martes, 19 de octubre de 2021

Comportamientos reproductivos de los anfibios

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 Los comportamientos de cortejo y apareamiento varían mucho entre las especies de anfibios. Las señales vocales (auditivas), visuales, táctiles o químicas utilizadas durante el cortejo no solo reúnen a los individuos con fines reproductivos, sino que también brindan oportunidades para la elección de pareja, muerte por depredadores o infección por parásitos que también los escuchan o detectan. Las hormonas influyen en los comportamientos reproductivos. Los machos, pero no siempre las hembras, tienen gametos maduros cuando se produce el apareamiento. En las hembras de algunas especies, los espermatozoides pueden almacenarse y utilizarse para fertilizar los huevos mucho tiempo después del apareamiento.

Ocurre en la región superior de los oviductos antes de la deposición de la cáscara del huevo. La fertilización también ocurre en la región superior de los oviductos en las cecilias. Por el contrario, la fertilización se produce en la cloaca en salamandras. El momento exacto de la fertilización varía entre las especies. Puede ocurrir inmediatamente después de la cópula o puede demorarse por algunas horas o años después de la cópula (salamandras). Las estructuras de almacenamiento de esperma, que se producen en las salamandras, facilitan la retención del esperma durante largos períodos de tiempo. La fertilización tardía permite que las hembras se apareen con más de un macho y puede resultar en paternidad múltiple entre la descendencia resultante. Por ejemplo, las salamandras manchadas (Ambystoma maculatum) pueden y con frecuencia recolectan paquetes de esperma de más de un macho, los almacenan y fertilizan sus huevos con esperma de múltiples machos.

Los espermatozoides se transfieren a las hembras de varias maneras. En la mayoría de las ranas, salamandras criptobrancoides, y presumiblemente sirenidas, ocurre la fertilización externa; el macho libera esperma en los huevos cuando salen de la cloaca de la hembra. En la mayoría de las ranas, el macho agarra a la hembra para que su cloaca se coloque justo por encima de la cloaca de la hembra. Este comportamiento se llama amplexus, y la posición exacta del macho con respecto a la hembra varía entre las especies. En las dos únicas ranas que tienen un verdadero órgano intromitente (Ascaphus truei y A. montanus), el comportamiento de apareamiento se denomina coplexus. El amplexus puede ocurrir en salamandras con fertilización externa, o el macho sigue a la hembra y deposita su esperma directamente en la masa de huevos durante o después de la deposición.

Relativamente pocos anfibios tienen fertilización interna. Entre las ranas, las dos especies de Ascaphus, posiblemente algunas de las 14 especies del género bufónido Mertensophryne, presumiblemente todas las 13 especies del género bufónido Nectophrynoides, una especie del género bufónido Altiphrynoides, la única especie del género bufónido Nimbaphryryides, y dos especies de Eleutherodactylus tienen fertilización interna. Todas las salamandras que no sean sirenidas y criptobrancoides, y todas las cecilias tienen fertilización interna. La fertilización interna generalmente requiere estructuras morfológicas para liberar esperma, y ​​los rituales complejos de apareamiento a menudo se encuentran en estas especies. Las ventajas de la fertilización interna para las hembras incluyen mejores oportunidades para la elección de pareja, cierto control sobre la descendencia durante las etapas tempranas del desarrollo (salamandras) y el control sobre el desarrollo de la descendencia hasta que se depositan los huevos o renacuajos.

Todas las ranas con fertilización interna, excepto Ascaphus y Mertensophryne, utilizan la aposición cloacal para transferir el esperma. Las ranas Ascaphus y las cecilias tienen órganos intromitentes que depositan el esperma en la cloaca adyacente a las aberturas del oviducto. El órgano intromitente en Ascaphus se modifica de la cloaca; la vascularización del tejido permite la acumulación del órgano con sangre, lo que facilita el depósito de esperma en la cloaca de la hembra. Mertensophryne micranotis tiene un orificio espinoso que sobresale, que se puede usar para transferir esperma a la cloaca de la hembra. La estructura reproductiva masculina de las cecilias, el falodio, es una bolsa en la pared cloacal que se invierte en la cloaca de la hembra a través de una combinación de contracciones musculares y presión hidráulica vascular y se retira por un músculo retractor.

 Los machos de salamandras con fertilización interna producen espermatóforos que se depositan externamente. El espermatóforo consiste en un pedicelo proteináceo cubierto por un paquete de esperma; la estructura se produce a partir de secreciones de varias glándulas en la cloaca del macho. Las salamandras masculinas tienen cortejos elaborados que dependen de las secreciones de varios tipos de glándulas para estimular a las hembras a moverse sobre los espermatóforos y recoger los paquetes de esperma con los labios de la cloaca.

La estructura de almacenamiento de esperma en salamandras, la espermateca, se encuentra en el techo de la cloaca. La espermateca se compone de tubos simples, cada uno de los cuales se abre de manera independiente hacia la cloaca, o un grupo de túbulos que se abren por un conducto común hacia la cámara cloacal principal. Los espermatozoides almacenados son expulsados ​​por la contracción muscular a medida que los huevos entran por los oviductos. Los túbulos de almacenamiento de esperma generalmente no se unen para formar un conducto común en reptiles. Están confinados a la sección media superior de los oviductos entre el infundíbulo y el área secretora de conchas en las tortugas, y a la base del infundíbulo y el extremo inferior de la zona secretora de conchas en los squamates. Debido a su ubicación en los squamates, se ha cuestionado su función para el almacenamiento a largo plazo de los espermatozoides. El mecanismo para expulsar el esperma de los túbulos es desconocido.

Un nido es una estructura discreta construida por un adulto reproductor para la deposición de huevos. Muchos anfibios depositan huevos en el agua y, en consecuencia, un nido no se construye comúnmente. De manera similar, la mayoría de las ranas y salamandras que ponen huevos en la tierra no construyen nidos, sino que dependen de sitios preexistentes debajo de la hojarasca (p. Ej., Eleutherodactylus), encima o debajo de las hojas (p. Ej., Phyllomedusa, centrolénidos) o sobre el suelo debajo de los objetos de la superficie (por ejemplo, salamandras plethodontidas). Los anfibios con nidos terrestres se limitan a ambientes húmedos.

Nido de espuma de Engystomops pustulosus (YouTube).

Figura 14. Nido de espuma de Engystomops pustulosus (YouTube).

Las ranas de varias familias (por ejemplo, Leptodactylidae, Myobatrachidae, Rhacophoridae) construyen nidos de espuma en los que residen los huevos. Los nidos de espuma se construyen en la superficie del agua (por ejemplo, Leptodactylus ocellatus, Physalaemus) o en depresiones poco profundas en tierra (por ejemplo, Leptodactylus mystaceus). La espuma finalmente se disuelve, y los renacuajos caen al agua debajo y continúan desarrollándose. Los renacuajos de los nidos de espuma terrestre se lavan en pequeños arroyos o estanques cercanos durante las tormentas de lluvia o pueden desarrollarse completamente en el nido y emerger como ranas. Los renacuajos de algunas ranas con nidos de espuma terrestre (por ejemplo, Leptodactylus mystaceus) pueden generar su propia espuma en caso de que la espuma generada por la hembra comience a disolverse. Un craugastorido, Craugastor lineatus, llama desde las entradas de nidos de hormigas cortadoras de hojas (Atta) y construye nidos de espuma en cámaras subterráneas de hormigas.

Debido a que algunos de estos contienen agua, los renacuajos pueden desarrollarse allí. Las ranas gladiadoras (Hypsiboas rosenbergi y H. boans) construyen cuencas llenas de agua que aíslan los huevos de los arroyos; Los huevos se depositan como una película superficial sobre el agua en las cuencas. Algunas ranas africanas depositan huevos bajo tierra cerca del agua (por ejemplo, Leptopelis). Posteriormente los renacuajos emergen y entran en el agua. Otras ranas construyen nidos subterráneos, asisten a los huevos y hacen un túnel desde el nido hasta el agua (por ejemplo, Hemisus). Los nidos de salamandras y, presumiblemente, las cecilias con cuidado parental son simples cavidades en el suelo o debajo de la vegetación. Normalmente, las hembras y las salamandras se enrollan alrededor de sus garras al huevo (por ejemplo, Siphonops paulensis, Hemidactylium scutatum).

Las hembras de anfibios con renacuajos acuáticos seleccionan un sitio de deposición de huevos en agua o en un lugar desde el cual los renacuajos pueden llegar al agua. La humedad alta es necesaria para prevenir la desecación en anfibios con garras terrestres o arbóreas. Cada tipo de sitio de deposición de huevos tiene su propio conjunto de riesgos de depredación. Los estanques temporales suelen albergar larvas depredadoras de libélulas, damiselas, caddis, escarabajos y crustáceos, así como serpientes y tortugas que pueden alimentarse de huevos de anfibios y renacuajos. Los renacuajos son sensibles a las señales químicas emitidas por algunas larvas de insectos y responden a estas larvas al disminuir la actividad o al permanecer en escondites durante largos períodos de tiempo. Las cohortes de Hyalinobatrachium y Agalychnis depositadas en microhábitats arbóreos están sujetas a la depredación de cangrejos grapsidos, serpientes de ojos de gato (Leptodeira) y varios insectos. Los huevos en arroyos y estanques o lagos permanentes están sujetos a la depredación adicional de peces, serpientes y tortugas.

Si un individuo es masculino o femenino tiene efectos en cascada en su historia de vida, comportamiento, fisiología, a menudo morfología y una serie de otras funciones a lo largo de su vida. Aunque podría parecer intuitivo que el sexo se determinaría en anfibios y reptiles por las diferencias en los cromosomas sexuales, lo que se denomina determinación genética de sexo (GSD) igual que humanos (y en todos los mamíferos), esto no es del todo cierto.

Los tipos más comunes de GSD en anfibios son la heterogamia masculina / femenina como XY / XX (heteromorfos masculinos), ZZ / ZW (heteromorfos femeninos) o cromosomas sexuales homomórficos (cromosomas sexuales indiferenciados, pero la determinación del sexo se encuentra en formas heterogénicas). Todos los anfibios estudiados tienen GSD, aunque los machos son heteromorfos (XY) en algunos y las hembras son heteromorfas (ZW) en otros.

Cuidado parental en los anfibios. En el sentido de las agujas del reloj, desde la parte superior izquierda: Hyalinobatrachium valerioi macho que atiende tres masas de huevos de diferentes edades; hembra de Stefania evansi manteniendo huevos expuestos en su parte posterior; Flectonotus fitzgeraldi hembra empollando cinco huevos en bolsas dorsales; Un par amplex de Gastrotheca walkeri. Los huevos grandes, de color amarillo pálido, se expulsan individualmente de la cloaca de la hembra, se fertilizan por el macho y se manipulan en la bolsa de incubación en la espalda de la hembra.

Figura 15.  Cuidado parental en los anfibios. En el sentido de las agujas del reloj, desde la parte superior izquierda: Hyalinobatrachium valerioi macho que atiende tres masas de huevos de diferentes edades; hembra de Stefania evansi manteniendo huevos expuestos en su parte posterior; Flectonotus fitzgeraldi hembra empollando cinco huevos en bolsas dorsales; Un par amplex de Gastrotheca walkeri. Los huevos grandes, de color amarillo pálido, se expulsan individualmente de la cloaca de la hembra, se fertilizan por el macho y se manipulan en la bolsa de incubación en la espalda de la hembra.

 

 

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