Nacimientos vírgenes por partenogénesis: cómo las hembras de algunas especies pueden reproducirse sin machos

dragones de agua asiáticos

La partenogénesis se encuentra en una variedad de organismos, que incluyen plantas, insectos, peces, reptiles e incluso aves

Un dragón de agua asiático nació de un huevo en el Zoológico Nacional Smithsonian, y sus cuidadores se sorprendieron. ¿Por qué? Su madre nunca había estado con un dragón de agua macho (Physignathus cocincinus).

A través de pruebas genéticas, los científicos del zoológico descubrieron que la hembra recién nacida, el 24 de agosto de 2016, se había producido a través de un modo reproductivo llamado partenogénesis.

Partenogénesis es una palabra griega que significa "creación virgen", pero se refiere específicamente a la reproducción asexual femenina. Si bien muchas personas pueden asumir que este comportamiento es el dominio de la ciencia ficción o los textos religiosos, la partenogénesis es sorprendentemente común en todo el árbol de la vida y se encuentra en una variedad de organismos, que incluyen plantas, insectos, peces, reptiles e incluso aves.

Debido a que los mamíferos, incluidos los seres humanos, requieren que ciertos genes provengan de los espermatozoides, los mamíferos son incapaces de partenogénesis.

Creando descendencia sin esperma

La reproducción sexual involucra a una hembra y un macho, cada uno contribuyendo con material genético en forma de óvulos o esperma, para crear una descendencia única. La gran mayoría de las especies animales se reproducen sexualmente, pero las hembras de algunas especies pueden producir huevos que contienen todo el material genético necesario para la reproducción.

Las hembras de estas especies, que incluyen algunas avispas, crustáceos y lagartos, se reproducen solo mediante partenogénesis y se denominan partenógenos obligados.

pulga de agua dulceUn mayor número de especies experimentan partenogénesis espontánea, mejor documentada en animales mantenidos en entornos de zoológicos, como el dragón de agua asiático en el Zoológico Nacional o un tiburón de puntas negras en el Acuario de Virginia. Los partenógenos espontáneos generalmente se reproducen sexualmente, pero pueden tener ciclos ocasionales que producen huevos listos para el desarrollo.

Los científicos han aprendido que la partenogénesis espontánea puede ser un rasgo hereditario, lo que significa que las hembras que experimentan partenogénesis repentinamente podrían tener más probabilidades de tener hijas que puedan hacer lo mismo.

¿Cómo pueden las hembras fertilizar sus propios huevos?

Para que ocurra la partenogénesis, debe desarrollarse con éxito una cadena de eventos celulares. En primer lugar, las hembras deben poder crear óvulos (ovogénesis) sin estimulación de los espermatozoides o el apareamiento. En segundo lugar, los huevos producidos por las hembras deben comenzar a desarrollarse por sí mismos, formando un embrión en etapa temprana. Finalmente, los huevos deben eclosionar con éxito.

Cada paso de este proceso puede fallar fácilmente, particularmente el paso dos, que requiere que se dupliquen los cromosomas del ADN dentro del óvulo, asegurando un complemento completo de genes para la descendencia en desarrollo. Alternativamente, el óvulo puede ser "falso fertilizado" por las células sobrantes del proceso de producción del huevo conocidas como cuerpos polares. Cualquiera que sea el método que inicie el desarrollo del embrión determinará en última instancia el nivel de similitud genética entre la madre y su descendencia.

Los eventos que desencadenan la partenogénesis no se comprenden completamente, pero parecen incluir el cambio ambiental. En especies que son capaces tanto de reproducción sexual como de partenogénesis, como los pulgones, factores estresantes como el hacinamiento y la depredación pueden hacer que las hembras pasen de la partenogénesis a la reproducción sexual, pero no al revés. En al menos un tipo de plancton de agua dulce, la alta salinidad parece causar el cambio.

Ventajas de la autorreproducción

Aunque la partenogénesis espontánea parece ser poco común, proporciona algunos beneficios a la hembra que puede lograrla. En algunos casos, puede permitir que las hembras generen sus propias parejas de apareamiento.

El sexo de la descendencia partenogenética se determina mediante el mismo método que el sexo se determina en la propia especie. Para organismos donde el sexo está determinado por cromosomas, como los cromosomas XX femenino y XY masculino en algunos insectos, peces y reptiles, una hembra partenogenética puede producir descendencia sólo con los cromosomas sexuales que tenga a mano, lo que significa que siempre producirá XX descendencia femenina. Pero para los organismos donde las hembras tienen cromosomas sexuales ZW (como en serpientes y aves), toda la descendencia viva producida será ZZ, y por lo tanto macho, o mucho más raramente, WW y hembra.

Entre 1997 y 1999, una serpiente liguera a cuadros mantenida en el zoológico de Phoenix dio a luz a dos crías masculinas que finalmente sobrevivieron hasta la edad adulta. Si una hembra se aparease con su hijo producido partenogenéticamente, constituiría endogamia. Si bien la endogamia puede resultar en una serie de problemas genéticos, desde una perspectiva evolutiva es mejor que no tener descendencia. La capacidad de las hembras para producir descendencia masculina a través de la partenogénesis también sugiere que la reproducción asexual en la naturaleza puede ser más común de lo que los científicos se habían dado cuenta antes.

Los biólogos han observado, durante largos períodos de tiempo, que las especies que son partenógenos obligados con frecuencia mueren a causa de enfermedades, parasitismo o cambios en el hábitat. La endogamia inherente a las especies partenogenéticas parece contribuir a sus breves líneas de tiempo evolutivas.

La investigación actual sobre la partenogénesis busca comprender por qué algunas especies son capaces tanto del sexo como de la partenogénesis, y si la reproducción sexual ocasional podría ser suficiente para que una especie sobreviva.

Este artículo fue publicado originalmente en inglés en The Conversation bajo una licencia Creative Commons. Lee el artículo original: Virgin births from parthenogenesis: How females from some species can reproduce without males

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