¿Cómo se forma el primer óvulo? ¿De qué tipo de organismo?

Esta es una pregunta bastante profunda, porque para explicarla necesitamos explicar otra pregunta bastante profunda: ¿cuándo apareció la reproducción sexual? Debido a que antes del surgimiento de la reproducción sexual, el concepto de óvulos no existía, por lo que la explicación posterior sólo puede realizarse después de conocer el principio de existencia de la reproducción sexual.

La reproducción sexual en realidad apareció muy temprano

En comparación con la reproducción sexual, que es naturalmente reproducción asexual, es decir, propaga directamente sus propios clones en la naturaleza, como la esporulación, la reproducción por fisión, reproducción por gemación y partenogénesis, etc. Estos métodos reproductivos todavía están muy extendidos en muchas vidas con estructuras relativamente primitivas. Entre los animales grandes, a excepción del dragón de Komodo, que es exclusivo de islas cerradas y conserva la partenogénesis, no hay especies que adopten la reproducción asexual.

▲Cuando no hay machos, las hembras pueden dar a luz copias de sí mismas.

Esto dará a la gente un malentendido: la reproducción sexual sólo apareció después de que la vida era muy compleja, toda única. Los organismos celulares como bacterias, arqueas, hongos y protistas sólo se reproducen asexualmente. De hecho, la reproducción sexual apareció bastante temprano y era común, y se remonta a hace unos 2 mil millones de años, cuando aparecieron por primera vez las células eucariotas.

Las células eucariotas son un gran invento porque tienen dos avances revolucionarios en comparación con las células procariotas (que contienen principalmente bacterias y arqueas):

El primero es la revolución de volumen. Debido a que la adición de mitocondrias supera las limitaciones de la respiración celular, el volumen puede aumentar. El volumen de las células eucariotas actuales es a menudo de 10.000 a 100.000 veces mayor que el de las células procarióticas. Es bajo un crecimiento de volumen tan exagerado que nació la vida compleja.

La segunda es la revolución de la comunicación. Las células procariotas tienen paredes celulares gruesas, pero las células eucariotas no. En realidad, esto es un gran progreso. Debido a que la membrana celular es rica en fluidez, las células eucariotas pueden lograr la "endocitosis", es decir, cambiando la forma de la membrana celular para permitir que la materia orgánica ingrese a la célula para su digestión y absorción. La digestión interna activa más antigua del mundo.

Entonces, ¿qué tiene esto que ver con la reproducción sexual? Esto puede sorprender: quizás la primera reproducción sexual no fue tan dulce como lo es hoy, sino que fue el resultado de un canibalismo horrible.

El "amor y matanza" de los organismos unicelulares

En el mundo vivo de los organismos unicelulares, el entorno cambia muy rápidamente y los alimentos a menudo se agotan, lo que es una momento muy difícil. Entonces, cuando no hay nada más que comer, estos organismos unicelulares pueden devorar a los de su propia especie. Pero devorar aquí es un poco especial, no es tanto "devorar" sino "fusionar", porque cuando la comida es abundante, estos pequeños seres harán todo lo posible por replicarse, por lo que cuando devoran, a menudo están rodeados. por copias de ellos mismos.

Las células distinguen "propias" de "otros" mediante la identificación de proteínas en la membrana celular o en la pared celular. Naturalmente, dos organismos unicelulares con ADN idéntico no pueden distinguirse entre sí, por lo que se fusionarán directamente en una sola célula. . De esta forma, sus cromosomas se duplicarán, y por supuesto su citoplasma también aumentará mucho, por lo que podrán tener suministros suficientes para sobrevivir a la difícil etapa.

Cuando el entorno externo mejore, esta célula de "apoyo mutuo" terminará. Microtúbulos celulares especiales separan los dos conjuntos de ADN, y la membrana celular se divide por la mitad y se convierten en dos células independientes.

Ahora, si volvemos a mirar, encontraremos un fenómeno muy interesante: este proceso tiene dos elementos principales, uno es la fusión y división de las células, y el otro es la duplicación y reducción a la mitad del ADN. Esto es exactamente lo mismo que el fenómeno de la reproducción biológica, la diferencia es que nuestro ADN se duplica en circunstancias normales y sólo se duplica durante la meiosis para producir células germinales.

Un pequeño cambio puede marcar una gran diferencia

Ahora podemos hacer una suposición razonable de que las células originales sólo necesitan cambiar ligeramente en el proceso de "estar en el mismo barco". Si las células grandes fusionadas se utilizan como forma principal de vida y las formas separadas se utilizan como células reproductivas, se pueden obtener grandes beneficios y nació la reproducción sexual.

¿Cuáles son los beneficios de la reproducción sexual? Dos puntos:

Primero, el ADN diploide puede mostrar características homocigotas y heterocigotas, lo que puede producir muchas combinaciones extremadamente complejas. Por ejemplo, si un gen tiene tres tipos, entonces el haploide solo puede expresar 3 rasgos, pero. el diploide puede expresar hasta 6 rasgos diferentes, lo que resulta sumamente beneficioso para la supervivencia.

▲Los patrones en las alas de la mariposa monarca solo se basan en 4 conjuntos de genes para producir 12 rasgos.

En segundo lugar, durante la meiosis, los genes interrumpirán completamente la recombinación, lo que significa Proporciona oportunidades para el intercambio de genes excelentes. Los genes excelentes pueden unirse en estas recombinaciones para producir mejores descendientes.

En los organismos unicelulares, estas células reproductoras haploides se denominan gametos. Su combinación es la reproducción sexual más temprana del mundo. No sabemos exactamente cuándo apareció, pero lo que sí es seguro es que apareció bastante temprano, probablemente hace 2 mil millones de años, poco después de que aparecieran las primeras células eucariotas.

▲Reproducción sexual (izquierda) y reproducción asexual (derecha) de Chlamydomonas

O moverse o esperar

Así que volvamos a la pregunta original, ¿Cómo es la primera? ¿Se produce el huevo? Estas son dos direcciones de desarrollo diferentes de los gametocitos. Algunos gametocitos desarrollan flagelos largos para ayudar en el movimiento, por lo que tienen una ventaja en la reproducción que aquellos que permanecen en su lugar. Por otro lado, algunas células comenzaron a evolucionar en la dirección de transportar citoplasma, porque aquellos gametos que son buenos para moverse deben ser más livianos, por lo que las células inmóviles solo pueden aumentar sus posibilidades de supervivencia llevando más "dote". Así, estos dos tipos de gametos comenzaron a evolucionar en dirección al peso y la ligereza, y finalmente se convirtieron en lo que conocemos: espermatozoides casi sin citoplasma y óvulos mucho más grandes que las células normales.