Fecundación: Nuestro discreto nacimiento

La fecundación plantea un dilema metafísico: si cualquiera de los otros millones de espermatozoides hubiera sido el primero en llegar al óvulo, ¿tú te habrías quedado sin existir, o simplemente habrías sido otro, con otro cuerpo?

Dejemos la filosofía y describamos lo que puede observarse. La fecundación es la unión de dos células para generar un nuevo organismo, en los seres con reproducción sexual. Cada célula aporta aproximadamente la misma cantidad de material  genético y el resultado es un organismo que se parece a los padres, pero que no es idéntico a ninguno de ellos. En ese momento queda determinado en gran medida cómo vas a ser (aunque muchas interacciones posteriores entre factores ambientales y genes van a jugar también un papel muy importante).

No mucho después del origen de la reproducción sexual, las dos células que intervienen en la unión empezaron a diferenciarse entre sí. Una acabó convirtiéndose en una gran bola repleta de alimento, completamente inmóvil (el óvulo), y otra (el espermatozoide), en un pequeño vehículo de transporte de genes, con las únicas funciones de moverse hasta la extenuación (muchas veces de forma errática, porque sólo en algún caso es guiado por sustancias atractivas) o hasta encontrar el óvulo, romper sus barreras protectoras e inyectar en él su carga genética.

Esta diferenciación estuvo impulsada por la eficacia que se obtiene de la división del trabajo. El óvulo es una célula costosa en términos energéticos, mientras que los espermatozoides son baratos y pueden ser producidos por los organismos en cantidades ingentes. Esta diferente inversión hace que los intereses de los productores de óvulos y los de espermatozoides sean muy distintos. En el momento de la evolución en que una de las dos células se hizo un poco mayor que la otra, empezó la guerra de los sexos, que se manifiesta de tantas formas en la naturaleza (y en nuestra sociedad).

Los espermatozoides de los animales constan de un depósito delantero, llamado acrosoma, que tiene la función de liberar sustancias que disgregan las capas protectoras del óvulo; de un reducido citoplasma (con muchas
mitocondrias para generar la energía necesaria para el movimiento); de un núcleo con el material genético y de una larga cola que se mueve gracias a contracciones proteicas. Un óvulo es el resultado de una  meiosis especial, en la que tres de las 4 células que en teoría deberían producirse a partir de la original degeneran, y ceden su citoplasma con sus reservas alimenticias a la célula final. Además de por la membrana plasmática, el óvulo está rodeado por otra envoltura externa, la membrana pelúcida, y, en algunos casos, como el de la mujer, envuelto por otra capa protectora de células, las foliculares.

Cuando el espermatozoide encuentra al óvulo, separa las débiles uniones entre las células que lo rodean con el movimiento de su flagelo y se abre paso hasta su envoltura externa. Debe ser reconocido como perteneciente a la misma especie que el óvulo por una proteína de la membrana pelúcida, la ZP3. La galtasa de la membrana celular del espermatozoide debe unirse a esta molécula, del mismo modo en que lo hacen los antígenos y anticuerpos del sistema inmunitario. Otra proteína, la ZP2, no específica, sirve de anclaje al acrosoma. El reconocimiento molecular altera la permeabilidad de la membrana del espermatozoide ante el ion sodio y el ion calcio, que entran en él, y hacen que la membrana del espermatozoide se fusiona con la pelúcida.

El acrosoma libera entonces el mismo tipo de sustancias que muchos animales venenosos para destruir los tejidos y las células (como hialuronidasa y lisina). Así se va disgregando la envoltura pelúcida y el espermatozoide llega a la membrana citoplásmica, donde debe ser reconocido por moléculas de la familia de las integrinas (como vemos, el óvulo se protege muy bien de ser invadido por espermatozoides de otras especies). Tras el reconocimiento, las membranas citoplásmicas de las células se fusionan y penetra en el óvulo el núcleo del espermatozoide, junto a su citoplasma y las grandes cantidades de ion calcio que había acumulado.

Lo más urgente en este momento es evitar que otros espermatozoides entren en el óvulo (lo que ocasiona un caos genético). La entrada masiva de calcio genera una despolarización prácticamente instantánea de la membrana citoplásmica del óvulo, un proceso muy similar al del impulso eléctrico en las células nerviosas, que también requiere gran rapidez (como vemos los seres vivos utilizan de muy diversos modos los mecanismos básicos que poseen). Esto bloquea la entrada de nuevos espermatozoides durante algunos minutos. La entrada de calcio también hace que unos gránulos corticales que hay por debajo de la membrana citoplásmica del óvulo sean aproximados a ella por acción del citoesqueleto. Se funden con ella y liberan al exterior su contenido, que bloquea la proteína ZP3 de reconocimiento de la membrana pelúcida. De este modo, ningún nuevo espermatozoide es reconocido y la membrana pelúcida se vuelve rígida e impenetrable.

Los siguientes pasos son el desempaquetamiento de los cromosomas del espermatozoide y la disgregación de su núcleo. Estos cromosomas son rodeados por la envoltura nuclear del óvulo y se inicia el proceso de empaquetamiento tanto de los cromosomas del padre como de la madre (estos no se habían empaquetado antes por si no se producía la fecundación) por histonas producidas por el óvulo, para ser organizados y repartidos en las siguientes divisiones mitóticas (en las etapas iniciales ambos grupos de cromosomas aún siguen separados). La síntesis de proteínas y otras moléculas, que había estado casi parada antes de la fecundación, se reanuda de modo febril, para producir todo lo que necesita el embrión en desarrollo.

En la mayoría de los casos, como el humano, los dos gametos no aportan exactamente la misma cantidad de material genético. Las mitocondrias, que contienen ADN propio, son heredadas de la madre, ya que el espermatozoide apenas aporta. Además, en el caso de los mamíferos, en que el sexo es determinado por un par de cromosomas sexuales, el cromosoma masculino contiene muchos menos genes que su homólogo femenino.

En realidad, no somos embriones independientes (en el caso humano) hasta un día después de la fecundación. En ese intervalo, no hemos creado aún los
ARN que nos sirvan para sintetizar nuestras primeras proteínas y dependemos de los ARN maternos. Es en ese momento, cuando adquirimos por primera vez cierta independencia de nuestra madre: en palabras del biólogo español Antonio Giráldez, “ésa es nuestra primera pubertad”.