Biológico, Ciclo BIOL.

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Biología

Misión importante de la vida del individuo es "reproducir" uno nuevo, semejante a sí mismo, que asegure la perpetuación de los de su propia especie, con variaciones poco sensibles. Para ello sigue un proceso, propio de la especie, más o menos largo y complicado, que atraviesa por diversos estadios. En los animales, dichas fases podrían diferenciarse así: estadio embrionario o de organización; estadio juvenil, en que el incremento de sustancia viva supera en importancia al de transformación u organización del animal, que prevalecía en el primero; etapa adulta, en la que la reproducción es regla y el crecimiento suele detenerse o casi se detiene; fase senil, posterior a la reproductiva, de decrepitud y declinante, que termina con la muerte y desintegración; en algunas especies, esta fase es muy corta o casi nula: mariposas y también muchas plantas, incluso perennes (Saxifraga longifolia), que sólo florecen una vez. La continuidad en la formación de nuevos individuos, alcanzado en el estadio adulto de plenitud, permite al organismo, en cierta forma, perpetuar no sólo la especie, sino su propia vida, dándola a otro individuo. El c. vital descrito recibe el nombre de c. b. Cada especie posee el suyo y cada individuo perteneciente a ella presenta una similar capacidad de reacción frente al ambiente que le rodea.

Para ello, el organismo viyo dispone de un sistema de supervivencia tal, que le permite autoincrementarse. La formación de nucleoproteidos, capaces de imitarse recíprocamente a sí mismos, confiere y transmite una información o mensaje que, no sólo es esencial para la incorporación o incremento de sustancia, sino que también es sillar de la evolución del sistema llamado organismo, tanto dentro de su misma generación, como dentro de la especie.

El momento crítico del c. reproductor es la división del núcleo. Dicho orgánulo concreto es conspicuo en todas las células, exceptuando las bacterias; contiene unidades hereditarias: genes (v. GENÉTICA I), encargadas de dirigir el incremento y desarrollo de las células nuevamente formadas por la división parenteral. Cada núcleo contiene numerosos cromosomas; su número diploide (v. MITOSIS), es característico de cada especie. En general, cada cromosoma, excepto los portadores de los caracteres sexuales o heterocromosomas, posee su pareja similar; los heterocromosomas, en cambio, son distintos en forma y a veces uno de ellos no existe. Antes de la división celular normal, cada cromosoma se duplica por entero; de ahí que en tales casos, la dotación cromosómica de las células hijas es similar, por entero, entre ellas y a la célula parenteral originaria.

El ciclo biológico en los seres unicelulares. Las bacterias, algas y protozoos presentan bipartición (=células hijas iguales); en las levaduras es desigual (gemación). El núcleo difuso de las bacterias no permite comprobar la distribución equiparable del número de cromosomas, pero sí se ha observado la duplicación de los gránulos de desoxirribonucleico. Tal tipo de reproducción daría lugar a clones o individuos, todos ellos con idéntica dotación hereditaria. La bipartición alterna con procesos de conjugación, en los que se pone de manifiesto un intercambio de materiales nucleares, entre dos individuos temporalmente unidos o copulados. En otros casos se producen esporas, como en ciertas fases del agente productor de la malaria y otros protozoos, por lo general cuando las circunstancias ambientales devienen adversas. Para ello, se diferencian previamente algunos individuos en células sexuales o gametos (de distinto comportamiento y, a veces, incluso forma), que se fusionan, desarrollándose, a partir de esas esporas, un nuevo individuo. Ciertas levaduras, en circunstancias oportunas, producen también 4 u 8 ancosporas, procedentes de la unión de parejas de células; dichas esporas consisten en núcleos diploides, rodeados por citoplasma y protegidos a su vez por una resistente membrana. En las bacterias es más difícil interpretar tales tipos de "renovación de sangres" que parecen imprescindibles parala continuidad de las especies (recombinación, transformación y transducción de la materia. hereditaria, v. BACTERIAS; PROTOZOOS).

El ciclo vital en los organismos superiores. En los organismos pluricelulares o superiores, la mitosis o división compleja, acompañada de participación del citoplasma, parece ser la regla para una simple multiplicación. La división del trabajo celular y, por tanto, la especialización, debida a un incremento de la complejidad del propio organismo, no permiten una intervención de todo el ser en dicha actividad. De hecho, tal multiplicación podría tener cierto paralelismo, con las generaciones asexuales de los monocelulares. En la inmensa mayoría de los casos, se diferencia un sector germinal de otro somático (v. HAECKEL); aquél permanece juvenil o totipotente, encargado de producir gametos (células sexuales de sexo opuesto); dichos gametos están marcados con diferencias de diverso grado, según los casos; por lo general, se llaman espermatozoides a los masculinos, que suelen ser pequeños y gozar de cierta movilidad, mientras los óvulos femeninos son pasivos y mayores, por almacenamiento de sustancias de reserva. Prescindiendo de tales diferencias exteriores, los gametos presentan número haploide o mitad de cromosomas (v. MEIOSIS); la fusión de ambos da lugar a un cigoto o una espora, que recupera en número y tipo todos los cromosomas somáticos diploides que caracterizan a la especie. Sin embargo, algunos de los gametos (los masculinos o los femeninos, según las especies), se diferencian en los cromosomas llamados sexuales o heterocromosoinas, dando lugar a un cigoto de uno u otro sexo. En la especie humana, el varón produce espermatozoides de dos tipos: unos, con el heterocromosoma llamado X y otros, con el Y; la mujer, en cambio, siempre da óvulos con el mismo tipo de hetérocromosoma X. Todo cigoto formado por la fecundación o fusión de un óvulo femenino y un espermatozoide con X, dará una mujer poseedora de 2 heterocromosomas X; toda fecundación por espermatozoides con heterocromosoma Y, dará un varón y como secuela, las células diploides de la mujer contendrán XX, mientras las diploides del varón, que así decide el sexo del nuevo individuo, serán del tipo XY. En otros animales tales características de sexualidad se invierten: desaparece el cromosoma Y (como en los in=

sectos), y los problemas se complican con aparición de parciales poliploidías (v. GENÉTICA). Algunas especies y en determinadas circunstancias ambientales, son capaces de producir nuevos individuos mediante partenogénesis (v.).

El ciclo biológico en las plantas superiores. En las plantas pluricelulares existe una alternancia de generaciones. En los musgos, la planta verde y capaz de vida libre es el gametofito. La planta femenina produce arquegoniós con óvulos, fecundados por los anterozoides o gametos de la planta masculina cuando el ambiente es húmedo; de tal fusión resulta un esporofito, que vive parásito en el arquegonio y libera esporas, que dan nuevos gametofitos verdes, completándose así el ciclo. En las fanerógamas, en cambio, el esporofito es la planta verde capaz de vivir por sí misma y los gametofitos son parásitos; los órganos reproductores son las flores, capaces de producir asexualmente gametofitos femeninos en los óvulos de los ovarios y gametofitos masculinos, en las anteras de los estambres (granos de polen); estos últimos germinan en los pistilos, dando un anterozoide o gameto masculino que fecunda la oosfera dentro del saco embrionario (=gametofito femenino), del óvulo de la flor (no equivalente al óvulo animal). Rara vez las plantas se autofecundan dentro de la misma flor; existe una anterioridad de madurez de los órganos masculinos o femeninos (protandria o protoginia), que asegura una fecundación cruzada, mediante el transporte, por aire o insectos atraídos por nectaríferos, de los granos de polen de otros pies florales. La división del cigoto o espora recién formada se inicia en la misma flor, constituyéndose el esporofito (semilla), encerrado en el fruto; aquél germina (no "nace") en tierra cuando las circunstancias son favorables; en algunos casos, la germinación tiene lugar en el mismo escapo floral, que alcanza el suelo y enraíza a las plántulas, cuando el esporofito materno se seca y muere, terminada ya su misión y c. vital (así ocurre en la pita o Agave americana). En las pteridofitas o helechos (sin flores), la espora germina en el suelo, dando un protalo verde e independiente de sexo opuesto que, por fusión de células sexuales, da lugar a un esporofitó, el más visible y de más larga vida, el cual genera las esporas del gametofito.

También es posible, en las plantas, la reproducción asexual o vegetativa, significando una prolongación o individualidad de parte del esporofito, que conserva meristemOS o aglomerados celulares con capacidad regenerativa; el bananero ha perdido por completo la capacidad de reproducirse mediante gametos. La estaca, el acodo y el injerto, son diversos tipos de aprovechamiento metodológico del hombre para practicar la reproducción asexual por vía rápida, con correlativo incremento de la tasa de producción biológica (elaboración de clones); de manera más natural, tal procedimiento se conserva en las plantas criptófitas o de tallo subterráneo: bulbos, tubérculos, rizomas y también en los estróbilos del fresal o en las palas rotas de las chumberas, etc. (v. BRIOFITAS; FANERóGAMAS; PTERIDOFITAS).

El ciclo biológico de los animales pluricelulares. La reproducción asexual en los metazoos es sólo significativa en las esponjas, algunos celenterados (hidra con fenómenos de gemación), planarias y nemertinos (regeneración (v.), a partir de un trozo). En otros, existen también tipos más complicados de reproducción asexual, que se intercalan en la sexual; tales son los procesos generales de estrobilación y similares, más o menos complejos, especialmente en animales marinos: celentéreos pelágicos, anélidos marinos, urocordados coloniales o no y gusanos parásitos de vertebrados; quizá relacionados con estos procesos están diversos casos de regeneración, teratología, monovitelismo y poliembrionía, que aparecen incluso en los mamíferos y a veces normalmente: armadillos y mulitas (v. PLACENTARios). En definitiva, se trata de la conservación de totipotencia en tejidos jóvenes, semejantes a meristemos vegetales o de la partición muy prematura de los embriones (algo semejante al experimento de Speman, v. EMBRIOLOGÍA). En los insectos, dichos tipos de reproducción equivalen a los partenogenéticos diploides (v. PARTENOGÉNESIS).

La producción de gametos se concentra en órganos especiales: los testículos producen espermatozoides y, los ovarios, óvulos. El hermafroditismo aparece, pero pocas veces es suficiente.

El desarrollo embrionario en los animales. Los procedimientos de asegurar la fecundación (externa o interna) de los óvulos son muy variados (v. REPRODUCCIÓN i); así como los que garantizan la continuidad vital del nuevo ser, en el del c. b. del individuo. En general, se dota al gameto pasivo u óvulo, de gran cantidad de sustancias de reserva, cuya desigual distribución asegura, desde los primeros estadios de compartimentación del cigoto, una cierta división del trabajo del organismo, destinándose ciertas partes del citoplasma a la formación de determinados órganos (comprobado en vivo, con la técnica de las marcas coloreadas de Vogt) e incluso su posible localización y organización totipotente activa (experimento de Speman: organizador, huevos mosaico, huevos de regulación). En dichas primeras fases del desarrollo existe una clara influencia mutua, de más o menos importancia, entre el mensaje cromosómico y la naturaleza del citoplasma; más tarde, la influencia es de unas células, secretoras de sustancias más o menos específicas de tipo organizador, a las vecinas, iniciándose complejos fenómenos de inducción. Muchas de tales sustancias (auxinas) son químicamente semejantes a las fitohormonas de los meristemos de las plantas. Dicho proceso organizativo, de mutua influencia de órganos y tejidos, tiene lugar en el ambiente húmedo, en el agua por lo general y con cierto grado de calor. Los seres terrestres o de vida aérea, bien siguen viviendo dependientes del agua durante dicho estadio (llamado embrionario), como los anfibios; o protegen, con más o menos eficacia, de la evaporación a sus embriones, constituyendo verdaderos huevos, semejantes a esporas por sus tecas (insectos, gasterópodos terrestres, reptiles, aves), en que, por otra parte, se garantiza también el intercambio de gases con el exterior. En algunos, la protección se asegura además por un correlativo comportamiento complejo de los adultos; ya cuidando de las crías directamente (himenópteros e insectos superiores, muy especialmente los sociales, vertebrados superiores e incluso arañas, que transportan paquetes de huevos), o bien indirectamente, abandonando los huevos en sustratos adecuados, para incubarse por sí mismos sin peligro. Así se realiza, con los mocos y gelatinas de los gasterópodos, que los entierran; parásitos internos; avispas constructoras de nidos de cera; humedad asegurada por sustratos vivos (hojas, troncos); protegidos por piedras, que además se caldean (numerosos reptiles); sobre sustancias en fermentación húmica (aves muy primitivas); protección por nidos (avispas solitarias), etc. A veces, dicha protección es más pasiva: los adultos transportan de diversa manera a los embriones, cuidando de su alimentación o acondicionamiento, de manera más o menos íntima; se da así el viviparismo: mamíferos, algunos reptiles (sobre todo serpientes), muchos peces (tiburones, gambusinos), etc. Algunos anfibios e incluso insectos, se manifiestan ovovivíparos, como secuela de ciertas condiciones del ambiente adverso (en este caso, la temperatura); es decir, conservan a voluntad sus embriones, envueltos en tecas o cáscaras blandas y permeables, en el oviducto materno y no ponen hasta que los embriones están a punto de nacer: lagartija vivípara, lución, víbora, salamandra, existiendo moscas que no paren larvas, sino casi pupas (pupíparas). En otros casos, el contacto es menos íntimo, siendo el desarrollo embrionario en bolsas especiales: mamíferos marsupiales (v.), algunos anfibios (rana marsupial); también en artrópodos: cochinillas de humedad, crustáceos terrestres (con precedente en los acuáticos), que transportan sus embriones encerrados en bolsas constituidas por los apéndices abdominales, etc. En los ejemplos descritos se suma a la protección contra la desecación una continuidad en el alimento del embrión (a veces pobre en vitelo o reservas), a medida de su desarrollo y gracias a dicho contacto, más o menos íntimo, entre la madre y el feto o futura cría.

Estadio juvenil. En éste, el ser, ya bastante formado y por lo general similar al adulto, nace, abandonando su cubierta protectora e incipientemente manifiesta una vida libre, con evidentes señales de sensibilidad y respuestas de comportamiento. Por lo general, es siempre más difícil diferenciar a un joven que a un adulto, de los de sus especies afines o próximas: mayor similitud entre el homínido y el póngido recién nacidos. Sin embargo, puede ocurrir que su forma y reacciones sean muy semejantes a las alcanzadas en estadio adulto: insectos hemimetábolos, la mayoría de los peces, reptiles, aves inferiores; son así capaces de valerse por sí mismos y, por tanto, de mantenerse independientemente de sus padres; tales seres reciben el nombre de nidífugos. Otros, por el contrario, nacen cuando todavía son incapaces de valerse, sus reacciones son simples y atrasadas, sólo ingieren y asimilan; sus padres deben cuidar de ellos y reciben el nombre de nidícolas. Este fenómeno se da con más frecuencia en las especies de distintos grupos animales, cuyo psiquismo en el estadio adulto es más complicado; inversamente, los nidífugos son los de inteligencia más simple. Entre los nidícolas superiores se encuentran los pájaros, insectos sociales y mamíferos más superiores. En el hombre se organiza un nidicolismo secundario: la vida familiar, que constituye una continuidad del útero materno; la prolongación de aquélla durante más tiempo le permite un mayor progreso y adaptación; su capacidad de evolucionar, como en todos los nidícolas, es mayor. No es raro comprobar que las especies más nidífugas son las filogenéticamente más antiguas; posiblemente, la influencia de la "educación" paterna, cuando el organismo está más atrasado en su desarrollo; les permite adquirir y acumular una información o "memoria" anatómicosicofisiológica mucho mayor, con más variadas reacciones.

Algunos animales salen del huevo con forma, modalidad vital y comportamiento muy distintos a los adultos, residiendo en biotopos también distintos. En alguna etapa de su vida, en que se advierte detención de movimiento e ingestión, se producen modificaciones y cambios profundos en todo el organismo; dichas modificaciones reciben el nombre de metamorfosis (v.). Pueden ser progresivas, dando seres de comportamiento adulto más complicado y con mayor independencia del ambiente: insectos holometábolos y superiores (mariposas, escarabajos, avispas, moscas) y vertebrados anfibios. Otros en cambio, mutan a animales de comportamiento sensitivo más simple que durante su fase larvaria, dando metamorfosis regresivas (ascidias, p. ej.). La posibilidad de evolucionar, manifestada por los primeros, es también paralela a la de los nidícolas.

Estadio adulto. Se caracteriza fundamentalmente por la capacidad reproductora. Suele acompañarse de una forma especial y característica del ser, mucho más definida y especializada; por lo general y salvo excepciones (metamorfosis regresivas), la complicación del comportamiento y de la reactividad llega a su máximo, y a su mínimo la capacidad de cambio. Aparecen modificaciones en el comportamiento, íntimamente relacionadas con la sexualidad y la reproducción: cambios en las secreciones humorales, interacciones diversas, alcance de la pubertad y aparición de caracteres sexuales secundarios y, a veces, manifestación de los primarios, hasta entonces crípticos. Por lo general, en las especies superiores de los grupos más evolucionados termina el incremento de la biomasa del individuo: insectos superiores, especialmente holometábolos, entre los artrópodos; mamíferos y aves, entre los vertebrados. Los restantes grupos suelen proseguir su crecimiento en los interestadios reproductores: los insectos apterigógenos o inferiores y otros grupos de artrópodos, siguen teniendo. mudas después de la reproducción y a veces, incluso cambian de sexo; los reptiles, los anfibios y los peces, siguen creciendo en longitud y peso. Algunos anfibios presentan un importante y sintomático fenómeno: en ciertas circunstancias extremas, los caracteres sexuales y la capacidad reproductora se adelantan a los caracteres anatómicos diferenciadores y propios del estado adulto de la misma especie; se dice que dichos animales son neoténicos y a tal proceso de reproducción con caracteres larvarios se le llama pedogénesis; dicha capacidad de reproducción en etapas más juveniles y menos diferenciadas, permite augurar una mayor capacidad de cambio; muchos fenómenos de la evolución se explican hoy gracias al nidicolismo y la pedogénesis.

Senectud. La etapa final, de declive, es probablemente muy corta y de poca importancia, entre los animales invertebrados. Uno de los primeros síntomas es una descompensación o disarmonía en los ciclos humorales de secreción interna, muchas veces acompañados o correlativos de las alteraciones de la capacidad reproductora. La ingestión de ciertas sustancias o su inoculación, pueden producir alteraciones o retardos en dicho proceso desintegrador de declinación, cuya primera manifestación es un decrecimiento de la capacidad energética y desgaste de la irrigación sanguínea. V. t.: CRECIMIENTO; EMBRIOLOGÍA; ECOLOGÍA I; ECOLOGÍA; REPRODUCCIÓN I; SEXUALIDAD I; METAMORFOSIS.

E. BALCELLS R.

BIBL.: S. ALVARADO, Biología General, Madrid 1959; M. BuRToN, The Story of Animal life, Londres 1949; G. CLARKE, Elementos de Ecología, Barcelona 1958; E. FERNÁNDEZGALIANo, Morfología y Biología de los Protozoos, Madrid 1921; 1. BONNER y A. W. GALsToN, Principios de Fisiología vegetal, Madrid 1959;J. Z. YOUNG, La vio des Vertebrés, París 1954; G. VON NATzmER, La naturaleza viviente. Los secretos de la vida en los animales y vegetales, Madrid 1944.