Partenogênese: em que consiste, tipos, organismos - Ciência - 2023

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o partenogênese É a produção de um embrião a partir de um gameta feminino sem contribuição genética de um gameta masculino, com ou sem eventual desenvolvimento para adulto. Na maioria dos casos, não há participação do gameta masculino no processo reprodutivo.

Porém, há um caso particular de partenogênese denominado gimnogênese, no qual sua participação é necessária. Nesse caso, o esperma entra no óvulo e o ativa para iniciar o desenvolvimento de um novo organismo.

A partenogênese é um fenômeno muito comum entre plantas e animais. Estima-se que possa ocorrer em até 1% do total de espécies conhecidas.

É um modo de reprodução que pode ocorrer em praticamente todos os grandes grupos de animais e plantas. A exceção talvez seja nos taxa 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 da célula-ovo em um novo indivíduo sem que ocorra a 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. Por isso, pode-se dizer que a partenogênese consiste na “produção de um embrião a partir de um gameta feminino sem nenhuma contribuição genética de um gameta masculino com ou sem eventual desenvolvimento em um adulto”.

Tipos

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

-Ticopartrenogênese

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

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

Partenogênese apomítica

Também chamado de amiótico ou diplóide. Neste há supressão da meiose. A prole se desenvolve a partir de óvulos não fertilizados, por meio da divisão mitótica.

Dá origem a organismos que são geneticamente idênticos à mãe. Este 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 dos gametas produzidos pela mãe. Este tipo de partenogênese ocorre com muita freqüência em insetos.

-Ginogênese

A ginogênese é um tipo especial de reprodução sexuada. Nesse caso, é necessário que os espermatozoides penetrem no óvulo para ativar o desenvolvimento embrionário.

Mas, ao contrário da fertilização normal, a fusão dos núcleos masculino e feminino não ocorre. Após a fusão dos gametas, os cromossomos dos espermatozoides degeneram dentro do citoplasma do óvulo ou podem ser expelidos do zigoto.

O embrião ginogenético se desenvolverá apenas às custas do núcleo do óvulo. Por causa disso, os filhotes ginogenéticos são todas fêmeas idênticas à mãe.

Este tipo de reprodução pode ocorrer quando as fêmeas ginogenéticas acasalam com machos bissexuais da mesma espécie ou de espécie aparentada. Alguns autores não consideram isso uma partenogênese adequada.

-Hibridogênese

É um modo de reprodução "hemiclonal". Nele, pais de diferentes espécies se acasalam e produzem híbridos. Metade do genoma é transmitida sexualmente, enquanto a outra metade é "clonal".

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

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

Outros tipos

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

-Parenogênese Geográfica

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

Os organismos partenogenéticos tendem a ocupar áreas diferentes de seus parentes próximos que se reproduzem sexualmente. Os organismos assexuados tendem a ter distribuições mais altas latitudinalmente ou altitudinalmente, em ilhas, em ambientes xerofílicos ou em habitats perturbados.

Esse 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

Em espécies bissexuais em que os descendentes são produzidos por partenogênese, eles 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 da interação sexual ocorre por meio de mutações em genes que suprimem a meiose, modificam a indução do sexo pelas condições ambientais e que regulam a expressão hormonal.

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

Por hibridização

A hibridização é a forma mais comum de produção de linhagens partenogenéticas em animais, podendo ser observada em caramujos, insetos, crustáceos e na maioria dos vertebrados unissexuais.

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

Origem contagiosa

Ocorre por hibridização 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 as linhagens sexuais e partenogenéticas permite a disseminação de genes de forma contagiosa. Devido a isso, os organismos sexuais podem se originar, por sua vez, ou criar uma nova linha partenogenética.

Origem infecciosa

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

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

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

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

Origem multicausal

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

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

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

Organismos nos quais ocorre partenogênese

Rotíferos

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

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

Isso, junto com o cruzamento "mitótico", permitiria que diversidade genotípica suficiente fosse produzida para se adaptar a diferentes condições ambientais. Desta forma, uma grande vantagem da reprodução sexual seria eliminada.

Moluscos

A partenogênese foi 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 poliplóides.

Crustáceos

Este tipo de reprodução foi documentado para vários grupos de crustáceos, incluindo notostracos, conchostracos, anostracos, cladóceros, decápodes e ostracodes.

Em 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, com o objetivo de formar ovos encistados que podem sobreviver a longos períodos de dormência.

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 na raia-águia, no tubarão-zebra e no tubarão-martelo. A hibridogênese foi relatada em peixes ósseos para espécies do gênero Poecilliopsis.

Alguns outros peixes podem alternar a reprodução sexual e partenogenética. Muitas espécies de lagartos se reproduzem por partenogênese. Acredita-se que a hibridização seja a principal causa desse tipo de reprodução nos mesmos.

A ticopartrenogênese também foi relatada em outros grupos de répteis, principalmente pitões e outras cobras. Em pássaros, partenogênese espontânea foi observada em galinhas, perus e algumas espécies de codornizes.

Em mamíferos, os genomas materno e paterno são necessários para o desenvolvimento embrionário normal. Por causa disso, a partenogênese não ocorre naturalmente nesses organismos.

Isso foi conseguido experimentalmente em laboratório. No entanto, partenogênese induzida frequentemente resulta em desenvolvimento anormal.

Plantas

Muitas espécies de plantas apresentam padrões bem definidos de partenogênese geográfica, onde as formas partenogenéticas estão localizadas mais em direção às zonas frias. As formas sexuais, entretanto, são mais tropicais do que suas pares assexuadas.

Referências

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