Así nos hacemos humanos: del cigoto al feto

El camino biológico que nos convierte en un ser humano completo es una carrera de obstáculos en la que el más mínimo paso en falso malogra todo un proceso que comienza cuando la mujer alcanza su edad fértil.

 

Al nacer, una mujer tiene aproximadamente un millón de óvulos almacenados en sus ovarios. En la pubertad habrán sobrevivido 400.000. De estos, sólo unos 500 serán liberados mediante la ovulación. Cada uno de ellos está rodeado por otras células en una estructura formada por un engrosamiento en la pared del ovario. Una vez cada cuatro semanas una de estas estructuras estalla y libera un óvulo. Si en ese momento se encuentra en la trompa de Falopio con una corriente de espermatozoides, es probable que uno de ellos consiga superar la pared del óvulo y fecundarlo. La célula resultante, el zigoto, contiene ya toda la información necesaria para construir un ser humano.

Durante los cuatro días siguientes, mientras sigue su camino de la trompa de Falopio hasta el útero, el zigoto empieza a dividirse. Cuando llega a su destino ya se han desarrollado de 8 a 16 células. Los dos días siguientes continúa la división hasta que se convierte en algo semejante a una esfera hueca de pared gruesa y con una protuberancia en un punto: es el blastocisto. De la protuberancia se desarrollará el embrión y de la pared -junto con material procedente de la madre-, la placenta. Seis días después de la fecundación, el blastocisto se implanta en el útero: es el embrión. Sesenta días más tarde el término que describe al futuro ser humano recibe el nombre de feto.

Ser humano no es fácil, incluso desde el momento de la fecundación. De todos los zigotos, sólo un 75% se implanta correctamente en el útero y de esos sólo el 60% sobrevive a la segunda semana. Dicho de otra forma, sólo el 45% de los óvulos fecundados acabarán por dar la señal inequívoca a la mujer que está en vías de convertirse en madre. Pero a partir de ahí la situación no mejora. Sólo un 72% de lo que podemos llamar embarazos acaba en nacimiento. Por tanto, menos de un tercio de todas las concepciones conducen a un feto.

No somos tan diferentes

Miles de millones de años de evolución deben dejar su huella. El sistema para producir las proteínas que dirigen las reacciones químicas del óvulo fecundado es el mismo en todos los seres vivos. En este estadio del desarrollo el ser humano, el pez, la sequoia y el hongo se parecen como dos gotas de agua. En cierto modo, nos encontramos como hace 2.000 millones de años, cuando apareció la primera célula eucariota, con núcleo. Ahora bien, en ningún momento del desarrollo de un feto los humanos compartimos estructuras con las procariotas, con las bacterias -a pesar de que gran parte de nuestro genoma esté formado por genes de bacterias y virus-.

Con las primeras divisiones celulares, nuestro parecido con seres unicelulares, vegetales y hongos desaparece. En las plantas con flores, la primera división celular produce descendientes programados para llevar a cabo ciertas tareas muy definidas. Uno de ellos se divide para producir una estructura análoga a un ovario, mientras que los otros producen estructuras destinadas a sujetar ese “ovario” a la cubierta externa de la semilla. Es como si la primera división del zigoto de una planta produjera una especie de planta en miniatura. Esto no sucede en los animales, aunque en el siglo XVII algunos científicos creían que el espermatozoide alojaba en su interior un ser humano diminuto y que el óvulo era la despensa de la cual se alimentaba.

En las primeras divisiones del zigoto humano, cuando pasa de 1 a 2 hasta 4 a 8 células -la blástula-, tenemos un sistema similar al del resto de los animales. Llega a ser tan parecido, que ha principios del siglo XX los científicos que querían estudiar el desarrollo de la blástula utilizaban erizos de mar.

En el decimonoveno día empieza a formarse el sistema nervioso central y al término de la cuarta semana se percibe una línea muy clara que acabará convirtiéndose en la columna vertebral, al tiempo que se inicia la formación del intestino, el hígado y el corazón. En este momento nuestro parecido con otros vertebrados, desde los peces a los mamíferos, es asombroso. Fue esta semejanza la que dio lugar a la célebre frase de «la ontogenia (el desarrollo de un individuo) resume la filogenia (el desarrollo de una especie)».

A las ocho semanas el embrión se diferencia perfectamente de reptiles y aves, sigue conservando el parecido con otros mamíferos y se empiezan a preparar lo que serán las características distintivas de los primates, que las adquirirá claramente al terminar el primer trimestre. Resulta curioso comprobar que hacia la cuarta semana el sistema nervioso de un embrión humano es prácticamente idéntico al de una gallina.

Lo que nos hace humanos

El desarrollo del cerebro en el embrión y feto nos recuerda la evolución de los vertebrados. Quince días después de la concepción el cerebro del embrión se parece al de la rana, con un bulbo olfatorio que sobresale delante de un diminuto cerebro, seguido del brote del ojo y, finalmente, del cerebelo y la médula espinal. En las semanas siguientes crece el corazón del diencéfalo -el lugar donde se asientan las emociones y que regula la tensión arterial; proviene del cerebro medio del reptil y la rana- mientras que el bulbo olfatorio se contrae hasta casi desaparecer. Rápidamente los dos hemisferios del córtex crecen hasta rodear el diencéfalo. Al final del tercer mes su aspecto es muy parecido al cerebro del humano adulto pero carece de conexiones en su corteza cerebral.

A pesar de lo que podamos pensar, lo que distingue nuestro cerebro del de otros animales no es que tenga estructuras totalmente nuevas sino que una preexistente ha crecido hasta tal punto que ha adquirido funciones nuevas y totalmente inesperadas. Si subimos por la escala de los vertebrados el peso de la corteza es cada vez mayor hasta llegar a nosotros, donde alcanza el 70% del peso total del cerebro. No somos diferentes por tener corteza, sino porque es grande.

Pero lo que nos hace humanos no es tener un cerebro, sino que sus células desempeñen la función para la que han sido escogidas. Entonces, ¿cuándo podemos decir que el cerebro del feto humano empieza a funcionar como tal? La mayor parte de las células cerebrales se producen en las etapas iniciales del embarazo. Desde el segundo al quinto mes crecen y emigran hacia sus posiciones finales, en el sexto se diferencian y forman la estructura de la corteza. Y cuando la mayoría de las células nerviosas están en su lugar y todo está preparado, la descarga sináptica a gran escala se dispara: el feto se encuentra en su séptimo mes de existencia. De hecho, diferentes estudios -como los fundamentales realizados por el decano del Albert Einstein College of Medicine de Nueva York, Dominic Purpura- muestran que las conexiones en el inicio de la corteza visual comienzan a las 25 semanas.

Pero no todo termina aquí. Después de nacer el cerebro multiplica por tres su tamaño y el número de sinapsis sigue aumentando durante varios años. Todo ello para acabar teniendo un cerebro con unos diez o quince mil millones de células nerviosas y cien billones de conexiones sinápticas. Sólo por comparar, el parásito intestinal la lombriz Ascaris tiene 162 células nerviosas, ni una más ni una menos. Y con ellas vive sin complicaciones: aprende, posee memoria y actúa en función de la información que le llega del exterior. Su capacidad mental no es gran cosa, pero se las arregla bastante bien. ¿Y qué decir de la afanosa abeja, que con sus 7 000 células nerviosas (un factor dos millones menos que nosotros) mantiene una colmena, detecta colores, sabe la hora del día, encuentra y recuerda caminos, estima distancias, transmite información y realiza complicados vuelos?

Elaboración propia

Miguel Ángel Sabadell

Miguel Ángel Sabadell

Astrofísico y doctor en física teórica. Miembro del Comité Editorial de Muy Interesante, es autor de catorce libros, más de 300 artículos y creador de una treintena de proyectos de divulgación científica. Es colaborador habitual en prensa, radio y televisión, y consultor para exposiciones temporales y museos.

Continúa leyendo