para ello se desencadenan una serie de mecanismos de inhibición: mediante la inhibición rápida, la membrana se despolariza, de forma que, si había espermatozoides unidos a ella, se sueltan. Por otro lado, en la inhibición lenta se produce una reacción cortical mediante la cual los gránulos corticales vierten fuera su contenido y la cubierta vitelina se endurece: es la membrana de fecundación.
La siguiente fase es la fusión de los pronúcleos: el núcleo y el centriolo del espermatozoide se encuentran en el interior del óvulo. La membrana del pronúcleo masculino se desintegra y, al quedar su cromatina en contacto con el citoplasma del óvulo, se acaba descondensando y se forma una nueva envuelta nuclear alrededor de la cromatina. El centriolo del gameto masculino va a funcionar como centro organizador de microtúbulos, que van acercando a los dos pronúcleos hacia el centro de la célula, los pone en contacto y estos se fusionan en un solo núcleo. La célula ahora es diploide y se llama zigoto.
A la vez que se inhibe la polispermia y se fusionan los pronúcleos, también se produce la activación del metabolismo del óvulo:
– Aumenta la síntesis de proteínas: histonas, tubulinas, actina… necesarias para los pasos sucesivos en el desarrollo del embrión.
– Aumenta la síntesis de lípidos, fundamentalmente fosfolípidos, necesarios para la formación de membranas en la segmentación.
– Aumenta la síntesis de ADN.
– Aumenta el consumo de oxígeno.
– Se produce una reorganización del citoplasma.
