Nota del editor: Las opiniones expresadas en este artículo son únicamente de los escritores. CNN presenta el trabajo de The Conversation, una colaboración entre periodistas y académicos para proporcionar análisis y comentarios de noticias. El contenido es producido únicamente por The Conversation.
(The Conversation) – Un dragón de agua asiático salió de un huevo en el Zoológico Nacional del Smithsonian, y sus cuidadores quedaron sorprendidos. Su madre nunca había estado con un dragón de agua macho. Mediante pruebas genéticas, los científicos del zoológico descubrieron que la hembra, que nació el 24 de agosto de 2016, había sido producida mediante un modo de reproducción llamado partenogénesis.
Partenogénesis es una palabra griega que significa “creación virgen”, pero se refiere específicamente a la reproducción asexual de la hembra.
Aunque mucha gente puede asumir que este comportamiento solo sucede en la ciencia ficción o en los textos religiosos, la partenogénesis es sorprendentemente común y se encuentra en una variedad de organismos, incluyendo plantas, insectos, peces, reptiles e incluso aves. Dado que los mamíferos, incluidos los seres humanos, requieren que ciertos genes provengan del esperma, son incapaces de realizar partenogénesis.
Crear una descendencia sin esperma
En la reproducción sexual intervienen una hembra y un macho, cada uno de los cuales aporta material genético en forma de óvulos o esperma, para crear una descendencia. 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, entre las que se encuentran algunas avispas, crustáceos y lagartos, solo se reproducen por partenogénesis y se denominan partenógenas obligadas.
Un mayor número de especies experimentan partenogénesis espontánea, mejor documentada en animales que viven en zoológicos, como el dragón de agua asiático del Zoológico Nacional o un tiburón de punta negra del Acuario de Virginia. Los partenógenos espontáneos suelen reproducirse 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 repentinamente la partenogénesis podrían tener más probabilidades de tener hijas que puedan hacer lo mismo.
¿Cómo pueden las hembras fertilizar sus propios huevos?
Para que se produzca la partenogénesis, debe desarrollarse con éxito una cadena de acontecimientos celulares. En primer lugar, las hembras deben ser capaces de crear óvulos (oogénesis) sin la estimulación de los espermatozoides o del apareamiento. En segundo lugar, los óvulos producidos por las hembras deben empezar a desarrollarse por sí mismos, formando un embrión en fase inicial. Por último, los huevos deben eclosionar con éxito.
Cada paso de este proceso puede fallar fácilmente, en particular el segundo, que requiere que los cromosomas de ADN dentro del huevo se dupliquen, asegurando el número completo de genes necesario para la descendencia en desarrollo. Otra posibilidad es que el óvulo sea “fecundado” por las células sobrantes del proceso de producción del óvulo, conocidas como cuerpos polares. Sea cual sea el método que de inicio al desarrollo del embrión, determinará en última instancia el nivel de similitud genética entre la madre y su descendencia.
Los acontecimientos que desencadenan la partenogénesis no se conocen del todo, pero parece que incluyen cambios ambientales. En las especies que son capaces tanto de reproducirse sexualmente como a través de partenogénesis, como los áfidos, los factores de estrés, 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 provocar el cambio.
Ventajas de la autorreproducción
Aunque la partenogénesis espontánea parece ser poco frecuente, proporciona algunas ventajas a la hembra que lo consigue hacer. 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 por el que se determina el sexo en la propia especie. En los organismos en los que el sexo está determinado por los cromosomas, como los cromosomas XX femeninos y XY masculinos de 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 una descendencia femenina XX. Pero en los organismos en los que las hembras tienen cromosomas sexuales ZW (como en las serpientes y las aves), toda la descendencia viva producida será ZZ, y por tanto macho, o mucho más raramente, WW, hembra.
Entre 1997 y 1999, una culebra de agua Thamnophis marcianus que vivía en el zoológico de Phoenix dio a luz a dos crías macho que finalmente sobrevivieron hasta la edad adulta. Si una hembra se aparea con su hijo producido partenogenéticamente, se habla entonces de endogamia, que es la reproducción entre individuos del mismo linaje o familia. Aunque la endogamia puede dar lugar a una serie de problemas genéticos, desde el punto de vista evolutivo es mejor que no tener ninguna cría. 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 habían pensado antes.
Los biólogos han observado, durante largos periodos de tiempo, que las especies que son partenógenas obligadas mueren con frecuencia a causa de enfermedades, parasitismo o cambios de hábitat. La endogamia inherente a las especies partenogenéticas parece contribuir a su corta evolución.
La investigación actual sobre la partenogénesis trata de entender por qué algunas especies son capaces de tener reproducirse tanto a través del sexo como de la partenogénesis, y si la reproducción sexual ocasional puede ser suficiente para que una especie sobreviva.
– Mercedes Burns es profesora adjunta de Ciencias Biológicas en la Universidad de Maryland, en el condado de Baltimore. Burns recibió financiación de la National Science Foundation.
Publicado bajo una licencia Creative Commons de The Conversation.