Partenogênese: o que é, tipos, organismos

A partenogénese é a produção de um embrião de um gameta feminino sem a contribuição genética a partir de uma gâmeta masculino, com ou sem eventual desenvolvimento em um adulto. Na maioria dos casos, não há participação do gameta masculino no processo reprodutivo.

No entanto, há um caso particular de partenogênese chamado gimogênese, no qual a participação é necessária. Nesse caso, o espermatozóide entra no óvulo e o ativa para iniciar o desenvolvimento de um novo organismo.

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Poeciliopsis gracilis, uma espécie de peixe da América Central, com reprodução partenogenética. Fotografia de Coletti, T. Tirada e editada por fishbase.de

Partenogênese é um fenômeno muito comum entre plantas e animais. Existem estimativas de que isso possa ocorrer em até 1% do número total de espécies conhecidas.

É um modo de reprodução que pode acontecer em praticamente todos os grandes grupos de animais e plantas. A exceção talvez esteja nos táxons mais evoluídos, como gimnospermas e mamíferos, nos quais não há registros confiáveis ​​de sua ocorrência.

O que é partenogênese?

O conceito mais simples de partenogênese indica que é o desenvolvimento do óvulo em um novo indivíduo sem fertilização. No entanto, em muitos animais, os embriões produzidos sem fertilização sofrem uma alta mortalidade.

Em alguns outros casos, a simultaneidade de um gameta masculino é necessária apenas para ativar o desenvolvimento. Portanto, pode-se dizer que a partenogênese consiste na “produção de um embrião a partir de um gameta feminino sem qualquer contribuição genética de um gameta masculino com ou sem desenvolvimento eventual em um adulto”.

Tipos

Dependendo dos mecanismos citológicos envolvidos, a partenogênese pode ser de vários tipos, incluindo:

-Ticopartenogênese

Também chamada partenogênese facultativa, é chamada dessa maneira quando o desenvolvimento de óvulos não fertilizados ocorre ocasional e espontaneamente. Este tipo de partenogênese é muito comum em animais.

Segundo alguns autores, é o único tipo real de partenogênese. A formação de gametas na ticopartenogênese pode ou não envolver divisões meióticas. Dependendo da presença ou ausência de meiose, essa partenogênese pode, por sua vez, ser dividida em:

Partenogênese apomítica

Também chamado de ameótico ou diplóide. Nisto há supressão da meiose. As crianças desenvolvem a partir de ovos não fertilizados, através de uma divisão mitótica.

Dá origem a organismos geneticamente idênticos à mãe. Esse tipo de partenogênese geralmente ocorre em rotíferos e na maioria dos grupos de artrópodes.

Partenogênese automática

Também chamado de meiótico ou haplóide. Nesse processo, a meiose é mantida. A restauração da condição diplóide ocorre pela duplicação ou fusão de gametas produzidos pela mãe. Este tipo de partenogênese ocorre com muita frequência em insetos.

-Ginogênese

A ginogênese é um tipo especial de reprodução sexual . Nesse sentido, é necessário que o espermatozóide penetre no óvulo para ativar o desenvolvimento embrionário.

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Mas, diferentemente da fertilização normal, a fusão dos núcleos masculino e feminino não ocorre. Após a fusão dos gametas, os cromossomos espermáticos degeneram no citoplasma do óvulo ou podem ser expelidos do zigoto.

O embrião ginogenético se desenvolverá apenas às custas do núcleo do óvulo. Por esse motivo, os filhos ginogenéticos são todos fêmeas idênticas à mãe.

Esse tipo de reprodução pode ocorrer quando fêmeas ginogenéticas acasalam com machos da forma bissexual da mesma espécie ou de espécies relacionadas. Alguns autores não consideram uma partenogênese adequada.

-Hybridgenesis

É um modo de reprodução “hemiclonal”. Nisso, pais de diferentes espécies acasalam e produzem híbridos. Metade do genoma é transmitida sexualmente, enquanto a outra metade o faz “clonalmente”.

O esperma se funde no núcleo do óvulo e os genes paternos são expressos em tecidos somáticos, mas são sistematicamente excluídos da linha germinativa. Somente a mãe transmitirá o genoma para a próxima geração.

Esse tipo de partenogênese geralmente ocorre em espécies de peixes do gênero Poeciliopsis , e também foi observado na formiga do deserto Cataglyphis hispanica .

Outros tipos

Alguns autores preferem uma classificação mais utilitária desse tipo de reprodução, diferenciando partenogênese em dois outros tipos:

-Geogênese geográfica

É caracterizada pela coexistência de uma forma bissexual e partenogenética, em uma única espécie ou em espécies próximas filogeneticamente, mas com distribuição geográfica diferente.

Organismos partenogenéticos tendem a ocupar faixas diferentes daquelas de seus parentes próximos que se reproduzem sexualmente. Organismos assexuais tendem a ter distribuições latitudinais ou altitudinais mais altas, em ilhas, em ambientes xerófilos ou em habitats perturbados.

Este tipo de partenogênese tem sido observado em algumas espécies de plantas, vermes, crustáceos, insetos e lagartos.

Partenogênese cíclica

Os organismos podem se reproduzir sexualmente e partenogeneticamente. Durante alguns períodos do ano, apenas as fêmeas são produzidas por partenogênese.

No entanto, em outros períodos, as fêmeas produzirão fêmeas e machos que se reproduzirão sexualmente.

Origem das linhagens partenogenéticas

Nas espécies bissexuais onde a prole é produzida por partenogênese, geralmente produzem fêmeas partenogenéticas. Essas linhagens unissexuais emergentes podem diferir muito fenotipicamente e genotipicamente de seus congêneres bissexuais. Existem vários mecanismos que podem dar origem a essas linhagens partenogenéticas.

Espontâneo

A perda de interação sexual ocorre através de mutações nos genes que suprimem a meiose, modificam a indução sexual por condições ambientais e regulam a expressão hormonal.

Em casos extremos, a mutação poderia atuar “reparando” o genótipo de uma linhagem estritamente partenogenética, que pode produzir machos e fêmeas partenogenéticos.

Por hibridação

A hibridação é a maneira mais frequente de produzir linhagens partenogenéticas em animais e pode ser observada em caracóis, insetos, crustáceos e na maioria dos vertebrados unissexuais.

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Eles se originam do cruzamento de duas espécies bissexuais que possuem alta heterozigosidade e alelos típicos de espécies parentais. Nesses, a meiose pode ser um impedimento, causando a perda de sexualidade.

Origem contagiosa

Ocorre por hibridação entre fêmeas partenogenéticas e machos da mesma espécie ou de espécies intimamente relacionadas. Acredita-se que seja a principal causa de poliploidia em organismos unissexuais.

O fluxo de genes entre linhagens sexuais e partenogenéticas permite a disseminação de genes de maneira contagiosa. Por esse motivo, eles podem originar organismos sexuais ou criar uma nova linha partenogenética.

Origem infecciosa

Wolbachia pipientis é uma espécie de filo Proteobacteria que cobre cerca de 20% de todas as espécies de insetos.

É responsável pelas manipulações reprodutivas em seus hospedeiros, como incompatibilidade citoplasmática, feminização de machos genéticos, morte masculina e partenogênese. Infecta artrópodes e nematóides.

É transmitido pelos pais. Esta bactéria é capaz de induzir partenogênese em vespas parasitóides do gênero Trichogramma , bem como em ácaros e outros artrópodes.

Por outro lado, o Xiphinematobacter , outra bactéria, afeta os nematóides da Dorylaimida, causando também partenogênese.

Origem multi-causal

Em muitas espécies, linhagens partenogenéticas são geradas por um único mecanismo. No entanto, em outras espécies, elas podem surgir através de vários mecanismos. Por exemplo, linhagens partenogenéticas de ostrocods geralmente têm uma origem dupla.

Os clones diplóides se originam da perda espontânea de sexualidade, enquanto os clones poliploides surgem da hibridação entre machos e fêmeas partenogenéticas da mesma espécie ou espécies relacionadas.

Outro exemplo é o caso do pulgão Rhopalosiphum padi . Nesta espécie, linhagens partenogenéticas podem surgir de três origens diferentes: espontânea, híbrida ou contagiosa.

Organismos em que ocorre partenogênese

Rotifers

Entre os Rotifera, existem espécies que se reproduzem apenas pela partenogênese apomítica feminina e espécies que alternam essa partenogênese com a reprodução sexual comum.

A transição entre reprodução assexuada e sexual é controlada pelo ambiente. O sucesso de espécies de rotíferos que perderam completamente a reprodução sexual se deve, segundo alguns autores, ao acúmulo de mutações durante períodos de reprodução partenogenética apomítica exponencial.

Isso, juntamente com o cruzamento “mitótico”, permitiria produzir diversidade genotípica suficiente para se adaptar às diferentes condições ambientais. Dessa maneira, uma grande vantagem da reprodução sexual seria eliminada.

Moluscos

Partenogênese tem sido relatada para algumas espécies de moluscos gastrópodes. Entre essas espécies estão Potamopyrgus antipodarum, Tarebia granifera e todas as espécies do gênero Melanoides .

Todos os representantes deste último gênero, exceto a raça diplóide de M. tuberculata , são poliploides.

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Crustáceos

Este tipo de reprodução foi documentado para numerosos grupos de crustáceos, incluindo notostracos, conchostracos, anostracos, cladoceros, decápodes e ostrácodos.

No Cladocera, a forma típica de reprodução é por partenogênese cíclica. As fêmeas se reproduzem partenogeneticamente da primavera ao verão.

Quando as condições ambientais são adversas, os organismos se reproduzem sexualmente, para formar ovos císticos que podem sobreviver a longos períodos de dormência.

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Cladocera Daphnia longispina crustáceo com ovos partenogenéticos. Fotografia de Roland Birke / Photolibrary / Getty Image. Tirada e editada por thoughtco.com

Os caranguejos de mármore ( Procambarus fallax forma virginalis ) são os únicos crustáceos decápodes conhecidos que se reproduzem apenas por partenogênese.

Vertebrados

Entre os peixes cartilaginosos, a partenogênese ocorre pelo menos no raio da águia, no tubarão-zebra e no tubarão-martelo. Em peixes ósseos, o hibridismo tem sido relatado para espécies do gênero Poecilliopsis .

Alguns outros peixes podem alternar a reprodução sexual e partenogenética. Numerosas espécies de lagartos se reproduzem por partenogênese. Acredita-se que a hibridação seja a principal causa desse tipo de reprodução neles.

Também foi relatada ticopartenogênese em outros grupos de répteis, principalmente em pitões e outras cobras. Nas aves, partenogênese espontânea foi observada em galinhas, perus e algumas espécies de codornas.

Nos mamíferos, os genomas materno e paterno são necessários para o desenvolvimento embrionário normal. Por esse motivo, a partenogênese não ocorre naturalmente nesses organismos.

Isso foi alcançado experimentalmente em laboratório. No entanto, a partenogênese induzida geralmente resulta em desenvolvimento anormal.

Plantas

Numerosas espécies de plantas têm padrões bem definidos de partenogênese geográfica, onde as formas partenogenéticas estão localizadas mais em áreas frias. Enquanto isso, as formas sexuais são mais tropicais que seus pares assexuais.

Referências

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