A partenogênese é a reprodução assexuada. Tipos, exemplos em humanos

A partenogênese é uma forma de reprodução assexuada organismos vivos, que proporcionam o crescimento e o desenvolvimento físico dos embriões sem a fertilização preliminar dos óvulos. Este tipo de divisão celular ocorre em pulgas d'água, carrapatos, pulgões, abelhas melíferas, nematóides, anfíbios e peixes.

O que é partenogênese

A partenogênese é o resultado do desenvolvimento evolutivo do mundo animal e vegetal. Este tipo de reprodução assexuada baseia-se na reprodução de descendentes exclusivamente por indivíduos maternos. O desenvolvimento de novos embriões ocorre a partir do óvulo da mãe, que não entrou em contato com as células reprodutivas masculinas.

A partenogênese garante a sobrevivência e preservação da diversidade de espécies de invertebrados, animais e plantas que estão em condições de isolamento natural, não têm a possibilidade fisiológica de acasalar com machos de sua espécies.

O princípio da partenogênese é baseado na formação de um ovo maduro no final do estágio meiótico. Nesse caso, as células germinativas maternas são haplóides e também contêm 2 vezes menos cromossomos.

Ao mesmo tempo, os indivíduos do tipo haplóide têm um número diplóide de cromossomos, todos ou apenas metade dos alelos da mãe. Os descendentes que subsequentemente herdaram toda a quantidade de material genético materno por partenogênese são considerados clones completos. Indivíduos partenogenéticos com metade dos alelos são meias encostas.

Uma característica distintiva da partenogênese é que a formação de clones completos ocorre sem o uso de meiose. A prole que se desenvolveu com base na meiose do material genético materno recebe apenas uma pequena parte dos alelos hereditários.

Nesse caso, na fase da reprodução assexuada, o processo de cruzamento do DNA é iniciado com a criação de diversas variações do resultado final da divisão. A prole partenogenética se reproduz com base em vários sistemas de reprodução assexuada.

No processo de reprodução de uma determinada espécie de animais ou insetos por partenogênese, opera o sistema de identificação do sexo de XY ou XO. As mulheres geralmente têm 2 cromossomos X. Animais que usam o sistema de determinação de sexo do tipo ZW contêm 2 cromossomos Z (exclusivamente do tipo masculino) ou 2 cromossomos W (na maioria dos casos, eles não são viáveis). A prole partenogenética pode ter um cromossomo Z e um W.

No processo de partenogênese, é possível reproduzir exclusivamente machos ou fêmeas. A reprodução assexuada, como resultado da qual nascem apenas fêmeas, é chamada de bezerros de termo biológico. A reprodução apenas de machos é chamada de processo arrhenotoka.

Nesse caso, apenas os machos nascem de óvulos de mães que não foram fertilizados pelo esperma. Os ovos que passaram da fase de fusão com as células reprodutivas masculinas permitem a reprodução das fêmeas. Um princípio semelhante de partenogênese pode ser observado em abelhas.

O significado biológico da partenogênese

A partenogênese é a reprodução assexuada, que tem o seguinte significado biológico para todo o biossistema do globo:

• preserva uma variedade de diferentes espécies de animais, invertebrados e plantas;
• permite a reprodução de descendentes exclusivamente para fêmeas sem envolver o material genético dos machos;
• elimina o fator de interrupção repentina do processo de reprodução natural;
• garante uma transferência estável de material genético da mãe para as gerações subsequentes;
• regula o equilíbrio da proporção numérica de machos e fêmeas de uma determinada espécie.

A principal vantagem da partenogênese é que esse tipo de reprodução garante a sobrevivência de uma determinada espécie de animais, plantas ou insetos, mesmo na ausência de machos.

Classificação dos tipos e mecanismos de partenogênese

A reprodução da prole por partenogênese pode ser realizada sem o uso de meiose.

Nesse caso, é acionado o mecanismo de oogênese mitótica, que envolve a passagem das seguintes etapas biológicas:

1. Ovos maduros da mãe são produzidos por divisão mitótica.
2. O desenvolvimento do embrião ocorre com base nas células reprodutivas da fêmea.
3. A prole nasce, reproduzida por partenogênese por oogênese mitótica.

Indivíduos partenogenéticos que se desenvolveram como resultado da divisão do óvulo da mãe herdam toda a quantidade de material genético e também são considerados clones completos. Uma opção de reprodução semelhante é típica para pulgões e várias outras espécies de invertebrados.

A partenogênese baseada na maiose é um mecanismo mais complexo para a reprodução assexuada da prole. Nesse caso, a prole herda apenas parte do material genético da mãe. O cruzamento de DNA envolve a transferência de informações hereditárias da fêmea para o embrião, mas com diferentes variações.

As crias nascidas de acordo com o princípio da partenogênese, mas com o uso da meiose, são consideradas meias encostas da mãe. A desvantagem desse mecanismo de divisão é que a maioria dos machos nascidos dessa maneira permanece haplóide. Por exemplo, formigas machos.

Automitica

A partenogênese é a reprodução assexuada que engloba vários mecanismos de atividade reprodutiva de organismos vivos ao mesmo tempo. Automática é uma das formas de transferir material genético para uma mulher sem a participação das células germinativas masculinas.

Nesse caso, os diplódios são restaurados com base na duplicação dos cromossomos, mas sem divisão celular preliminar antes do início da meiose, bem como após sua conclusão. Este mecanismo reprodutivo é denominado ciclo endomitótico. Um resultado semelhante é alcançado após a fusão de 2 blastômeros.

Automictic prevê a possibilidade de restaurar a ploidia devido à fusão subsequente de produtos meióticos. Os cromossomos do indivíduo materno não são separados no processo de meiose restauradora, e os núcleos formados podem fundir-se com as células germinativas da mãe em um determinado estágio de seu desenvolvimento biológico.

Este mecanismo reprodutivo de reprodução assexuada foi comparado ao procedimento de autofecundação. Posteriormente, uma prole viável nasce autotomia, que herda apenas parte ou toda a informação genética da mãe.

O componente genético da prole é significativamente influenciado pelo estágio de endomitose. Por exemplo, se a fusão das células germinativas da mãe ocorre antes do início da meiose, os embriões recebem mais de 50% das informações hereditárias.

Ao mesmo tempo, o princípio da heterozigosidade é preservado. Um resultado semelhante de divisão reprodutiva está associado à separação de cromossomos homólogos na anáfase I. A retenção da heterozigosidade está completamente ausente nos casos em que o cruzamento ocorre em condições de fusão central.

Sexo da prole

A reprodução por partenogênese leva ao nascimento de clones completos ou parciais da mãe. A este respeito, o sexo da prole é o feminino com características externas e funções corporais idênticas.

A exceção são os pulgões, cuja reprodução envolve o nascimento simultâneo de machos e fêmeas, que são clones completos da mãe. Nesse caso, a única diferença é que apenas um cromossomo X está faltando nos pulgões machos.

Quando a meiose está envolvida na reprodução da prole, o sexo da prole depende diretamente do tipo de apomixia. Naqueles indivíduos que usam geneticamente o sistema de identificação de gênero XY, apenas as mulheres nascem e seu genoma contém 2 cromossomos X.

Os organismos vivos que usam o sistema de determinação sexual ZW durante a reprodução têm descendentes com o genótipo ZW ou ZZ. No primeiro caso, nasce uma mulher e, no segundo, um homem. Indivíduos com o genótipo WW não são viáveis.

Filhos com um conjunto de cromossomos ZW nascem por endoreplicação do material genético materno antes do estágio da meiose, ou por fusão central. O surgimento de novos indivíduos com os genótipos ZZ e WW é possível apenas no caso de fusão terminal, assim como o processo de endomitose no interior da célula-ovo.

Na natureza, existem indivíduos do mundo animal, cuja reprodução envolve o nascimento exclusivamente de mulheres. Por exemplo, no lagarto whiptail. São partenógenos obrigatórios do tipo poliplóide, que nunca dão à luz machos.

A maioria dos insetos himenópteros tem um mecanismo complexo de reprodução partenogenética. Por exemplo, nas abelhas, um aumento numérico da população só é possível se a rainha da colônia botar ovos fertilizados nos favos. Para fazer isso, ela deve acasalar com vários representantes de machos - zangões.

Dos ovos fertilizados, nascem as abelhas fêmeas, que são as abelhas trabalhadoras responsáveis ​​por construir, criar e cuidar dos filhotes, trazendo néctar e pólen. Se a abelha rainha botar um ovo não fertilizado, então uma abelha melífera - um zangão - nascerá dele.

Opcional

A partenogênese é a reprodução assexuada característica da maioria dos insetos e invertebrados com alto nível de organização social. O tipo facultativo de divisão partenogenética é muito raro na natureza. Este tipo de reprodução assexuada permite que a fêmea reproduza descendentes futuros tanto sexualmente como assexuadamente.

O mecanismo de partenogênese facultativa é acionado em situações críticas. Por exemplo, quando, nas condições de seu habitat natural, a mãe não consegue encontrar um macho capaz de reproduzir descendentes saudáveis.

A partenogênese facultativa é registrada periodicamente entre os seguintes tipos de organismos vivos:

• tubarões;
• Dragões de Komodo;
• Aves para uso agrícola;
• cobras.

No processo de partenogênese facultativa, a mãe põe um óvulo com um embrião vivo, cuja emergência ocorreu sem fertilização preliminar com o esperma do homem. Os tubarões imediatamente dão à luz uma descendência viável. A maioria dos cientistas genéticos adere à versão de que o nascimento de indivíduos jovens em animais que inicialmente se reproduzem sexualmente é um erro meiótico.

Obrigar

A partenogênese obrigatória é um mecanismo reprodutivo que permite a reprodução completamente assexuada de indivíduos vivos. Este método de reprodução da prole é considerado o resultado de uma longa evolução.

Por exemplo, para salamandras e lagartixas, partenogênese obrigatória é o único mecanismo de reprodução. Existem casos cientificamente documentados em que a transição de sexual para completamente assexuada reprodução, surgiu com base em mutações entre um grande número de indivíduos maternos de um espécies populacionais.

Hoje, na natureza, existem cerca de 80 espécies de répteis, 1 espécie de cobras, anfíbios e peixes para os quais os machos não são mais parte integrante do sistema reprodutivo mecanismo. Com partenogênese obrigatória, a fêmea é capaz de reproduzir de forma independente uma célula-ovo completa com um conjunto completo de material genético.

Nesse caso, para o nascimento da prole, a mãe não precisa do esperma do homem. A desvantagem da partenogênese obrigatória é a falta de diversidade biológica. Todas as gerações subsequentes nascem clones completos da mãe. A ausência do material genético masculino exclui a possibilidade de correção do genoma danificado por mutação ou doenças hereditárias.

A prevalência do fenômeno

A partenogênese é a reprodução assexuada que ocorre entre animais, invertebrados, plantas e insetos. Indivíduos maternos sexualmente maduros reproduzem descendentes por meio do mecanismo reprodutivo partenogenético apenas nas condições de seu habitat natural. Depender deste modo de reprodução é uma vantagem para a maioria das espécies invasoras, uma vez que elimina a necessidade de encontrar um parceiro sexual para fertilização e posterior reprodução filhos.

Na natureza, a reprodução partenogenética é parte integrante do mecanismo reprodutivo em representantes das seguintes espécies:

• dáfnias;
• nematóides;
• pulgão;
• rotíferos.

Entre os vertebrados, o princípio da partenogênese é estritamente seguido por lagartos, algumas espécies de anfíbios, cobras e pássaros. A reprodução assexuada ocorre periodicamente em tubarões. Os répteis são caracterizados pelo surgimento de várias formas de hibridogênese, bem como da ginogênese.

Partenogênese induzida

A partenogênese induzida é a reprodução assexuada estimulada com o material genético da mãe. Este mecanismo reprodutivo é desencadeado como resultado da exposição a um ou vários fatores de estímulos externos. A partenogênese induzida é amplamente utilizada em condições de laboratório no processo de experimentos científicos para obter uma prole viável por meio da reprodução assexuada de organismos vivos.

Partenogênese em humanos

Em condições normais de vida, a partenogênese do corpo humano é impossível.

Existem vários fatos cientificamente confirmados sobre o nascimento de crianças com sinais de um fator partenogenético parcial. Em 1995 g. foi registrado um caso de nascimento de um menino com sinais de desenvolvimento partenogenético. Nos leucócitos e células epiteliais da pele da criança, a informação genética de seu pai estava completamente ausente.

Este fenômeno é explicado pela influência dos seguintes fatores:

• no estágio de desenvolvimento embrionário, o óvulo não fertilizado começou a se dividir independentemente dentro do sistema reprodutivo da mulher;
• após a relação sexual, nem todo o material celular do óvulo foi fertilizado com esperma;
• em relação às células não fertilizadas, iniciou-se o processo de duplicação do DNA materno;
• houve um aumento errôneo no número numérico de cromossomos para 46 peças.

Um fenômeno partenogenético semelhante em humanos levou ao fato de que as células não fertilizadas bloquearam o desenvolvimento de tecidos individuais do corpo. O material do óvulo, que foi fertilizado pelo esperma, proporcionou a formação posterior do corpo da criança.

Um menino com desenvolvimento partenogenético parcial tinha as seguintes patologias:

• assimetria da face causada pela desproporcionalidade de suas partes individuais;
• deficiência cognitiva e dificuldades de aprendizagem;
• ausência do genoma paterno na estrutura dos leucócitos e células da pele.

Os órgãos internos da criança, bem como outros sistemas de suporte de vida do corpo, funcionaram sem perturbações. Apesar da preservação da saúde geral do corpo, o resultado da partenogênese parcial em humanos foram anomalias genéticas de seu desenvolvimento.

Pesquisar

A tabela abaixo descreve os estudos científicos que se dedicam ao estudo de casos de desenvolvimento partenogenético em humanos.

Cientistas	A essência da pesquisa e das teorias científicas
Helen Sperway	Helen Sperway é uma geneticista com especialização em biologia reprodutiva. Em 1955, de acordo com os resultados de estudos de laboratório, ela fez um relatório no qual admitia a possibilidade de um "nascimento virginal" de uma pessoa segundo o princípio da partenogênese. Informações teóricas fornecidas por H. Sperway, formou a base para novos experimentos.
Hwang Woo-Suk	Em 2004, o cientista sul-coreano, geneticista Hwang Woo-Sok, pela primeira vez em um laboratório biológico, criou embriões humanos obtidos como resultado de partenogênese.
Isigaru Matchaki	Cientista I. da Universidade de Tóquio Matchaki em 2019, desenvolveu 7 linhas de células-tronco de sucesso do corpo humano, que foram obtidas como resultado da divisão partenogenética.

Pesquisas científicas mostram que de fato é possível o nascimento de uma pessoa partenogenética, mas com várias anormalidades genéticas. Experimentos de laboratório nessa direção se limitam à remoção de células-tronco obtidas com base no material genético de uma mulher.

Partenogênese e doenças humanas

O desenvolvimento intrauterino de uma pessoa com partenogênese parcial pode levar a várias anormalidades genéticas. É impossível prever a ocorrência de doenças congênitas do corpo. Na maioria das vezes, o resultado do nascimento partenogenético são defeitos na aparência, distúrbios disfuncionais do sistema nervoso central. Dependendo da qualidade do material genético da mãe, é possível a manifestação de doenças hereditárias com vários sintomas.

É possível o nascimento de uma criança partenogenética?

Na prática médica, ocorrem casos pontuais de nascimento de filhos partenogenéticos, cuja formação ocorreu a partir de um oócito ativado. Em geral, existem mais de uma dúzia dessas anomalias no desenvolvimento intra-uterino.

Em todos os casos, sem exceção, as crianças partenogenéticas tinham patologias genéticas congênitas. Não há dados cientificamente comprovados de que a partir de óvulos de mulher sem fertilização preliminar esperma, uma criança saudável nasceu sem sinais de distúrbios no funcionamento dos órgãos e sistemas internos suporte de vida do corpo.

Exemplos do fenômeno

Em algumas espécies de animais, plantas, insetos e invertebrados, a reprodução total ou parcial por partenogênese faz parte de seu mecanismo reprodutivo. Para uma pessoa, tal forma de procriação é considerada uma anomalia que ocorre na fase de concepção de um filho.

Um exemplo de desenvolvimento partenogenético são crianças com patologias congênitas do corpo que surgem devido à duplicação de informações hereditárias da mãe, bem como a ausência parcial do genoma na paterna linhas. A consequência do desenvolvimento partenogenético das crianças é a assimetria de partes individuais do corpo, doenças de pele e defeitos de órgãos internos.

A partenogênese é uma das formas de reprodução assexuada que está presente em tubarões, pulgões, abelhas, vespas e na maioria dos lagartos de várias espécies. Uma característica distintiva do desenvolvimento partenogenético é a formação de um embrião com base no material genético da mãe.

Além disso, no processo de concepção, o uso de espermatozóides masculinos não é necessário. Na prática médica, não existem dados comprovados cientificamente sobre a existência de crianças totalmente saudáveis, cujo nascimento ocorreu com partenogênese parcial.

Vídeo sobre partenogênese

A Imaculada Conceição existe? Partenogênese: