Óvulos y espermatozoides: cómo se forman las células que hacen posible la reproducción

Algunas de las células que participan en la reproducción humana comienzan su historia mucho antes de que nazca la persona que las alberga. Otras no empezarán a producirse plenamente hasta muchos años después, con la llegada de la pubertad.

En los ovarios de una niña que todavía se está desarrollando durante el embarazo ya existen ovocitos que han iniciado un proceso de maduración extraordinariamente largo. Muchos permanecerán detenidos durante años, incluso décadas. En los testículos, en cambio, las células precursoras se preparan durante el desarrollo fetal para sostener una producción de espermatozoides que comenzará en la adolescencia.

Son dos formas muy diferentes de organizar la reproducción.

Los óvulos y los espermatozoides son los gametos humanos, células especializadas que contienen habitualmente 23 cromosomas, la mitad de los presentes en la mayoría de las células de nuestro organismo. Se originan mediante procesos distintos, conocidos como ovogénesis y espermatogénesis, que comparten un mecanismo fundamental: la meiosis.

Comprender cómo se forman permite descubrir por qué son tan diferentes en tamaño, estructura y funcionamiento. También ayuda a entender cómo se transmite la información genética y por qué el paso del tiempo influye de manera distinta en la biología reproductiva femenina y masculina.

Aunque un ovocito y un espermatozoide maduros apenas se parecen, sus historias comienzan con una población de células precursoras que comparten un mismo origen embrionario.

Durante las primeras etapas del desarrollo humano aparecen las células germinales primordiales, que darán origen a las futuras células reproductivas. Se distinguen de las que formarán la mayoría de los tejidos del organismo porque están destinadas a constituir la línea germinal, a través de la cual podrá transmitirse información genética a la siguiente generación.

Estas células se desplazan hacia las regiones del embrión donde se desarrollarán las gónadas, los futuros ovarios o testículos. Una vez allí, comienzan a relacionarse con las células de su entorno y reciben señales que dirigirán su desarrollo.

En los ovarios, muchas de las células germinales iniciarán la meiosis durante la vida fetal y se transformarán en ovocitos. En los testículos, seguirán una trayectoria diferente: darán lugar a células precursoras que permanecerán en el tejido testicular y contribuirán posteriormente a establecer la producción espermática.

La revisión de Saitou y colaboradores, publicada en Nature Reviews Molecular Cell Biology, describe cómo esta diferenciación depende de una combinación de señales celulares, cambios en la actividad de los genes y procesos de reprogramación epigenética.

Esta última expresión se refiere a modificaciones en la regulación del ADN que permiten activar o silenciar determinados genes sin cambiar necesariamente su secuencia. Durante el desarrollo germinal, estos mecanismos ayudan a preparar las células para su futura función reproductiva.

La distinción entre ambas líneas comienza, por tanto, antes de que exista un gameto maduro.

Y aunque sus caminos se separan muy pronto, conservan mecanismos celulares compartidos. Entre ellos destaca uno especialmente importante: la necesidad de reducir y reorganizar el material genético antes de transmitirlo a la siguiente generación.

La mayoría de las células del cuerpo humano contienen 46 cromosomas, organizados en 23 pares. En cada pareja, un cromosoma procede originalmente de la madre y el otro del padre.

Cuando una célula de la piel, por ejemplo, se divide para renovar un tejido, normalmente produce dos células con la misma dotación cromosómica. Este mecanismo se denomina mitosis.

La formación de gametos requiere un proceso diferente.

Si el ovocito y el espermatozoide aportaran cada uno 46 cromosomas, el número cromosómico se duplicaría en cada generación. Para conservar la dotación característica de nuestra especie, cada gameto debe aportar habitualmente un solo conjunto de 23 cromosomas.

Esa reducción se consigue mediante la meiosis, una división celular especializada que comprende dos divisiones sucesivas después de una única duplicación del ADN.

Durante la primera división se separan los cromosomas homólogos, es decir, los dos integrantes de cada pareja. En la segunda se separan las cromátidas hermanas, las copias del material cromosómico que se habían formado durante la duplicación del ADN.

El resultado es una dotación haploide: un conjunto de cromosomas en lugar de los dos que caracterizan a las células diploides del organismo.

Sin embargo, la meiosis no consiste únicamente en reducir el número de cromosomas.

Durante sus primeras etapas, los cromosomas homólogos se aproximan e intercambian fragmentos de ADN mediante un mecanismo denominado recombinación genética. Gracias a este proceso, cada cromosoma puede contener una combinación de información heredada de los dos progenitores de la persona que está formando sus gametos.

A ello se suma la distribución de los cromosomas durante las divisiones meióticas. Ambas circunstancias contribuyen a que los gametos de una misma persona no sean genéticamente idénticos entre sí.

Este mecanismo constituye una fuente fundamental de diversidad genética. En Fertinotas lo desarrollamos con mayor profundidad en nuestro artículo sobre recombinación genética en óvulos y espermatozoides.

La precisión de la meiosis también tiene consecuencias importantes. Los cromosomas deben emparejarse, intercambiar información y separarse de manera adecuada. Cuando se producen errores en su distribución, pueden originarse gametos con un número anómalo de cromosomas, una alteración conocida como aneuploidía.

Ovogénesis y espermatogénesis comparten estos mecanismos, pero existe una diferencia fundamental: la meiosis femenina comienza durante la vida fetal, mientras que la meiosis masculina se desarrolla a partir de la pubertad.

Es una diferencia de tiempo que condiciona profundamente la biología de ambos gametos.

La formación de los ovocitos humanos comienza en los ovarios durante la vida fetal.

Las células germinales precursoras, llamadas ovogonias, se multiplican durante un periodo determinado. Después, muchas de ellas comienzan a transformarse en ovocitos primarios e inician la primera división de la meiosis.

Pero no llegan a completarla en ese momento.

Los ovocitos quedan detenidos en una etapa denominada profase I. Esta interrupción puede prolongarse durante años, incluso décadas, hasta que determinados ovocitos reanudan su maduración en el contexto de un ciclo ovárico.

Mientras tanto, se establecen relaciones estrechas con las células que los rodean. Cada ovocito queda integrado en una estructura denominada folículo primordial, formada por el propio ovocito y una capa de células somáticas que lo acompañan.

De esta manera se constituye la población folicular que sostendrá la actividad reproductiva del ovario.

El modelo fisiológico aceptado para la reproducción humana establece que esta población se forma fundamentalmente antes del nacimiento. Durante la vida adulta, la actividad ovárica depende de los folículos disponibles y de los procesos que regulan su crecimiento y desaparición.

Las revisiones científicas recientes, como Making a good egg, publicada en Physiological Reviews, explican cómo la formación de los ovocitos, su asociación con las células foliculares y su supervivencia determinan el establecimiento de esta población.

A partir de entonces, numerosos folículos desaparecen mediante un proceso natural denominado atresia folicular. Otros comienzan a crecer, aunque solo una pequeña parte llegará a las etapas finales de desarrollo.

Esto permite comprender una distinción importante: el ovario no pierde ovocitos únicamente cuando se produce la ovulación. La reducción de su población folicular depende principalmente de los procesos de crecimiento y desaparición que ocurren de manera continua.

La ovogénesis combina así etapas celulares separadas por periodos extraordinariamente largos. Su inicio se sitúa antes del nacimiento, mientras que una parte de la maduración meiótica se reanuda durante la vida reproductiva.

El crecimiento de los folículos y la maduración de los ovocitos están estrechamente relacionados, pero no son el mismo proceso.

La foliculogénesis describe el desarrollo de los folículos ováricos: su crecimiento, la multiplicación de las células que rodean al ovocito y los cambios que permiten que algunos alcancen una fase preovulatoria.

Este proceso comienza mucho antes del ciclo menstrual en el que finalmente puede producirse la ovulación.

De hecho, las primeras etapas del crecimiento folicular pueden ocurrir antes de la pubertad y dependen principalmente de señales locales dentro del ovario. El desarrollo posterior de los folículos antrales, su selección y la ovulación adquieren una dependencia mucho mayor de las hormonas FSH y LH.

Por eso, el folículo que ovula en un ciclo determinado lleva meses desarrollándose. No ha comenzado toda su trayectoria con esa menstruación.

Durante el crecimiento folicular, el ovocito aumenta de tamaño, reorganiza sus componentes celulares y mantiene una comunicación constante con las células que lo rodean.

Estas células contribuyen a proporcionarle sustancias y señales necesarias para su desarrollo. Al mismo tiempo, el propio ovocito produce moléculas que participan en la regulación del folículo.

Esta comunicación bidireccional es esencial para que ambos procesos evolucionen de forma coordinada.

En un ciclo ovulatorio natural, habitualmente uno de los folículos alcanza el predominio y continúa su desarrollo hasta la fase preovulatoria.

Poco antes de la ovulación, el aumento de la hormona luteinizante (LH) desencadena la reanudación de la meiosis del ovocito.

La célula completa entonces la primera división meiótica y distribuye su contenido de manera muy desigual. Se forma una célula grande que conserva casi todo el citoplasma y otra mucho más pequeña, denominada primer corpúsculo polar.

La célula principal, ahora llamada ovocito secundario, inicia la segunda división meiótica, pero vuelve a detenerse, esta vez en metafase II.

Este es el estado en el que habitualmente se libera durante la ovulación.

Aunque en el lenguaje cotidiano hablamos de un óvulo maduro, la denominación biológica más precisa es ovocito secundario en metafase II. Se considera maduro desde el punto de vista de su preparación para la fecundación, aunque todavía no ha completado la segunda división meiótica.

Esa división suele finalizar después de la activación desencadenada por la entrada del espermatozoide.

De esta manera, un ovocito que inició su meiosis antes del nacimiento puede completar una parte fundamental del proceso muchos años después.

En los testículos, el desarrollo de la línea germinal sigue otro calendario.

Durante la vida fetal también se forman células germinales precursoras, pero estas no comienzan de manera generalizada la meiosis como ocurre en los ovarios.

Su desarrollo conduce al establecimiento de poblaciones celulares que prepararán al testículo para la futura producción de espermatozoides.

Con la llegada de la pubertad, la activación del sistema hormonal reproductivo permite que comience la espermatogénesis, un proceso que se desarrolla dentro de los túbulos seminíferos.

En sus paredes se encuentran las espermatogonias, células germinales precursoras de las que surgirán los espermatozoides.

Algunas pertenecen a poblaciones capaces de mantenerse mediante mecanismos de autorrenovación, mientras que otras inician la diferenciación que dará lugar a nuevas células espermáticas.

Esta capacidad de renovación constituye una característica esencial de la producción masculina.

La revisión de Schlag y colaboradores, publicada en Human Reproduction Update en 2025, analiza el papel de las células madre espermatogoniales y los mecanismos que permiten mantener la espermatogénesis.

El proceso necesita además un entorno testicular adecuado.

Las células de Sertoli, situadas en los túbulos seminíferos, acompañan a las células germinales y regulan diversas etapas de su desarrollo. Las células de Leydig, localizadas en el tejido que rodea estos conductos, producen testosterona.

La hormona foliculoestimulante (FSH) y la hormona luteinizante (LH) participan en la regulación de este sistema. La LH estimula la producción de testosterona, mientras que la FSH actúa principalmente sobre las células de Sertoli.

Gracias a esta coordinación, los testículos pueden mantener la producción de nuevas células espermáticas durante la vida adulta.

La producción de un espermatozoide comprende varias etapas sucesivas.

En primer lugar, algunas espermatogonias se multiplican y originan células que comenzarán su diferenciación. Estas darán lugar a espermatocitos primarios, que entran en meiosis.

Durante la primera división meiótica se forman espermatocitos secundarios. La segunda división produce células haploides llamadas espermátides, que contienen habitualmente 23 cromosomas.

En condiciones normales, un espermatocito primario que completa ambas divisiones puede originar cuatro espermátides.

Pero estas células todavía tienen una forma redondeada y carecen de la estructura característica de un espermatozoide.

Para adquirirla deben atravesar una transformación profunda denominada espermiogénesis.

Durante esta etapa, el núcleo se compacta, el material genético se organiza en un espacio reducido y comienza a formarse el acrosoma, una estructura situada en la cabeza que participa en la interacción con las cubiertas del ovocito.

También se desarrolla el flagelo, responsable del movimiento, mientras las mitocondrias se reorganizan en la pieza intermedia y se elimina buena parte del citoplasma.

El resultado es una célula mucho más pequeña y especializada, cuya organización está estrechamente relacionada con su función reproductiva.

La espermiogénesis constituye la última etapa de diferenciación dentro de los túbulos seminíferos, pero la preparación funcional del espermatozoide continúa después.

Al abandonar el testículo, los espermatozoides pasan al epidídimo, donde experimentan modificaciones necesarias para adquirir progresivamente la capacidad de desplazarse y participar en la fecundación.

La espermatogénesis humana requiere aproximadamente entre dos y tres meses para completarse, según los criterios utilizados para describir sus distintas etapas. Durante ese tiempo, numerosas generaciones de células germinales se encuentran desarrollándose simultáneamente.

Gracias a esta organización, los testículos pueden producir espermatozoides de manera continuada, aunque su actividad y las características de las células resultantes pueden cambiar con la edad, la salud y otros factores biológicos.

La ovogénesis y la espermatogénesis comparten los mecanismos de la meiosis, pero presentan diferencias que van mucho más allá del momento en que comienzan.

Una de las más importantes se encuentra en la organización del tiempo.

En la línea germinal femenina, los ovocitos inician la meiosis durante la vida fetal y pueden permanecer detenidos durante décadas. En la masculina, las divisiones meióticas comienzan con la espermatogénesis a partir de la pubertad y se suceden en nuevas generaciones de células.

También la recombinación genética ocurre en momentos muy diferentes. En los futuros ovocitos, buena parte de los intercambios entre cromosomas homólogos se produce antes del nacimiento. En los espermatocitos, estos intercambios tienen lugar durante los ciclos de producción espermática.

La segunda gran diferencia aparece en la forma de distribuir el contenido celular.

En la ovogénesis, las divisiones meióticas son muy asimétricas. La mayor parte del citoplasma permanece en una única célula grande, mientras que los corpúsculos polares reciben una cantidad mucho menor.

Esta organización permite conservar en el ovocito componentes que serán necesarios para los acontecimientos iniciales posteriores a la fecundación.

En la espermatogénesis, por el contrario, las divisiones meióticas pueden originar cuatro espermátides haploides a partir de un espermatocito primario. Posteriormente, cada una reorganiza profundamente su estructura y elimina una parte considerable de su contenido celular.

El resultado son dos gametos con características muy distintas.

El ovocito conserva un citoplasma abundante, rico en orgánulos, proteínas y moléculas necesarias para las primeras etapas del desarrollo embrionario. El espermatozoide compacta su material genético y desarrolla estructuras especializadas para el movimiento y la interacción con el ovocito.

Estas diferencias también ayudan a comprender por qué el envejecimiento reproductivo femenino y masculino sigue mecanismos diferentes.

En los ovocitos, la prolongada detención meiótica implica mantener durante muchos años estructuras celulares fundamentales para la correcta separación de los cromosomas.

Entre ellas se encuentran los complejos de cohesina, proteínas que contribuyen a mantener unidas determinadas partes de los cromosomas. Con el envejecimiento ovocitario pueden producirse alteraciones en estos mecanismos, así como en la organización del huso meiótico, la estructura que participa en el movimiento y la distribución cromosómica.

Cuando estos sistemas pierden precisión, aumenta la probabilidad de errores durante la división.

La revisión de Huang y colaboradores, publicada en Ageing Research Reviews en 2024, analiza cómo estos cambios contribuyen al aumento de la frecuencia de aneuploidías en los ovocitos con la edad materna.

En los hombres, la continuidad de la espermatogénesis supone que las células germinales precursoras mantengan su actividad durante muchos años. Con el tiempo pueden acumularse determinadas mutaciones en las líneas celulares que producen espermatozoides.

Un estudio publicado en Nature en 2025, basado en la secuenciación de muestras de semen de hombres de distintas edades, mostró cómo se acumulan mutaciones en la línea germinal masculina y cómo algunas pueden adquirir ventajas de expansión en las poblaciones celulares precursoras.

Esto no significa que todos los espermatozoides de un hombre de mayor edad estén alterados. Muestra que el envejecimiento reproductivo masculino tiene mecanismos propios, diferentes de los que caracterizan al ovocito.

La comparación permite comprender una idea esencial: la continuidad de la producción espermática y la prolongada conservación de los ovocitos son estrategias celulares distintas, cada una con sus particularidades biológicas.

Ambas pueden verse influidas por el paso del tiempo, aunque no necesariamente de la misma manera ni con las mismas consecuencias.

Después de recorrer trayectorias tan diferentes, el ovocito y el espermatozoide pueden encontrarse durante la fecundación.

Para entonces, ambos han adquirido estructuras y propiedades especializadas.

El ovocito secundario conserva una organización celular compleja. Su citoplasma contiene mitocondrias, proteínas, ARN y otros componentes que participarán en la activación del ovocito y en los primeros acontecimientos del desarrollo embrionario.

También está rodeado por una cubierta denominada zona pelúcida, formada por una matriz de proteínas que interviene en las interacciones entre ambos gametos. A su alrededor permanecen células procedentes del folículo, que acompañan al ovocito durante la ovulación.

El espermatozoide, por su parte, ha adquirido una cabeza especializada, un núcleo muy compacto y un flagelo que permite su desplazamiento.

Sin embargo, la maduración que experimenta en el epidídimo no constituye el último paso de su preparación.

Después de la eyaculación, durante su recorrido por el aparato reproductor femenino, los espermatozoides experimentan cambios funcionales conocidos como capacitación espermática. Estos modifican determinadas propiedades de sus membranas y de su movimiento, favoreciendo que puedan participar eficazmente en la fecundación.

En los procedimientos de reproducción asistida también pueden inducirse condiciones de capacitación en el laboratorio.

El encuentro entre ambos gametos implica una sucesión de interacciones celulares y moleculares. No se trata simplemente de que una célula penetre en otra.

El ovocito participa activamente en estos acontecimientos. Cuando la interacción con el espermatozoide desencadena su activación, se producen cambios en el interior de la célula que permiten reanudar y completar la segunda división meiótica.

Después tienen lugar otros procesos necesarios para organizar las aportaciones genéticas de ambos gametos.

La revisión The cell biology of fertilization: Gamete attachment and fusion, publicada en Journal of Cell Biology, describe la complejidad de estas interacciones y los mecanismos que permiten el reconocimiento y la fusión de las células reproductivas.

La formación de los gametos y su encuentro pertenecen, por tanto, a etapas distintas de un proceso biológico continuo.

La ovogénesis y la espermatogénesis explican cómo se preparan las células reproductivas. La fecundación permite comprender qué sucede cuando esas células se encuentran y comienza la organización de un nuevo genoma embrionario.

Antes de llegar a ese punto, ambos gametos han atravesado procesos celulares complejos: desde su origen germinal común hasta la reorganización del material genético y la adquisición de estructuras especializadas.

Dos recorridos que comienzan en momentos diferentes y avanzan a ritmos distintos, pero que comparten una de las funciones fundamentales de la reproducción humana: hacer posible la transmisión de información genética entre generaciones.

¿Es lo mismo una célula germinal primordial que un gameto?

No. Una célula germinal primordial aparece durante el desarrollo embrionario y da origen a la línea germinal. Un gameto es el resultado de una diferenciación posterior: un ovocito preparado para participar en la fecundación o un espermatozoide. Entre ambos momentos intervienen divisiones y cambios celulares muy diferentes.

¿Todas las células germinales llegan a convertirse en gametos?

No. En los ovarios, numerosos folículos y sus ovocitos desaparecen durante el desarrollo y a lo largo de la vida reproductiva. En los testículos, tampoco todas las células que inician su diferenciación completan la espermatogénesis. Son procesos que forman parte de la regulación normal de ambos tejidos.

¿Para qué sirven los corpúsculos polares?

Durante la meiosis ovocitaria permiten separar parte del material cromosómico sin que el ovocito pierda casi todo su citoplasma. Son células pequeñas que, en condiciones habituales, no se desarrollan como gametos. Su presencia también puede aportar información sobre la maduración del ovocito en el laboratorio.

¿Qué cromosomas sexuales aportan normalmente un ovocito y un espermatozoide?

Habitualmente, un ovocito humano contiene un cromosoma X, mientras que los espermatozoides pueden contener un X o un Y. Son las combinaciones cromosómicas más habituales; existen variaciones biológicas y alteraciones en la segregación de cromosomas que requieren explicaciones específicas.

¿Puede haber errores en la meiosis aunque una persona no tenga síntomas?

Sí. En ocasiones pueden producirse errores en el reparto de los cromosomas durante la formación de un gameto sin que la persona que lo produce presente síntomas. Estos errores pueden afectar a la dotación cromosómica del gameto, aunque no todos tienen las mismas consecuencias reproductivas.

¿Cómo se reconoce un ovocito maduro en un laboratorio de FIV?

Para procedimientos como la ICSI, el embriólogo observa signos de maduración, especialmente la presencia del primer corpúsculo polar, compatible con un ovocito en metafase II. Esa observación no permite conocer por sí sola si todos sus cromosomas son normales ni predecir su evolución posterior.

¿Se pueden crear óvulos y espermatozoides humanos a partir de células madre?

La gametogénesis in vitro es una línea de investigación que intenta generar gametos a partir de células madre. Aunque existen avances experimentales, en 2026 no es una técnica clínica establecida para obtener gametos humanos seguros y eficaces con fines reproductivos. Su desarrollo requiere demostrar seguridad, eficacia y resolver cuestiones éticas y regulatorias.

Fertinotas ofrece información científica y médica con finalidad divulgativa, para ayudar a comprender procesos relacionados con la fertilidad, la reproducción asistida y la salud reproductiva mediante explicaciones claras, rigurosas y basadas en la evidencia disponible.

Este contenido no sustituye ni pretende sustituir la valoración, el diagnóstico, el tratamiento o el seguimiento individual por parte de profesionales sanitarios.

Ante dudas sobre la fertilidad, la formación de gametos, los resultados de pruebas reproductivas o las opciones de tratamiento, conviene consultar con el ginecólogo, especialista en reproducción asistida, andrólogo, embriólogo clínico o equipo sanitario correspondiente.