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Partenogênese e as mães virgens


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          Apesar de uma 'Virgem Maria' não ter sido encontrada ainda entre os mamíferos, diversas espécies no Reino Animal, incluindo pássaros e répteis, exibem uma reprodução sem a participação do macho, seja de forma facultativa, obrigatória ou acidental. Antes pensado ser apenas uma curiosidade rara entre os vertebrados, nos últimos anos os cientistas vêm mostrando que essas 'mães virgens' nos seres multicelulares mais complexos são muito frequentes mesmo no meio selvagem, com o Dragão-de-Komodo e o Tubarão-Martelo sendo os casos hoje conhecidos mais famosos. Mas será possível uma partenogênese entre humanos?

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   PARTENOGÊNESE

          A partenogênese basicamente envolve fêmeas que depositam ovos não fertilizados capazes de gerar indivíduos, ou seja, a ocorrência de desenvolvimento embrionário sem a presença de um gameta masculino. O processo evoluiu de forma independente e recorrente a partir do sistema de reprodução sexual em vários organismos multicelulares, desde vermes até répteis. No geral, é uma estratégia de reprodução comum entre vários invertebrados.

          Alguns autores definem a partenogênese como a produção de um embrião de um gameta feminino sem qualquer contribuição genética de um gameta masculino, e com ou sem o desenvolvimento de um eventual adulto. Nesse sentido, qualquer grau de desenvolvimento em ovos não fertilizados é considerado uma partenogênese. Além disso, é importante distinguir esse processo reprodutivo de outras formas assexuadas de reprodução, como a fissão e o brotamento, já que envolve os gametas femininos. A partenogênese, aliás, é frequentemente caracterizada como uma forma incompleta de reprodução sexuada.



          A maioria das linhagens partenogenéticas são facultativas - ou seja, indivíduos podem se reproduzir tanto por partenogênese quanto por reprodução sexuada -, mas algumas poucas linhagens - como os rotíferos bdeloídeos, animais microscópicos que habitam ambientes de água doce - acabaram evoluindo uma partenogênese obrigatória. No último caso, no entanto, mecanismos genéticos alternados foram necessários surgir para compensar os danos no DNA se acumulando e persistindo com a menor variabilidade genética resultante do processo partenogenético. Nos vertebrados, a partenogênese ocorre naturalmente de forma facultativa e muitas vezes acidental, com raríssimas exceções onde evoluiu como um meio reprodutivo obrigatório (restrito a algumas espécies de répteis Escamados).

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   MECANISMOS

          Existem dois tipos de divisões celulares nos seres sexuados: mitose e meiose. Na mitose, após os cromossomos se condensarem e se duplicarem, a célula se divide para gerar duas células idênticas, possuindo cada uma o mesmo material genético e número de cromossomos. Esse tipo de divisão é generalizado na natureza,  fazendo parte do sistema de reprodução dos seres procariontes e, nos multicelulares sexuados, é responsável pelo crescimento e diferenciação de tecidos.

          Já na meiose, uma célula original diploide (duas cópias de cromossomo), por exemplo, dá origem a quatro células haploides (uma cópia de cada cromossomo). Esse é o processo de formação de gametas femininos e masculinos, os quais, quando se encontram, dão origem a uma célula (zigoto) diploide novamente, com essa, por sua vez, passando por sucessivas e contínuas mitoses para dar origem a um indivíduo (desenvolvimento embrionário).


          Para a ocorrência da partenogênese, diversos mecanismos podem atuar no processo de formação de gametas. Em invertebrados, é comum, por exemplo, que o oócito - célula germinativa diploide sobre a qual a meiose age -, ao invés de passar pelo processo meiótico, passe a atuar como um "zigoto" de forma direta, engatilhando a formação de um embrião. Os pulgões (superfamília Aphidoidea), bichos-da-seda (ordem Lepidoptera) e as pulgas-d´água (gênero Daphnia) ilustram bem esse processo.

          No entanto, entre vertebrados e invertebrados, a formação de um embrião sem a presença do gameta masculino também ocorre via diploidização das células haploides ao longo do processo meiótico. A diploidização geralmente ocorre através de três principais mecanismos citológicos:

1. Duplicação do gameta, no qual o número de cromossomos dobra após a meiose II;

2. A fusão central de dois núcleos genéticos derivados de diferentes núcleos gerados na meiose I;

3. A fusão terminal de dois núcleos derivados do mesmo núcleo gerado durante a meiose I.

         Enquanto que no desenvolvimento embrionário direto a partir do oócito são gerados clones fêmeas, reduzindo drasticamente a variabilidade genética e capacidade de adaptação evolutiva ao meio, as diploidizações que ocorrem no processo mitótico podem gerar significativa variabilidade genética devido ao fenômeno de recombinação genética.

          É interessante perceber que nem sempre o indivíduo gerado via partenogênese será fêmea quando o processo envolver mecanismos atuantes ao longo da meiose. Aves e alguns répteis (como a superfamília de cobras Colubroidea) possuem o sistema cromossômico sexual onde a fêmea é heterozigótica (ZW) e o macho é monozigótico (ZZ). Nos humanos, as fêmeas são monozigóticas (XX) e os machos heterozigotos (XY), por exemplo. Como nesses animais a partenogênese ocorre a partir da duplicação do gameta haploide derivado da célula diploide formada na meiose I (ou seja, contendo apenas cromossomos idênticos), os indivíduos gerados ou serão ZZ ou WW. No caso dos ZZ, estes vingarão; já a formação de um WW é letal. Em aves domésticas já ouve casos reportados de triploidismo (ZZW) resultante da fertilização de um ovo que entrou em processo partenogenético (ZZ) antes da chegada do gameta masculino (Z ou W) - e fecundação subsequente a partir deste (Ref.8).

          Apesar dos cientistas ainda não entenderem muito bem todos os mecanismos e fatores que governam a ocorrência da partenogênese no Reino Animal, a diversidade de processos citológicos associados e ampla prevalência do fenômeno na natureza deixam claro que essa estratégia reprodutiva evoluiu nos seres sexuados, não representando apenas um 'acidente comum'. Isso fica ainda mais claro nas espécies onde a partenogênese é obrigatória, ou onde em um mesmo gênero ela aparece sob vários formatos (obrigatória, ausente e facultativa), como no caso das famosas moscas-da-fruta (Drosophila) (Ref.9).

          Para exemplificar, podemos pegar as pulgas-d´água e os pulgões. Ambos são partenogênicos facultativos, sendo que a ativação da reprodução sexuada ou assexuada depende das condições do meio. No caso das pulgas d´água, esses animais aquáticos se reproduzem via partenogênese quando as condições do meio são favoráveis, levando à geração de várias fêmeas clones para promover uma rápida expansão populacional; quando as condições não são favoráveis, com escassez de nutrientes, a reprodução passa a ser sexuada, gerando machos e fêmeas com grande variabilidade genética (Ref.10). O equilíbrio entre os dois processos reprodutivos promove um substancial aumento populacional mas sem comprometer muito a capacidade de adaptação. Já os pulgões evoluíram um sistema reprodutivo chamado de 'polifenismo', este o qual surgiu há cerca de 200 milhões de anos e se manifesta em diversas espécies de insetos. Nesse caso, o processo reprodutivo é bastante plástico, sendo que no verão as fêmeas dão origem a filhotes fêmeas clones assexuadas e estas continuam com a geração de clones; à medida que a luminosidade e a temperatura diminuem com a chegada do outono, essas fêmeas clones - também via partenogênese - passam a gerar filhotes machos e fêmeas sexuados, capazes de se acasalarem (Ref.11).

          Entre os vertebrados capazes de se reproduzirem via partenogênese, como o Dragão-de-Komodo, o principal fator que ativa esse modo peculiar de reprodução é a falta de parceiros machos para o acasalamento. Mas existem também casos curiosos onde mesmo quando existem muitos machos e ambientes normais as fêmeas continuam produzindo ovos com embriões partenogenéticos. Nesse último caso, é mais provável que a partenogênese esteja ocorrendo de forma acidental ou induzida por fatores externos. Um exemplo bem interessante fora dos vertebrados é o bicho-da-seda domesticado (Bombyx mon), o qual pode manifestar a partenogênese via um variado espectro de estímulos sobre ovos não-fertilizados, incluindo variação da temperatura (resfriamento ou aquecimento), oxigenação, pulsos elétricos, centrifugação, excitações mecânicas específicas, exposição à luz solar (primeiro observado no ano de 1847) e tratamento com ácido sulfúrico (primeiro observado em 1886) (Ref.12).

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   MAS E OS MAMÍFEROS?

          Como já apontado, a partenogênese é muito comum entre ordens de animais menos complexos, especialmente invertebrados. Antes de 2012, entre os vertebrados, somente exemplos de répteis Escamados em cativeiro e aves domésticas - principalmente perus e galinhas - eram conhecidos de gerarem descendentes saudáveis via partenogênese. Então, em um estudo publicado na Biology Letters, em 2012 (Ref.13), pesquisadores descreveram os primeiros casos descobertos de partenogênese em meio selvagem envolvendo cobras das espécies mocassim-cabeça-de-cobre (Agkistrodon contortrix) e mocassim-d´água (Agkistrodon piscivorus) a partir de análise genética de fêmeas grávidas e dos seus filhotes. A partir daí, outras espécies de répteis, peixes e anfíbios foram encontrados se reproduzindo em habitat natural via partenogênese, como os Dragões-de-Komodo, tubarões-martelo, a jiboia-constritora e as cobras píton.



         Porém, quando vamos para ordens mais complexas a situação se complica, tornando-se praticamente impossível nos mamíferos a ocorrência de partenogênese de forma natural. Nas aves, os abortos gerados nesse processo reprodutivo são muito altos e acredita-se que os espécimes gerados dessa maneira possuem uma capacidade reprodutiva prejudicada e anormalidades anatômicas e fisiológicas, com exceções notáveis entre os perus e galinhas.

          Nos mamíferos, incluindo os humanos, existe uma barreira impossível de ser quebrada naturalmente: a especialização funcional assimétrica nos genomas maternos e paternos, gerando marcadores genômicos específicos em cada tipo de gameta sexual (masculino e feminino). Nesse sentido, a ausência do genoma paterno leva a uma regulação anormal de diferenciação e proliferação principalmente em linhagens extra-embriônicas, resultando em um fraco suporte para o desenvolvimento embriônico. A contribuição separada dos alelos de alguns genes adquiridos do material genético feminino e do masculino agem via mecanismos epigenéticos que seletivamente silenciam ou promovem a expressão genética, precisando ambos estarem atuando juntos para a normalidade regulatória. Essa característica é chamada de 'genetic imprinting'.

          Desde a década de 1990 (Ref.14), os pesquisadores vêm tentando induzir artificialmente uma partenogênese em mamíferos, a partir da manipulação genética de óvulos e espermatozoides. Até pouco tempo atrás, os únicos avanços tinham sido uma variedade de embriões partenogenéticos implantados no útero de ratos, ovelhas, vacas, porcos, coelhos e primatas que não conseguiam prosseguir mais do que alguns dias de desenvolvimento, na maioria dos casos não ultrapassando a fase de implantação. Porém, recentemente, cientistas Chineses conseguiram gerar ratos fêmeas saudáveis a partir da fusão de dois óvulos (1). Esse avanço pode, futuramente, possibilitar a geração de um filho a partir de um casal homossexual, por exemplo.


          De qualquer forma, respondendo à pergunta implícita no primeiro parágrafo deste artigo, a possibilidade científica de uma Virgem Maria Mãe de Jesus é mais do que remota, tanto devido à barreira natural imposta pelo genetic imprinting quanto pela impossibilidade de uma fêmea humana gerar um descendente masculino via partenogênese, já que o material genético da mulher não carrega o cromossomo sexual Y. Nesse sentido, mesmo se fosse possível algum tipo de mecanismo partenogenético - via duplicação ou fusão entre óvulos - dentro do sistema reprodutivo de uma humana, a única possibilidade final é o XX.



REFERÊNCIAS CIENTÍFICAS
  1. http://www.ansci.wisc.edu/jjp1/ansci_repro/misc/project_websites_08/tues/Komodo%20Dragons/what.htm
  2. http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/PMC1204568/
  3. http://jmg.bmj.com/content/15/3/165.full.pdf
  4. http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/PMC4081286/
  5. https://www.ncbi.nlm.nih.gov/books/NBK482462/
  6. https://ghr.nlm.nih.gov/primer/howgeneswork/cellsdivide
  7. https://www.ncbi.nlm.nih.gov/books/NBK26840/
  8. https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/PMC5238396/
  9. https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/PMC4240631/
  10. https://www.nature.com/articles/srep34241
  11. https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/PMC4264872/
  12. https://journals.plos.org/plosone/article?id=10.1371/journal.pone.0135215
  13. https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/PMC3497136/
  14. https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/18778853
  15. https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/PMC5238396/