PARTENOGÉNESIS: EN QUÈ CONSISTEIX, TIPUS, ORGANISMES - BIOLOGIA - 2025

La partenogènesi és la producció d'un embrió a partir d'un gàmeta femení sense contribució genètica d'un gàmeta masculí, amb o sense desenvolupament eventual en un adult. En la majoria dels casos no existeix cap participació de l'gàmeta masculí en el procés reproductiu.

No obstant això, hi ha un cas particular de partenogènesi denominat gimnogénesis, en el quin és necessària la seva participació. En aquest cas, l'espermatozoide entra en l'òvul i l'activa per iniciï el desenvolupament d'un nou organisme.

Poeciliopsis gracilis, espècie de peix de centre Amèrica, amb reproducció partenogenética. Fotografia de Coletti, T. Presa i editada de fishbase.de

La partenogènesi és un fenomen molt comú entre les plantes i els animals. Hi estimacions que pot ocórrer en fins a l'1% del nombre total d'espècies conegudes.

És una manera de reproducció que pot succeir en pràcticament tots els grans grups d'animals i plantes. L'excepció potser està en els taxons més evolucionats, com gimnospermes i mamífers, en els quals no hi ha registres fiables de la seva ocurrència.

En què consisteix la partenogènesi?

El concepte més senzill de partenogènesi assenyala que és el desenvolupament de la cèl·lula de l'ou en un nou individu sense que passi fertilització. No obstant això, en molts animals els embrions produïts sense fertilització pateixen una alta mortalitat.

En alguns altres casos, cal la concurrència d'un gàmeta masculí només per activar el desenvolupament. Per això es pot dir que la partenogènesi consisteix a "la producció d'un embrió a partir d'un gàmeta femení sense cap contribució genètica d'un gàmeta masculí amb o sense desenvolupament eventual en un adult".

tipus

Depenent dels mecanismes citològics involucrats, la partenogènesi pot ser de diversos tipus, entre ells:

-Ticopartenogénesis

També denominada partenogènesi facultativa, és cridada d'aquesta manera quan el desenvolupament dels ous no fecundats passa ocasional i espontàniament. Aquest tipus de partenogènesi és molt freqüent en animals.

Segons alguns autors és l'únic tipus real de partenogènesi. La formació de gàmetes a la ticopartenogénesis pot, o no, involucrar divisions meiòtiques. Segons la presència o absència de meiosi aquesta partenogènesi pot al seu torn dividir-se en:

partenogénesis apomíctica

També denominada ameiótica o diploide. En aquesta hi ha supressió de la meiosi. Els fills es desenvolupen a partir d'ous no fertilitzats, a través d'una divisió mitòtica.

Dóna origen a organismes idèntics genèticament a la mare. Aquest tipus de partenogènesi sol ocórrer en rotífers i la majoria dels grups d'artròpodes.

partenogénesis automictica

També denominada meiòtica o haploide. En aquest procés es manté la meiosi. La restauració de la condició diploide passa per la duplicació o fusió de gàmetes produïts per la mare. Aquest tipus de partenogènesi passa amb molta freqüència en insectes.

-Ginogénesis

La ginogènesi és un tipus especial de reproducció sexual. En aquesta, cal que l'espermatozoide penetri en l'òvul per activar el desenvolupament embrionari.

Però, a canvi de la fecundació normal, no passa fusió dels nuclis masculí i femení. Després de la fusió de gàmetes, els cromosomes de l'esperma es degeneren dins el citoplasma de l'ou o poden ser expulsats de l'zigot.

L'embrió ginogenético es desenvoluparà només a costa de el nucli de l'òvul. A causa d'això, les cries ginogenéticas són totes femelles idèntiques a la mare.

Aquest tipus de reproducció pot ocórrer quan les femelles ginogenéticas s'aparellen amb mascles de la forma bisexual de la seva mateixa espècie o d'espècies relacionades. Alguns autors no la consideren una partenogènesi pròpiament dita.

-Hibridogénesis

És una manera de reproducció "hemiclonal". En aquesta, pares d'espècies diferents s'aparellen i produeixen híbrids. La meitat de l'genoma es transmet sexualment, mentre que l'altra meitat ho fa "clonalment".

L'esperma es fusiona en el nucli de l'òvul, i els gens paterns s'expressen en teixits somàtics, però són exclosos sistemàticament de la línia germinal. Només la mare transmetrà el genoma a la següent generació.

Aquest tipus de partenogènesi sol ocórrer en espècies de peixos de l'gènere Poeciliopsis, i també ha estat observat en la formiga de l'desert Cataglyphis hispanica.

altres tipus

Alguns autors prefereixen una classificació més utilitària d'aquest tipus de reproducció, diferenciant la partenogènesi en altres dos tipus:

-Partenogénesis geogràfica

És caracteritzada per la coexistència d'una forma bisexual i una forma partenogenètica, en una sola espècie o en espècies properes filogenèticament, però que tenen diferent distribució geogràfica.

Els organismes partenogenéticos tendeixen a ocupar rangs diferents dels dels seus parents propers que es reprodueixen sexualment. Els organismes asexuats tendeixen a tenir distribucions més altes latitudinalment o altitudinalmente, en illes, en ambients xeròfils o en hàbitat pertorbats.

Aquest tipus de partenogènesi ha estat observada en algunes espècies de plantes, cucs, crustacis, insectes i llangardaixos.

-Partenogénesis cíclica

Els organismes poden reproduir-se tant sexual com partenogenéticamente. Durant alguns períodes de l'any es produeixen només femelles per partenogènesi.

No obstant això, en altres períodes les femelles produiran tant femelles com mascles que es reproduiran sexualment.

Origen dels llinatges partenogenéticos

En espècies bisexuals on es produeixen descendència per partenogènesi, generalment produiran femelles partenogenètiques. Aquests llinatges unisexuals emergents poden diferir molt fenotípica i genotípicament dels seus congèneres bisexuals. Hi ha diversos mecanismes que poden donar origen a aquests llinatges partenogenéticos.

espontani

La pèrdua de la interacció sexual ocorre a través de mutacions en gens que suprimeixen la meiosi, modifiquen la inducció de l'sexe per condicions ambientals, i que regulen l'expressió hormonal.

En casos extrems la mutació podria actuar "reparant" el genotip d'un llinatge estrictament partenogenético, podent aquest produir mascles i femelles partenogenètiques.

per hibridació

La hibridació és la forma més freqüent de produir llinatges partenogenéticos en animals, podent observar-se en cargols, insectes, crustacis i la majoria dels vertebrats unisexuals.

S'originen de l'encreuament de dues espècies bisexuals que posseeixen alta heterozigositat i lels típics d'espècies parentals. En aquestes, la meiosi pot ser un impediment, ocasionant la pèrdua de la sexualitat.

origen contagiós

Ocorre per hibridació entre femelles partenogenètiques i mascles de la mateixa espècie o estretament relacionades. Es creu que és la principal causa de poliploïdia en organismes unisexuals.

El flux de gens entre llinatges sexuals i partenogenéticos, permet la propagació de gens d'una manera contagiosa. A causa d'això poden originar-se a la vegada organismes sexuals, o crear una nova línia partenogenètica.

origen infecciós

Wolbachia pipientis és una espècie de bacteri de l'phylum Proteobacteria portada d'al voltant de l'20% de totes les espècies d'insectes.

És responsable de manipulacions reproductives en les seves hospederos, com la incompatibilitat citoplasmàtica, la feminització de mascles genètics, la mort masculina i la partenogènesi. Infecta artròpodes i nematodes.

Es transmet per via parental. Aquest bacteri és capaç d'induir la partenogènesi en vespes parasitoides de l'gènere Trichogramma així com en àcars i altres artròpodes.

D'altra banda, Xiphinematobacter, un altre bacteri, afecta nematodes dorylaimida, ocasionant també partenogènesi.

origen multicausal

En moltes espècies els llinatges partenogenéticos es generen per un únic mecanisme. No obstant això, en altres espècies poden sorgir a través de diversos mecanismes. Per exemple, els llinatges partenogenéticos dels ostracodes sovint tenen un doble origen.

Els clons diploides s'originen a partir de la pèrdua espontània de la sexualitat, mentre que els clons poliploides sorgeixen de la hibridació entre mascles i femelles partenogenètiques de la mateixa espècie o d'espècies relacionades.

Un altre exemple és el cas de l'áfido Rhopalosiphum padi. En aquesta espècie els llinatges partenogenéticos poden sorgir de tres orígens diferents: espontani, híbrid o contagiós.

Organismes en què ocorre la partenogènesi

rotífers

Entre els Rotifera ha espècies que es reprodueixen únicament per partenogènesi apomíctica femenina i espècies que alternen aquesta partenogènesi amb la reproducció sexual ordinària.

La transició entre la reproducció asexual i sexual és controlada per l'ambient. L'èxit de les espècies de rotífers que han perdut la reproducció sexual per complet es deu, segons alguns autors, a l'acumulació de mutacions durant els períodes de reproducció partenogenética apomíctica exponencial.

Això, juntament amb l'encreuament «mitòtic», permetria que es produeixi suficient diversitat genotípica per adaptar-se a diferents condicions ambientals. D'aquesta manera s'eliminaria un gran avantatge de la reproducció sexual.

mol·luscs

La partenogènesi ha estat assenyalada per a algunes espècies de mol·luscs gastrópodos. Entre aquestes espècies estan Potamopyrgus antipodarum, Tarebia granifera, i totes les espècies de l'gènere Melanoides.

Tots els representants d'aquest últim gènere, excepte la raça diploide de M. tuberculata, són poliploides.

crustacis

Aquest tipus de reproducció ha estat documentada per nombrosos grups de crustacis, incloent notostracos, conchostracos, anostracos, cladòcers, decàpodes i ostràcodes.

En Cladocera la forma de reproducció típica és mitjançant partenogènesi cíclica. Les femelles es reprodueixen partenogenéticamente des de la primavera fins a l'estiu.

Quan les condicions ambientals són adverses, els organismes es reprodueixen sexualment, amb la finalitat de formar ous enquistats que puguin sobreviure llargs períodes en estats de latència.

Crustaci Cladocera Daphnia longispina amb ous partenogenéticos. Fotografia de Roland Birke / Photolibrary / Getty Images. Presa i editada de thoughtco.com

Els crancs de marbre (Procambarus fallax forma virginalis) són els únics crustacis decàpodes coneguts que es reprodueixen només per partenogènesi.

vertebrats

Entre els peixos cartilaginosos, la partenogènesi passa a el menys a la ratlla àguila, el tauró zebra i el tauró martell. En peixos ossis s'ha reportat hibridogénesis per a espècies de l'gènere Poecilliopsis.

Alguns altres peixos poden alternar reproducció sexual i partenogenética. Nombroses espècies de sargantanes es reprodueixen per partenogènesi. Es creu que la hibridació és la principal causa d'aquest tipus de reproducció en les mateixes.

També ha estat reportada ticopartenogénesis en altres grups de rèptils, principalment en pitons i altres colobres. En aus ha estat observada partenogènesi espontània en gallines, galls dindis i algunes espècies de guatlles.

En els mamífers, els genomes materns i paterns són necessaris per al desenvolupament embrionari normal. A causa d'això, la partenogènesi no ocorre en forma natural en aquests organismes.

Aquesta ha estat assolida de forma experimental en laboratori. No obstant això, la partenogènesi induïda sol resultar en un desenvolupament anormal.

plantes

Nombroses espècies de plantes presenten patrons ben definits de partenogènesi geogràfica, on les formes partenogenètiques se situen més cap a les zones fredes. Les formes sexuals, per la seva banda són més tropicals que els seus parells asexuals.

referències

1. C. Simon, F. Delmonte, C. Rispe, T. Crease (2003). Phylogenetic relationships between parthenogens and their sexual Relatives: the possible routes to parthenogenesis in animals. Biological Journal of the Linnean Society.
2. G. Scholtz, A. Braband, L. Tolley, A. Reiman, B. Mittmann, C. Lukhaup, F. Steuerwald, G. Vogt (2003). Parthenogenesis in an outsider Crayfish. Nature.
3. U. Mittwoch (1978). Parthenogenesis review article. Journal of Medical Genetics.
4. NB Tcherfas (1971). Natural and artificial gynogenesis of fish. En: FAO 1971 Seminar / Study Tour in the USSR on Genetic Selection and Hybridization of Cultivated Fishes. 19 April - 29 mai 1968. Lectures. Rep. FAO / UNDP (TA), Recuperat de fao.org/.
5. PA Eyer, L. Leniaud, H. Darras i S. Aron (2013). Hybridogenesis through thelytokous parthenogenesis in two Cataglyphis desert ants. Molecular Ecology.
6. RKK Koivisto, HR Braig (2003). Microorganisms and parthenogenesis. Biological Journal of the Linnean Society.