thumb|250px|Ciclo de vida de un mosquito. Un mosquito hembra adulto pone huevos que se desarrollan a través de varias etapas hasta la edad adulta. La reproducción completa y perpetúa el ciclo. Un ciclo biológico de vida (o simplemente ciclo de vida cuando el contexto biológico es claro) es una sucesión de cambios de forma que sufre un organismo, volviendo al estado inicial. Es un período que incluye a todas las diferentes especies que, mediante la reproducción, ya sea a través de la reproducción asexual o sexual, generan organismos idénticos a partir de otros.
Se trata de una sucesión de fases que componen la vida completa de un organismo vivo. Dichas fases incluyen el nacimiento (germinación en el caso de las plantas), el crecimiento, la alimentación, la reproducción y finalmente la muerte.
El concepto está estrechamente relacionado con los de historia de vida, desarrollo y ontogenia, pero difiere de ellos al enfatizar la renovación.
Los ciclos de vida que incluyen reproducción sexual implican etapas alternadas de haploidía (n) y diploidía (2n), es decir, está involucrado un cambio de ploidía. Para regresar de una etapa diploide a una etapa haploide, debe ocurrir la meiosis. En cuanto a los cambios de ploidía, existen tres tipos de ciclos:
Ciclo de vida haplonte: la etapa haploide es multicelular y la etapa diploide es una sola célula, la meiosis es "cigótica". Ciclo de vida diplonte: la etapa diploide es multicelular y se forman gametos haploides, la meiosis es "gamética". Ciclo de vida haplodiplonte (también conocido como ciclo de vida diplohaplonte, diplobionte o dibionte): ocurren etapas multicelulares diploides y haploides, la meiosis es "espórica".
Los ciclos difieren en cuándo ocurre la mitosis (crecimiento). La meiosis cigótica y gamética tienen una etapa mitótica: la mitosis ocurre durante la fase n en la meiosis cigótica y durante la fase 2n en la meiosis gamética. Por lo tanto, las meiosis cigótica y gamética se denominan colectivamente "haplobiónticas" (fase mitótica única). Por otra parte, la meiosis espórica tiene mitosis en dos etapas, tanto la diploidía como la haploidía ("diplobióntica").
Historia El estudio de la reproducción y el desarrollo de los organismos fue llevado a cabo por muchos botánicos y zoólogos.
Wilhelm Hofmeister demostró que la alternancia de generaciones es una característica que une a las plantas y publicó este resultado en 1851.
Algunos términos (haplobionte y diplobionte) utilizados para la descripción de los ciclos de vida fueron propuestos inicialmente para las algas por Nils Svedelius y luego se utilizaron para otros organismos. Karl Gottlieb Grell introdujo otros términos (autogamia y gamontogamia) utilizados en los ciclos de vida de los protistas. La descripción de los complejos ciclos de vida de varios organismos contribuyó a refutar las ideas de la generación espontánea en las décadas de 1840 y 1850.
Ciclo de vida haplonte thumb|250px|Meiosis cigótica Una meiosis cigótica es una meiosis de un cigoto inmediatamente después de la cariogamia, que es la fusión de dos núcleos celulares. De esta forma, el organismo finaliza su fase diploide y produce varias células haploides. Estas células se dividen mitóticamente para formar individuos multicelulares más grandes, o más células haploides. Dos tipos opuestos de gametos (p. ej., masculino y femenino) de estos individuos o células se fusionan para convertirse en un cigoto.
En todo el ciclo, los cigotos son la única célula diploide. La mitosis ocurre sólo en la fase haploide.
Los individuos o células como resultado de la mitosis son haplontes, de ahí que este ciclo de vida también se llame ciclo de vida haplonte. Son haplontes:
En archaeplastidas: algunas algas verdes (p. ej., Chlamydomonas, Zygnema, Ghara) En estramenopilos: algunas algas doradas En alveolados: muchos dinoflagelados, como Ceratium, Gymnodinium, y algunos apicomplejos (por ejemplo, Plasmodium) En rizarios: algunos euglifidos, ascetosporeans En excavados: algunas parabasalidos En amebozoos: Dictyostelium En opistocontos: la mayoría de los hongos (algunos quítridos, Zygomycota, algunos ascomicetos, basidiomicetos)
Ciclo de vida diplonte
En la meiosis gamética, en lugar de dividirse meióticamente inmediatamente para producir células haploides, el cigoto se divide mitóticamente para producir un individuo diploide multicelular o un grupo de más células diploides unicelulares. Luego, las células de los individuos diploides se someten a meiosis para producir células haploides o gametos. Las células haploides pueden dividirse nuevamente (por mitosis) para formar más células haploides, como en muchas levaduras, pero la fase haploide no es la fase predominante del ciclo de vida. En la mayoría de los diplontes, la mitosis ocurre sólo en la fase diploide, es decir, los gametos generalmente se forman rápidamente y se fusionan para producir cigotos diploides.
En todo el ciclo, los gametos suelen ser las únicas células haploides y la mitosis suele ocurrir sólo en la fase diploide.
El individuo multicelular diploide es un diplonte, de ahí que la meiosis gamética también se denomine ciclo de vida diplonte. Son diplontes:
En archaeplastidas: algunas algas verdes (p. ej., Cladophora glomerata, Acetabularia) En estramenopilos: algunas algas pardas (en las Fucales, sin embargo, su ciclo de vida también puede interpretarse como fuertemente heteromórfico-diplohaplontico, con una fase de gametofito muy reducida, como en las plantas con flores), algunas xantofitas (p. ej., Vaucheria), la mayoría de las diatomeas, algunos oomicetos (p. ej., Saprolegnia, Plasmopara viticola), opalinas, algunos heliozoos (p. ej., Actinophrys, Actinosphaerium) En alveolados: cilióforos En excavados: algunos parabasalidos En opistocontos: animales, algunos hongos (por ejemplo, algunos ascomicetos)
Ciclo de vida haplodiplonte thumb|250px|Meiosis espórica.
En la meiosis espórica (también conocida comúnmente como meiosis intermediaria), el cigoto se divide mitóticamente para producir un esporófito diploide multicelular. El esporófito crea esporas a través de la meiosis, las que luego también se dividen mitóticamente produciendo individuos haploides llamados gametófitos. Los gametófitos producen gametos por mitosis. En algunas plantas, el gametófito no sólo es de tamaño pequeño, sino también de vida corta; en otras plantas y muchas algas, el gametofito es la etapa "dominante" del ciclo de vida.
Son haplodiplontes:
En archaeplastidas: algas rojas (que tienen dos generaciones de esporofitos), algunas algas verdes (p. ej., Ulva), plantas terrestres En estramenopilos: la mayoría de las algas pardas En rizarios: muchos foraminíferos, plasmodiophoromycetes En amebozoos: mixogastridos En opistocontos: algunos hongos (algunos quítridos, algunos ascomicetos como la levadura de cerveza) Otros eucariotas: haptofitas
Algunos animales tienen un sistema de determinación del sexo llamado haplodiploide, pero no está relacionado con el ciclo de vida haplodiplonte.
Meiosis vegetativa Algunas algas rojas (como Bonnemaisonia y Lemanea) y algas verdes (como Prasiola) tienen meiosis vegetativa, también llamada meiosis somática, que es un fenómeno poco común. La meiosis vegetativa puede ocurrir en ciclos de vida haplodiplontes y también diplontes. Los gametofitos permanecen adheridos al esporofito y forman parte de él. Las células diploides vegetativas (no reproductivas) sufren meiosis, generando células haploides vegetativas. Estos sufren muchas mitosis y producen gametos.
Un fenómeno diferente, llamado diploidización vegetativa, un tipo de apomixis, ocurre en algunas algas pardas (por ejemplo, Elachista stellaris). Las células de una parte haploide de la planta duplican espontáneamente sus cromosomas para producir tejido diploide.
Ciclo de vida parasitario Los parásitos dependen de la explotación de uno o más huéspedes. Se dice que aquellos que deben infectar a más de una especie huésped para completar su ciclo de vida tienen ciclos de vida complejos o indirectos. La Dirofilaria immitis tiene, por ejemplo, un ciclo de vida indirecto. Las microfilarias primero deben ser ingeridas por una hembra de mosquito, donde se desarrollan hasta convertirse en larvas infectivas. Luego, el mosquito pica a un animal y transmite las larvas infecciosas al animal, donde migran al tronco pulmonar y maduran hasta convertirse en adultos.
Aquellos parásitos que infectan a una sola especie tienen ciclos de vida directos. Un ejemplo de parásito con un ciclo de vida directo es el Ancylostoma caninum. Se desarrollan hasta la etapa larvaria infecciosa en el medio ambiente, luego penetran directamente en la piel del perro y maduran hasta convertirse en adultos en el intestino delgado.
Si un parásito tiene que infectar a un huésped determinado para poder completar su ciclo de vida, entonces se dice que es un parásito obligado de ese huésped. A veces, la infección es facultativa: el parásito puede sobrevivir y completar su ciclo de vida sin infectar a esa especie huésped en particular. Los parásitos a veces infectan a huéspedes en los que no pueden completar sus ciclos de vida; estos son huéspedes accidentales.
Un huésped en el que los parásitos se reproducen sexualmente se conoce como huésped definitivo, final o primario. En los huéspedes intermediarios, los parásitos no se reproducen o lo hacen de forma asexual, pero el parásito siempre se desarrolla a una nueva etapa en este tipo de huésped. En algunos casos, un parásito infectará a un huésped, pero no experimentará ningún desarrollo; estos huéspedes se conocen como huéspedes paraténicos o de transporte. El huésped paraténico puede ser útil para aumentar las posibilidades de que el parásito se transmita al huésped definitivo. Por ejemplo, el Aelurostrongylus abstrusus utiliza una babosa o un caracol como huésped intermediario; la larva del primer estadio ingresa al molusco y se desarrolla hasta convertirse en la larva del tercer estadio, que es infecciosa para el huésped definitivo: el gato. Si un ratón se come la babosa, la larva del tercer estadio entrará en los tejidos del ratón, pero no experimentará ningún desarrollo.
Evolución El tipo primitivo de ciclo de vida probablemente tenía individuos haploides con reproducción asexual. Las bacterias y arqueas exhiben un ciclo de vida como este, y algunos eucariotas aparentemente también lo hacen (p. ej., Cryptophyta, Choanoflagellata, muchos Euglenozoa, muchos Amoebozoa, algunas algas rojas, algunas algas verdes, los hongos imperfectos, algunos rotíferos y muchos otros grupos, no necesariamente haploides). Sin embargo, estos eucariotas probablemente no sean primitivamente asexuales, sino que hayan perdido su reproducción sexual o simplemente no se haya observado todavía. Muchos eucariotas (incluidos animales y plantas) exhiben reproducción asexual, que puede ser facultativa u obligada en el ciclo de vida, y la reproducción sexual ocurre con mayor o menos frecuencia.