(CNN) (The Conversation) – Un dragón de agua asiático eclosionó 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. A través de pruebas genéticas, los científicos del zoológico descubrieron que la hembra recién nacida, 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 de vírgenes”, 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, incluyendo plantas, insectos, peces, reptiles e incluso aves. Debido a que los mamíferos, incluidos los seres humanos, requieren que ciertos genes provengan de espermatozoides, los mamíferos son incapaces de la partenogénesis.
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Creando descendencia sin esperma
La reproducción sexual involucra a una hembra y a un macho, cada uno aportando material genético en forma de óvulos o espermatozoides, para crear una descendencia única. La gran mayoría de las especies animales se reproducen sexualmente, pero las hembras de algunas especies son capaces de 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 a través de la partenogénesis y se llaman partenógenos obligados.
Un mayor número de especies experimentan partenogénesis espontánea, mejor documentada en animales mantenidos en entornos zoológicos, como el dragón acuático asiático en el Zoológico Nacional o un tiburón de punta negra en el Acuario de Virginia. Los partenógenos espontáneos generalmente se reproducen sexualmente, pero pueden tener ciclos ocasionales que producen huevos listos para el desarrollo.
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Los científicos han aprendido que la partenogénesis espontánea puede ser un rasgo hereditario, lo que significa que las mujeres que experimentan partenogénesis repentinamente podrían tener más probabilidades de tener hijas que puedan hacer lo mismo.
¿Cómo pueden las hembras fertilizar sus propios óvulos?
Para que ocurra la partenogénesis, se debe desarrollar con éxito una cadena de eventos celulares. En primer lugar, las hembras deben ser capaces de crear óvulos (ogénesis) sin estimulación de espermatozoides o apareamiento. En segundo lugar, los huevos producidos por las hembras deben comenzar a desarrollarse por sí solos, 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 los cromosomas de ADN dentro del huevo se dupliquen, asegurando un complemento completo de genes para la descendencia en desarrollo.
Alternativamente, el óvulo puede ser “fecundado en falso” por las células sobrantes del proceso de producción de óvulos conocido 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 entienden completamente, pero parecen incluir el cambio ambiental. En especies que son capaces tanto de reproducción sexual como de partenogénesis, como pulgones, los factores estresantes como el hacinamiento y la depredación pueden hacer que las hembras cambien 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.
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Ventajas de la autoeproducción
Aunque la partenogénesis espontánea parece ser rara, proporciona algunos beneficios a la mujer que puede lograrla. En algunos casos, puede permitir a las hembras generar sus propias parejas de apareamiento.
El sexo de la descendencia partenogenética se determina por el mismo método en que se determina el sexo en la propia especie. Para los organismos donde el sexo está determinado por cromosomas, como los cromosomas masculinos XX y XY masculinos en algunos insectos, peces y reptiles, una hembra partenogenética solo puede producir descendencia con los cromosomas sexuales que tiene a mano, lo que significa que siempre producirá XX crías femeninas. Pero para los organismos donde las hembras tienen cromosomas sexuales ZW (como en serpientes y aves), todas las crías vivas producidas serán ZZ y, por lo tanto, masculinas, o mucho más raramente, WW y femeninas.
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Entre 1997 y 1999, una serpiente de liga 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 apareara con su hijo de producción partenogenética, constituiría endogamia. Si bien la endogamia puede resultar en una serie de problemas genéticos, desde una perspectiva evolutiva es mejor que no tener descendencia en absoluto. La capacidad de las mujeres 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 dieron cuenta antes.
Los biólogos han observado, durante largos períodos de tiempo, que las especies que son partenógenos obligados a menudo mueren por enfermedades, parasitismo o cambios en el hábitat. La endogamia inherente a las especies partenogenéticas parece contribuir a sus cortas líneas de tiempo evolutivas.
La investigación actual sobre la partenogénesis busca entender 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.
Mercedes Burns es profesora asistente de ciencias biológicas en la Universidad de Maryland en el condado de Baltimore. Burns ha recibido previamente financiación de la Fundación Nacional de Ciencias.
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