Fecundación interna

La fecundación interna es la unión de un óvulo y un espermatozoide durante la reproducción sexual dentro del cuerpo de la hembra. A diferencia de la fecundación externa , la fecundación interna otorga mayor control a la hembra sobre la reproducción. ^{[ 1 ]} La mayoría de los taxones que se reproducen por fecundación interna son gonocóricos . ^{[ 2 ] : 124–125}

Los animales machos inseminan a las hembras para fertilizar internamente sus óvulos. La mayoría de los reptiles y algunos otros vertebrados transfieren esperma a través de un órgano intromitente masculino a la cloaca femenina durante la cópula . Los mamíferos eyaculan esperma y líquido seminal a través del pene masculino a la vagina femenina . ^{[ 3 ] [ 4 ] [ 5 ]} La mayoría de las aves usan el "beso cloacal", presionando las cloacas juntas para transferir esperma. ^{[ 6 ]} Las salamandras , las arañas , algunos insectos y algunos moluscos realizan la fertilización interna transfiriendo un espermatóforo , un haz de esperma, del macho a la hembra. Después de la fertilización, los embriones se desarrollan en huevos en las especies ovíparas o dentro del tracto reproductivo de la madre en las vivíparas .

La fecundación interna evolucionó muchas veces en los animales . ^{[ 2 ] : 2} Según David B. Dusenbery, todas las características de la fecundación interna fueron muy probablemente resultado de la oogamia . ^{[ 7 ]} Se ha argumentado que la fecundación interna evolucionó debido a la selección sexual a través de la competencia espermática . ^{[ 8 ]}

En los anfibios , la fertilización interna evolucionó a partir de la fertilización externa . ^{[ 9 ]}

La fecundación que tiene lugar dentro del cuerpo de la hembra se llama fecundación interna en los animales y se realiza a través de las siguientes formas diferentes: ^{[ 10 ] [ 11 ] [ 12 ]}

• La cópula , ^{[ 13 ]} que implica la inserción del pene u otro órgano intromitente en la vagina (en la mayoría de los mamíferos ) ^{[ 3 ]} o en la cloaca en los monotremas , la mayoría de los reptiles , algunas aves , la rana con cola , algunos peces , los dinosaurios desaparecidos , así como en otros animales no vertebrados . ^{[ 5 ] [ 14 ]}
• El beso cloacal consiste en que los dos animales tocan sus cloacas para transferir el esperma del macho a la hembra. Se utiliza en la mayoría de las aves y en el tuátara , que no posee órgano intromitente. ^{[ 6 ]}
• Mediante espermatóforo , una cápsula que contiene esperma y que el macho coloca en la cloaca de la hembra. Generalmente, el esperma se almacena en espermatecas en el techo de la cloaca hasta que se necesita en el momento de la oviposición. Es utilizado por algunas especies de salamandras y tritones , por arácnidos , algunos insectos y algunos moluscos . ^{[ 15 ] [ 16 ]}
• En las esponjas , los espermatozoides se liberan en el agua para fertilizar los óvulos que la hembra retiene. Algunas especies de esponjas participan en la fertilización externa, donde los óvulos son liberados. ^{[ 17 ]}

La fecundación interna implica procesos diferentes a los de la fecundación externa . Algunos de estos procesos únicos incluyen: capacitación espermática , formación de reservorios de espermatozoides/bolsas espermáticas dentro del oviducto , ^{[ 18 ]} migración espermática dentro del oviducto, ^{[ 19 ]} reacciones acrosómicas , ^{[ 20 ]} y competencia espermática. ^{[ 21 ]}

La capacitación de los espermatozoides se ha estudiado principalmente en mamíferos como humanos, roedores y bovinos. ^{[ 22 ]} Este es un proceso especialmente importante para la fertilización interna porque asegura que los espermatozoides se activen en el momento y lugar adecuados para promover el mayor éxito en la fertilización.

La prevención de la polispermia es también un proceso importante de la fecundación interna. La fecundación interna utiliza un bloqueo lento, o reacción cortical , que emplea mecanismos y componentes diferentes a los utilizados durante la fecundación externa. ^{[ 23 ]} Si bien la fecundación externa también utiliza un sistema de bloqueo rápido, se sabe poco sobre la respuesta de bloqueo rápido asociada a las especies que se fecundan internamente. ^{[ 24 ]}

En algún momento, el óvulo en desarrollo o la cría deben ser expulsados. Existen varios modos de reproducción posibles . Tradicionalmente, estos se clasifican de la siguiente manera:

• Oviparidad , como en la mayoría de los invertebrados y reptiles, monotremas , dinosaurios y todas las aves que ponen huevos que continúan desarrollándose después de ser puestos y eclosionan más tarde. ^{[ 25 ]}
• Viviparidad , como en casi todos los mamíferos (como ballenas , canguros y humanos ) que paren a sus crías vivas. Las crías en desarrollo pasan proporcionalmente más tiempo dentro del tracto reproductivo de la hembra. Posteriormente, las crías son liberadas para sobrevivir por sí solas, con distintos grados de ayuda de los padres de la especie . ^{[ 26 ]}
• Ovoviviparidad , como en la culebra rayada , la mayoría de las víboras y la cucaracha siseante de Madagascar , que tienen huevos (con cáscara ) que eclosionan al ser puestos, lo que hace que se asemeje a un parto vivo. ^{[ 27 ]}

La fecundación interna permite:

• La selección de pareja por parte de la hembra le permite elegir a su pareja antes y después del apareamiento. La hembra no puede hacer esto con la fertilización externa porque puede tener un control limitado sobre quién fertiliza sus óvulos y cuándo se fertilizan. ^{[ 1 ]}
• Tomar una decisión sobre las condiciones de reproducción, como el lugar y el momento. ^{[ 28 ]} En la fertilización externa, una hembra solo puede elegir el momento en que libera sus huevos, pero no cuándo son fertilizados. Esto es similar, en cierto modo, a la elección críptica femenina .
• Protección de los huevos en tierra firme. ^{[ 29 ]} Mientras que los animales ovíparos tienen un óvulo gelatinoso o una cáscara dura que lo envuelve, los animales con fertilización interna desarrollan sus huevos y crías dentro de sí mismos. Esto ofrece protección contra los depredadores y la deshidratación en tierra. ^{[ 30 ]} Esto permite una mayor probabilidad de supervivencia cuando existe una temperatura regulada y un área protegida dentro de la madre.

• La gestación puede añadir, y de hecho añade, riesgos adicionales para la madre. ^{[ 31 ]} Los riesgos adicionales de la gestación provienen de las demandas energéticas adicionales.
• Junto con la fecundación interna, en la mayoría de los casos se produce la reproducción sexual . La reproducción sexual también conlleva algunos riesgos. Los riesgos de la reproducción sexual están relacionados con el coito, que es poco frecuente y solo funciona bien durante el período de máxima fertilidad . En cambio, los animales que se fecundan externamente pueden liberar óvulos y espermatozoides, generalmente en el agua, sin necesidad de una pareja específica para reproducirse. ^{[ 31 ]}
• Se producen menos crías mediante fecundación interna en comparación con la fecundación externa. Esto se debe a que la madre no puede gestar y desarrollar tantas crías como huevos, y a que no puede proporcionar ni obtener suficientes recursos para una mayor cantidad de crías. ^{[ 32 ]}

Algunas especies de peces, como los guppies, tienen la capacidad de fertilizarse internamente. Este proceso consiste en que el guppy macho inserta una aleta tubular en la abertura reproductiva de la hembra y luego deposita el esperma en su tracto reproductivo. La fertilización interna en peces cartilaginosos tiene el mismo origen evolutivo que en reptiles, aves y mamíferos que se fertilizan internamente. Además, no existe una diferencia notable en la tonalidad entre las especies de peces que se fertilizan internamente. ^{[ 33 ]}

La mayoría de los anfibios utilizan la fertilización externa; sin embargo, existen algunas excepciones, como la salamandra. Las salamandras utilizan principalmente la fertilización interna. Las salamandras no copulan porque el macho no tiene pene externo. En cambio, el macho produce una cápsula de esperma y nutrientes llamada espermatóforo . El macho deposita un espermatóforo en el suelo, y la hembra lo recoge con su cloaca (una abertura combinada urinaria y genital) y fertiliza sus huevos con él. ^{[ 34 ]} Dado que la hembra no expulsa los huevos para ser fertilizados, esta es una forma de fertilización interna.

Con el tiempo, se ha descubierto un número creciente de anfibios que transitan hacia un modo de fertilización más internalista. Esta transición probablemente sea consecuencia del paso del agua a la tierra durante la evolución de los vertebrados. Los anfibios que utilizan la fertilización interna tienen una ventaja, ya que les permite una mayor libertad para elegir el momento y el lugar de reproducción. ^{[ 28 ]}

La mayoría de las aves no tienen pene, pero logran la fertilización interna mediante contacto cloacal (o "beso cloacal"). En estas aves, los machos y las hembras contactan sus cloacas, generalmente de forma breve, y transfieren el esperma a la hembra. Sin embargo, las aves acuáticas como los patos y los gansos tienen pene y pueden usarlo para la fertilización interna. ^{[ 34 ]} Si bien las aves tienen fertilización interna, la mayoría de las especies ya no poseen estructuras fálicas. Esto las convierte en el único taxón de vertebrados que se encuentra en ambas categorías: carecen de falo pero participan en la fertilización interna. ^{[ 35 ]}

Los mamíferos son organismos modelo ideales para estudiar la fecundación interna, ya que todas las especies de este grupo se reproducen mediante este proceso. La cópula es su método reproductivo. La fecundación interna en todos los mamíferos implica el reconocimiento del espermatozoide y el ovocito, reacciones y asociaciones acrosómicas, la penetración del espermatozoide en la zona pelúcida del ovocito y reacciones como las corticales y de la zona pelúcida. La capacitación espermática es un proceso más frecuente en los mamíferos que en cualquier otra especie con fecundación interna, debido a la complejidad del sistema reproductor femenino, que requiere que el espermatozoide recorra una mayor distancia y tenga una señal de reconocimiento más precisa con el óvulo.

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