La partenogénesis es una forma de reproducción asexual en la que la descendencia se desarrolla a partir de huevos no fertilizados. Un modo común de reproducción en artrópodos, como insectos y arácnidos, la partenogénesis también ocurre en algunas especies de peces, anfibios y reptiles.

La partenogénesis es parte de la amplia diversidad de adaptaciones que se encuentran en la naturaleza, asegurando la perpetuación del linaje de los organismos. La reproducción no solo asegura el propósito individual de la supervivencia de la especie, sino que también proporciona organismos para las cadenas alimentarias. La mayoría de los animales que participan en la partenogénesis también utilizan la reproducción sexual o los comportamientos sexuales, lo que refleja el modo casi universal de esta forma de reproducción entre los eucariotas.

Visión general

La partenogénesis (que se deriva de las palabras griegas para «virgen» y «creación») es más eficiente que la reproducción sexual porque no siempre implica comportamientos de apareamiento, que requieren energía y generalmente incurren en riesgos. Además, todos los miembros de una población asexual son capaces de reproducirse. La desventaja, sin embargo, es que la reproducción asexual, a diferencia de su contraparte sexual, no genera diversidad genotípica, lo que es importante para adaptarse a los cambios ambientales abióticos y bióticos.

Dados los inconvenientes de la reproducción asexual para la supervivencia a largo plazo de la especie, la mayoría de las especies que participan en la partenogénesis también participan en la reproducción sexual o los comportamientos sexuales. La partenogénesis, por lo tanto, sirve típicamente como una estrategia reproductiva disponible, a menudo una respuesta a condiciones ambientales o estacionales, como la cantidad de recursos disponibles. Los áfidos, por ejemplo, son partenogénicos en primavera y verano, multiplicándose rápidamente mientras las condiciones son favorables; durante los meses de invierno, se aparean y las hembras eclosionan huevos fertilizados. En casos raros, sin embargo, la partenogénesis no ocurre en combinación con la reproducción sexual o comportamientos: El rotífero bdeloide Philodina roseola, por ejemplo, se reproduce exclusivamente por partenogénesis, y se cree que la especie ha evitado la reproducción sexual durante 85 millones de años (Judson 2002).

Además de su papel reproductivo, la partenogénesis funciona como parte de un mecanismo para determinar el sexo en algunas especies. En las hormigas y en la mayoría de las especies de abejas y avispas, las hembras se desarrollan a partir de huevos no fertilizados y se conocen como haploides (que poseen un juego de cromosomas), mientras que los machos se desarrollan a partir de huevos fertilizados y, por lo tanto, son diploides (que poseen dos juegos de cromosomas, uno de cada padre). Por lo tanto, en especies también capaces de reproducción sexual, la partenogénesis puede ayudar a regular el número relativo de machos y hembras en una población.

Comportamiento sexual

En algunas especies, la partenogénesis requiere un acto sexual para desencadenar el desarrollo del óvulo, a pesar de que este comportamiento no fertiliza el óvulo. En garrapatas y ácaros partenogénicos, por ejemplo, los huevos se desarrollan solo después de que los animales se han apareado, pero los huevos permanecen sin fertilizar. Algunas especies de escarabajos que no tienen machos requieren esperma para desencadenar el desarrollo; estos escarabajos se aparean con machos de especies estrechamente relacionadas. Sin embargo, el esperma no aporta material genético.

En otras especies partenogénicas que carecen de machos, las hembras se estimulan mutuamente para activar los mecanismos neuroendocrinos necesarios para la maduración de los huevos. Este fenómeno ha sido ampliamente estudiado en el látigo de Nuevo México (género Cnemidophorus), de los cuales 15 especies se reproducen exclusivamente por partenogénesis. Una hembra desempeña el papel del macho en especies estrechamente relacionadas, y monta a la hembra que está a punto de poner huevos. Este comportamiento se debe a los ciclos hormonales de las hembras, que hacen que se comporten como los machos poco después de poner los huevos, cuando los niveles de progesterona son altos, y que asuman el papel femenino en el apareamiento antes de poner los huevos, cuando el estrógeno domina. Los lagartos que realizan el ritual de cortejo tienen mayor fecundidad que los que se mantienen aislados, debido al aumento de hormonas que acompaña a la montura. Por lo tanto, aunque las poblaciones carecen de hombres, todavía requieren estímulos sexuales para el máximo éxito reproductivo.

La determinación del sexo

La partenogénesis implica la herencia y la posterior duplicación de un solo cromosoma sexual. El huevo no fertilizado puede ser macho o hembra dependiendo del esquema cromosómico de la especie:

• Si dos cromosomas similares determinan el sexo femenino (como el sistema de determinación del sexo XY), la descendencia será femenina.
• Si dos cromosomas similares determinan el sexo masculino (como el sistema de determinación del sexo ZW), la descendencia será masculina.

En animales eusociales que se dedican a la especialización reproductiva, la partenogénesis puede ser un medio para regular el número relativo de hembras y machos en el grupo. Un ejemplo bien conocido es la abeja: La mayoría de las hembras de la colonia son trabajadoras estériles, pero algunas se convierten en reinas fértiles. Después de que la reina se aparea, posee un suministro de esperma que controla, lo que le permite producir óvulos fertilizados o no fertilizados. Por lo tanto, la reina determina cuándo y cuánto de los recursos de la colonia se gastan en la producción de machos (llamados drones).

Ejemplos recientes

• El dragón de Komodo, que normalmente se dedica a la reproducción sexual, se encontró recientemente que puede reproducirse asexualmente a través de la partenogénesis (Highfield 2006; Watts 2006). Debido a que la genética de la determinación del sexo en los dragones de Komodo utiliza el sistema WZ (donde WZ es hembra, ZZ es macho y WW es inviable), la descendencia de la partenogénesis será masculina (ZZ) o inviable (WW), sin que nazcan hembras. Se ha postulado que esta estrategia podría darle al dragón de Komodo una ventaja en la colonización de las islas, donde una sola hembra teóricamente podría tener descendencia masculina asexualmente, y luego cambiar a la reproducción sexual para mantener un nivel más alto de diversidad genética que el que la reproducción asexual sola podría producir.

• En 2001, se pensó que un tiburón cabeza de martillo (un tipo de tiburón martillo pequeño) había producido un cachorro en cautiverio en un zoológico de Nebraska. El tanque contenía tres cabezas martillo hembra y ningún macho. Las pruebas de ADN mostraron que el ADN del cachorro coincidía con solo una hembra que vivía en el tanque, y que no había ADN masculino presente en el cachorro. El cachorro no era un gemelo o clon de la madre, sino que contenía solo la mitad de su ADN (un proceso llamado partenogénesis automática). El tipo de reproducción exhibido se había visto antes en peces óseos, pero nunca en peces cartilaginosos como tiburones (Muestra de 2007). Otro nacimiento aparente de tiburón partenogénico ocurrió en 2002, cuando dos tiburones bambú de manchas blancas nacieron en el Acuario de Belle Isle en Detroit. El parto desconcertó a los expertos, ya que la madre compartía un acuario con solo otra hembra de tiburón.

Las repercusiones de la autofecundación en tiburones, que reduce la diversidad genética de las crías, es un tema de preocupación para los expertos en tiburones, teniendo en cuenta las estrategias de gestión de la conservación de esta especie, particularmente en áreas donde puede haber escasez de machos debido a la pesca o las presiones ambientales. A diferencia de los dragones de Komodo, que tienen un sistema cromosómico WZ y producen descendencia masculina (ZZ) por partenogénesis, los tiburones tienen un sistema cromosómico XY, por lo que solo producen descendencia femenina (XX) por partenogénesis. Como resultado, los tiburones no pueden restaurar una población masculina agotada a través de la partenogénesis, por lo que una población exclusivamente femenina debe entrar en contacto con un macho externo antes de que pueda reanudarse la reproducción sexual normal.

La partenogénesis difiere de la clonación

La partenogénesis es distinta de la clonación artificial de animales, un proceso en el que el nuevo organismo es idéntico al donante de células. La partenogénesis es verdaderamente un proceso reproductivo que crea un nuevo individuo o individuos a partir del material genético naturalmente variado contenido en los óvulos de la madre. Sin embargo, en animales con un sistema cromosómico XY donde la descendencia partenogénica (llamada partenógenos) es hembra, la descendencia de un partenógeno es genéticamente idéntica entre sí y a la madre, ya que un partenógeno es homocigoto (posee dos conjuntos idénticos de genes).

Lectura adicional

Todos los enlaces recuperados el 16 de enero de 2019.

• NOTICIAS DE National Geographic: Nacimiento Virginal Esperado en Navidad-Por Dragón de Komodo.
• BBC NEWS: «Nacimientos vírgenes» para lagartos gigantes (dragón de Komodo).
• Tiburones hembras capaces de nacer vírgenes.