¿Qué es la Partenogénesis?
La partenogénesis es una forma de reproducción asexual en la cual los huevos se desarrollan sin ser fertilizados por el esperma del macho. Se le llama también reproducción virginal y es aquella en la cual el óvulo tiene la capacidad de desarrollarse sin que haya sido fecundado. Es un tipo de reproducción asexual en la que la descendencia proviene de un óvulo sin fecundar. En esta forma de reproducción, no interviene la fecundación, lo que implica que la descendencia no presenta ADN del padre.
Mecanismos Genéticos de la Partenogénesis
En la reproducción sexual habitual, al unirse el óvulo y el espermatozoide (ambos haploides, con "n" número de cromosomas cada uno) se obtiene un individuo diploide (con dos copias de cada cromosoma, 2n cromosomas en cada célula) con material genético único, fruto de la combinación del ADN del padre y de la madre. Sin embargo, en el caso de los animales partenogenéticos, se debe suplir la falta de material genético paterno, ya que en muchas especies los individuos haploides no suelen ser viables.
Para ello, en estas especies se suele reestablecer la diploidía (2n cromosomas) mediante un proceso llamado automixis. Las hembras de las especies realmente partenogénicas producen óvulos haploides (con "n" cromosomas) que se vuelven diploides (2n cromosomas) mediante dos ciclos de división consecutivos durante la meiosis (automixis).
Un esquema de la formación de los cuerpos polares durante la ovogénesis ilustra cómo estos pueden ayudar a los reptiles partenogénicos a recuperar la diploidía. Los animales triploides (3n) o tetraploides (4n) se dan en especies híbridas asexuales, aunque en muchos casos no suelen ser viables. La presencia de genomas triploides, tetraploides, etc., es frecuente en reptiles unisexuales, ya que su origen híbrido hace que a veces los genomas no se puedan mezclar.
Partenogénesis en Insectos y Ninfas
La partenogénesis es un fenómeno muy frecuente en muchos insectos, como los áfidos (pulgones), cóccidos (guaguas) y algunos coleópteros. En las especies animales partenogenéticas, las hembras pueden producir individuos clónicos hembras a partir de los óvulos sin fecundar. Como resultado, las hembras «paren» ninfas de pulgones desarrolladas, que son genéticamente iguales a sus madres.
REPRODUCCIÓN de las PLANTAS 🌱 (Sexual, Asexual, con Flores y sin Flores)
Adaptación a las Condiciones Ambientales
Algunos grupos de invertebrados, como los áfidos, presentan reproducción asexual partenogénica desde la primavera hasta principios de otoño, cuando las condiciones son favorables. En estas condiciones, los áfidos aprovechan para aumentar rápida y eficazmente el número de individuos asexualmente.
Sin embargo, cuando la colonia de hembras clónicas aumenta, los recursos empiezan a escasear. La planta, o parte de ella, acaba muriendo, bien por la pérdida de savia o bien por las enfermedades que los pulgones le han transmitido. Si la planta muere, los pulgones se quedan sin comida. Resulta que los clones hembra no tienen alas, por lo que su capacidad de movimiento es sumamente reducida. Si los clones hembra no se pueden desplazar, morirán de inanición.
La solución radica en adoptar otra estrategia reproductiva. En lugar de producir clones hembra diploides partenogenéticas no aladas, comienzan a «parir» machos y hembras haploides alados. Al llegar el otoño, las hembras partenogénicas empiezan a parir machos y hembras sexuales. Los dos sexos se producen por partenogénesis y llevan el 100% del ADN de la madre. Los individuos sexuados y alados se dispersan para evitar reproducirse con sus hermanos. Éstos copularán y las hembras pondrán huevos resistentes que pasarán el invierno. Así, en una población con machos y hembras, habrá lugar para la reproducción sexual a la que todos estamos más acostumbrados. La generación fruto de la reproducción sexual es diploide, pero esta vez con alas. Es aquella en la cual de los huevos no fecundados se obtienen individuos masculinos y femeninos; por ejemplo, las generaciones sexuadas de los áfidos (pulgones).
Haplodiploidía en Himenópteros
La haplodiploidía es un fenómeno que se observa en dos órdenes de insectos, los himenópteros (abejas, hormigas y avispas) y los tisanópteros (trips o arañuelas). Se muestra principalmente en los himenópteros, así como en otros órdenes, como los phasmatodea, donde incluso hay especies que sólo se reproducen partenogenéticamente.
En la abeja de la miel, cuando una abeja reina se reproduce con un zángano (abeja macho), todos los individuos diploides (2n) se convertirán en hembras, con ADN combinado de la reina y el zángano. En cambio, los zánganos nacen por partenogénesis, en que un óvulo de la reina empezará a desarrollarse en un zángano haploide (n). El nacimiento de los individuos está dado de la siguiente forma: si son machos, el huevo no fue fecundado, y si es fecundado, nacen hembras. Esto implica que los individuos de una colonia descendientes de una misma reina estén mucho más emparentados entre ellos que los hermanos normales (los zánganos llevan el 100% del ADN materno).
Partenogénesis en Otros Animales
Aves
En algunas especies de aves, las hembras pueden poner huevos sin la necesidad de un macho en un proceso conocido como partenogénesis. La razón detrás de la partenogénesis en aves no está completamente comprendida, pero se cree que puede ser una respuesta adaptativa a ciertas condiciones ambientales o circunstancias. En algunas especies, las hembras pueden poner huevos partenogenéticos al comienzo de la temporada de reproducción, antes de encontrar un macho. Es importante mencionar que la partenogénesis en aves no es común y es más frecuente en algunos grupos, como los patos, pavos y palomas.
Reptiles
El único grupo de vertebrados en el que se observa partenogénesis auténtica de forma obligada es en los escamosos, con unas 50 especies de lagartos y una especie de serpiente. Estas especies son unisexuales, siendo todos los individuos hembras que se reproducen asexualmente sin la intervención de ningún macho. La partenogénesis auténtica es especialmente conocida en la serpiente ciega de brahmin (Ramphotyphlops brahminus) y en muchas especies de lagartijas, donde las hembras generan clones de ellas mismas. Se da la partenogénesis con bastante frecuencia en algunas especies de gecko como el Heteronotia binoei y excepcionalmente en varanos como el Varanus komodensis.
Un ejemplar de serpiente ciega de brahmin (Ramphotyphlops brahminus) es el único ofidio unisexual conocido, en el que todos los individuos encontrados hasta la fecha son hembras. Las especies de lagartijas partenogenéticas (igual que en muchos anfibios) probablemente se originaron por un fenómeno de hibridación entre dos especies sexuales.
La especie Cnemidophorus uniparens es una lagartija partenogénica unisexual fruto de la hibridación entre C. inornatus y C. burti. El híbrido resultante se reprodujo de nuevo con C. inornatus, formando la especie triploide (3n) partenogénica C. uniparens. Lagarto de cola látigo de la especie Cnemidophorus uniparens es un ejemplo de especie partenogénica en que todos los ejemplares son hembras.
Hay casos aislados de tiburones, serpientes y dragones de Komodo hembras en cautividad que se han reproducido sin que hubiese fecundación o cópula con un macho. Por ejemplo, se ha documentado la cría de dragón de Komodo (Varanus komodoensis) nacida por partenogénesis accidental en el Zoo de Chester.
En C. uniparens se han observado conductas sexuales en las que una hembra hace de macho y “monta” a otra hembra juntando sus cloacas. Se ha visto que las hembras que son montadas aumentan la cantidad de huevos que producen después de esta cópula simulada. Un ejemplo visual muestra tres especies de lagartos de cola látigo: el del medio, Cnemidophorus neomexicanus, es una especie unisexual partenogénica, resultado de la hibridación de dos especies bisexuales, C. inornatus (izquierda) y C. tigris (derecha).
Rotíferos
Algunos animales acuáticos pequeños, los rotíferos bdelloideos, son partenogenéticos y han sobrevivido durante millones de años sin sexo, sirviendo como sistema modelo experimental. La reproducción partenogenética ocurre también por influencias de las condiciones externas. No siendo claro el estatus de estas "especies", es factible que tengan fases de reproducción sexual en algún momento histórico, mientras en otro se reproduzcan por partenogénesis.
Un esquema del ciclo vital de un rotífero ilustra cómo se alterna la reproducción asexual con partenogénesis en períodos de buenas condiciones ambientales, con la reproducción sexual con un macho haploide cuando las condiciones no son óptimas.
Ventajas y Desventajas Evolutivas de la Partenogénesis
La partenogénesis puede ser una estrategia reproductiva eficaz en ausencia de machos o en condiciones específicas, pero conlleva ciertas desventajas genéticas. Cuando la reproducción es puramente partenogenética, la descendencia es genéticamente idéntica a la madre, lo que reduce la variabilidad genética.
Si la reproducción es partenogenética durante varias generaciones, las crías, aunque clónicas, pueden ir perdiendo fuerza genéticamente, lo que puede resultar en individuos más débiles que morirán al nacer o al mudar. La nueva descendencia sexual, sin embargo, tendrá una dotación génica ligeramente distinta de la generación parental. La formación de descendencia distinta a la parental es la base de la selección natural.
Además, si no hay recombinación genética periódica por la fusión del óvulo y el espermatozoide, se corre el riesgo de acumular mutaciones perjudiciales para la especie. Aun siendo especies partenogénicas auténticas, muchos de estos escamosos mantienen la capacidad de incorporar ADN nuevo a la descendencia. Matthew Meselson asume que la ventaja del sexo puede descansar en su capacidad de reducir lo que él llama los "parásitos genéticos" (los elementos transferibles), que son pedazos de ADN que se multiplican a sí mismos y pueden causar un daño genético.
Dado el proceso de meiosis, los machos y hembras resultantes de una alternancia entre reproducción sexual y partenogenética no son exactamente clones de sus madres, sino que poseen ciertas diferencias en su dotación génica, lo que contribuye a la variabilidad.
Origen y Agentes Causantes
Determinar cómo apareció la partenogénesis en los seres vivos es todo un desafío, pero la investigación científica va desvelando este misterio. Un agente causante de la partenogénesis es una bacteria que pertenece a la orden Rickettsiales, denominada Wolbachia, que induce a la partenogénesis de artrópodos y nemátodos. Se especula que esta bacteria ingresó en el ADN (ácido desoxirribonucleico) de estos animales modificándolo.
Improbabilidad de la Partenogénesis en Humanos
La existencia de un proceso similar a la partenogénesis en los seres humanos es muy improbable (por no decir imposible) que pueda ocurrir. Además, si una mujer hubiese tenido un hijo sin fecundación, probablemente éste hubiese sido una niña, ya que de ningún modo hubiese podido adquirir el cromosoma Y.