Como as fêmeas de algumas espécies conseguem engravidar sem um macho

Cada vez mais pesquisas científicas revelam como algumas fêmeas de diversas espécies podem se reproduzir por partenogênese -- sem participação do macho.

Um dragão-d'água-chinês eclodiu de um ovo no Smithsonian National Zoo, um zoológico em Washington, nos Estados Unidos, o que deixou os tratadores chocados. Por quê? A mãe do pequeno réptil nunca tinha estado com um macho antes. Por meio de testes genéticos, os cientistas do zoológico descobriram que a fêmea, nascida em 24 de agosto de 2016, havia sido gerada por meio de um modo reprodutivo chamado partenogênese.

Partenogênese é uma palavra grega que significa "nascimento virgem", mas se refere especificamente à reprodução assexuada feminina. Embora muitas pessoas possam presumir que esse tipo de gestação é assunto da ficção científica ou de textos religiosos, a partenogênese é surpreendentemente comum em toda a árvore da vida e é encontrada em uma variedade de organismos, incluindo plantas, insetos, peixes, répteis e até pássaros.

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Já os mamíferos, incluindo os seres humanos, precisam de certos genes oriundos do esperma, então eles são incapazes de partenogênese.

Geração de filhotes sem esperma

A reprodução sexual envolve uma fêmea e um macho, cada um contribuindo com material genético na forma de óvulos ou esperma, para criar uma prole única. A grande maioria das espécies de animais se reproduz sexualmente, mas as fêmeas de algumas espécies são capazes de produzir ovos contendo todo o material genético necessário para a reprodução.

As fêmeas dessas espécies, que incluem algumas vespas, crustáceos e lagartos, se reproduzem apenas por partenogênese e são chamadas de partenógenos obrigatórios.

Um grande número de espécies experimenta partenogênese espontânea, processo mais bem documentado em animais mantidos em ambientes de zoológico, como o dragão-d'água-chinês no Smithsonian National Zoo ou um tubarão-de-pontas-negras-do-recife no Aquário de Virgínia, também nos Estados Unidos. Os partenógenos espontâneos geralmente se reproduzem sexualmente, mas podem ter ciclos ocasionais que produzem óvulos prontos para o desenvolvimento.

Os cientistas aprenderam que a partenogênese espontânea pode ser um traço hereditário, o que significa que as fêmeas que experimentam de repente a partenogênese podem ter mais probabilidade de ter filhotes capazes de fazer o mesmo.

Como as fêmeas podem fertilizar seus próprios ovos?

Para que a partenogênese aconteça, uma cadeia de eventos celulares deve ocorrer com sucesso. Primeiro, as fêmeas devem ser capazes de criar óvulos (oogênese) sem estimulação de espermatozoides ou acasalamento. Em segundo lugar, os ovos produzidos pelas fêmeas precisam começar a se desenvolver por conta própria, formando um embrião em estágio inicial. Finalmente, os ovos devem chocar com sucesso.

Cada etapa desse processo pode falhar facilmente, em sua maioria na etapa dois, que exige que os cromossomos do DNA dentro do ovo se dupliquem, garantindo um complemento de genes para a prole em desenvolvimento.

De maneira alternativa, o ovo pode ser "fertilizado artificialmente" por células remanescentes do processo de produção de ovo conhecido como corpos polares. Qualquer que seja o método que dê início ao desenvolvimento do embrião, em última análise, ele determinará o nível de similaridade genética entre a mãe e sua prole.

Os eventos que desencadeiam a partenogênese ainda não são totalmente compreendidos pela ciência, mas parecem incluir mudanças ambientais. Em espécies que são capazes de reprodução sexuada e partenogênese, como os pulgões, fatores estressantes como aglomeração e predação podem fazer com que as fêmeas mudem da partenogênese para a reprodução sexuada, mas não o contrário. Em pelo menos um tipo de plâncton de água doce, a alta salinidade parece causar a mesma mudança.

Vantagens da auto-reprodução

Embora a partenogênese espontânea pareça ser rara, ela oferece alguns benefícios para a fêmea que consegue alcançá-la. Em alguns casos, pode permitir que as fêmeas gerem seus próprios parceiros de acasalamento.

O sexo da prole partenogenética é determinado pelo mesmo método, ou seja, na própria espécie.

Para organismos onde o sexo é determinado por cromossomos, como os cromossomos XX feminino e XY masculino em alguns insetos, peixes e répteis, uma fêmea partenogenética pode produzir descendentes apenas com os cromossomos sexuais que ela tem em mãos - o que significa que ela sempre produzirá XX, descendentes femininos. Mas para organismos em que as fêmeas têm cromossomos sexuais ZW (como em cobras e pássaros), todos os descendentes vivos produzidos serão ZZ e, portanto, machos ou, muito mais raramente, WW - fêmeas.

Entre 1997 e 1999, uma serpente mantida no zoológico de Phoenix deu à luz dois filhotes machos que sobreviveram até a idade adulta. Se uma fêmea acasalasse com seu filho produzido partenogeneticamente, isso constituiria consanguinidade.

Embora a consanguinidade possa resultar em uma série de problemas genéticos, de uma perspectiva evolutiva é melhor do que não ter descendência. A capacidade das fêmeas de produzir descendentes masculinos por meio da partenogênese também sugere que a reprodução assexuada na natureza pode ser mais comum do que os cientistas jamais imaginaram.

Os biólogos observaram, por longos períodos de tempo, que as espécies que se reproduzem por partenogênese frequentemente morrem de doenças, parasitismo ou mudanças no habitat. A endogamia inerente às espécies partenogenéticas parece contribuir para curtos cronogramas evolutivos.

As pesquisas científicas atuais sobre partenogênese buscam entender por que algumas espécies são capazes de sexo e partenogênese, e se a reprodução sexuada ocasional pode ser suficiente para uma espécie sobreviver.

*Mercedes Burns é professora-assistente de Ciências Biológicas na Universidade de Maryland (EUA)

Este artigo foi publicado originalmente no site acadêmico The Conversation. Leia a versão original em inglês.