O nascimento virginal – que envolve o desenvolvimento de um óvulo não fertilizado – tem preocupado os humanos há eras. E embora isso não possa acontecer em mamíferos , parece ser possível em outros animais com coluna vertebral (vertebrados), como pássaros e lagartos .Um artigo recente liderado por pesquisadores do Zoológico de San Diego relata dois filhotes machos órfãos de pai criados em um programa para salvar o condor da Califórnia da extinção . A espécie poderia ser restaurada por uma única fêmea sobrevivente?
A reprodução sexuada é fundamental em todos os vertebrados. Normalmente é necessário que um óvulo de uma mulher seja fertilizado por um espermatozoide de um homem, de modo que cada pai contribui com uma cópia do genoma.
A violação desta regra, tal como acontece com os filhotes de condor órfãos de pai, diz-nos muito sobre por que a reprodução sexual é uma estratégia biológica tão boa – bem como sobre como o sexo funciona em todos os animais, incluindo os humanos.
Conteúdo
- Como os pintinhos órfãos foram identificados
- Nascimento Virginal
- Como isso acontece?
- Pássaros sem pai sempre serão machos
- Por que o nascimento virginal falha
- Variação é a chave
Como os pintinhos órfãos foram identificados
O magnífico condor da Califórnia, uma espécie de abutre, é a maior ave voadora da América do Norte. Em 1982, a espécie diminuiu para uma população de apenas 22 indivíduos , desencadeando um ambicioso programa de reprodução em cativeiro liderado pelo Zoológico de San Diego, que viu os números começarem a crescer.
Com tão poucos pássaros, a equipe teve que ter cuidado para não escolher pais que estivessem intimamente relacionados, pois a falta de variação genética produziria descendentes menos vigorosos e agravaria o declínio até a extinção.
Os pesquisadores conduziram um estudo genético detalhado das aves para evitar isso, usando marcadores de DNA específicos para condores e que variavam entre as aves individuais. Eles coletaram penas, sangue e cascas de ovos de quase 1.000 aves ao longo de 30 anos.
Ao analisar estes dados, estabeleceram a ascendência, confirmando que metade dos marcadores de ADN em cada cria provinha de uma fêmea e a outra metade de um macho, como seria de esperar. Eles continuaram a seguir o destino de centenas de filhotes criados em cativeiro na colônia e depois de soltá-los na natureza.
Mas havia algo incomum em dois filhotes machos, conforme detalhado no artigo recente. Esses filhotes, que eclodiram com vários anos de diferença em relação aos ovos postos por fêmeas diferentes, tinham marcadores de DNA que vinham todos da mãe. Não havia nenhum vestígio de marcadores do homem com quem ela estava emparelhada.
Nascimento Virginal
O desenvolvimento de óvulos não fertilizados é chamado de “partenogênese” (de palavras gregas que significam literalmente “criação virgem”). É bastante comum em insetos e outros invertebrados, como pulgões e estrelas do mar, e pode ser realizado por vários mecanismos diferentes. Mas é muito raro em vertebrados .
Houve relatos de partenogênese em peixes e répteis alojados sem machos. No Tennessee, uma solitária fêmea de dragão de Komodo, mantida em cativeiro por muitos anos, desistiu de encontrar um companheiro e produziu sozinha três filhotes viáveis . O mesmo aconteceu com uma píton fêmea e uma jibóia , embora todos esses descendentes partenogênicos tenham morrido cedo.
Alguns lagartos, entretanto, adotaram a partenogênese como modo de vida. Existem espécies exclusivamente femininas na Austrália e nos EUA, nas quais as fêmeas põem ovos carregando apenas combinações de seus próprios genes.
A partenogênese também ocorre em galinhas e perus domesticados criados na ausência de um macho, mas o embrião geralmente morre. Existem apenas alguns relatos de perus machos órfãos de pai que chegaram à idade adulta, e apenas um ou dois que produziram esperma.
Como isso acontece?
Nas aves, a partenogênese sempre resulta de um óvulo que carrega uma única cópia do genoma (haplóide). Os óvulos são produzidos no ovário de uma mulher por um tipo especial de divisão celular chamada meiose, que embaralha o genoma e também reduz pela metade o número de cromossomos. Os espermatozoides são produzidos pelo mesmo processo nos testículos de um homem.
Normalmente, um óvulo e um espermatozóide se fundem (fertilização), incorporando os genomas de ambos os pais e restaurando o número normal (diplóide) de cromossomos.
Mas na partenogênese, o óvulo não é fertilizado. Em vez disso, atinge um estado diplóide fundindo-se com outra célula da mesma divisão – que normalmente é descartada – ou replicando o seu genoma sem que a célula seja dividida.
Portanto, em vez de obter um genoma da mãe e outro diferente do pai, o óvulo resultante contém apenas um subconjunto dos genes da mãe em dose dupla.
Pássaros sem pai sempre serão machos
Os condores, como outras aves, determinam o sexo pelos cromossomos sexuais Z e W. Eles funcionam de maneira oposta ao sistema humano XX (feminino) e XY (masculino), no qual o gene SRY no cromossomo Y determina a masculinidade.
No entanto, nas aves os machos são ZZ e as fêmeas são ZW. O sexo é determinado pela dosagem de um gene (DMRT1) no cromossomo Z. A combinação ZZ possui duas cópias do gene DMRT1 e forma um homem, enquanto a combinação ZW tem apenas uma cópia e forma uma mulher.
Os óvulos haplóides recebem um Z ou um W da mãe ZW. Seus derivados diplóides serão, portanto, ZZ (macho normal) ou WW (morto). A razão pela qual os embriões WW não conseguem se desenvolver é porque o cromossomo W quase não contém genes, enquanto o cromossomo Z possui 900 genes que são vitais para o desenvolvimento.
Os pintinhos órfãos devem, portanto, ser machos ZZ, como foi observado.
Por que o nascimento virginal falha
Será possível que uma espécie de ave ameaçada de extinção, como o condor, possa ser ressuscitada a partir de uma única fêmea sobrevivente, chocando um filhote macho órfão de pai e reproduzindo-se com ele?
Bem, não exatamente. Acontece que os partenogênios (animais sem pai) não se dão tão bem. Nenhum dos dois condores órfãos produziu descendentes próprios. Um morreu antes de atingir a maturidade sexual e o outro era fraco e submisso – o que representava uma fraca perspectiva de paternidade.
Em galinhas e perus, a partenogênese produz embriões mortos ou filhotes fracos. Mesmo as espécies de lagartos exclusivamente fêmeas, embora pareçam robustas, são geralmente o produto de uma mistura recente de duas espécies que atrapalhou a meiose e não lhes deixou outra opção. Essas espécies não parecem durar muito.
Por que os partenogênios têm um desempenho tão ruim? A resposta vai ao cerne de uma questão biológica fundamental. Isto é: por que fazemos sexo? Você pensaria que seria mais eficiente que o genoma da mãe fosse simplesmente transmitido aos seus descendentes clonais, sem se preocupar com a meiose.
Variação é a chave
Mas as evidências dizem que não é saudável ter um genoma composto inteiramente pelos genes da mãe. A variação genética é muito importante na saúde de um indivíduo e de sua espécie. Misturar as variantes genéticas de pais masculinos e femininos é vital.
Em descendentes diplóides com dois genomas parentais, boas variantes podem cobrir mutantes. Indivíduos que herdam genes apenas da mãe podem ter duas cópias de um gene mutante materno que os enfraquece – sem uma versão saudável de um progenitor masculino para compensar.
A variação também ajuda a proteger as populações de vírus, bactérias e parasitas mortais. A meiose e a fertilização proporcionam muitos rearranjos de diferentes variantes genéticas, que podem confundir os patógenos. Sem esta protecção adicional, os agentes patogénicos poderiam descontrolar-se numa população de clones, e uma população geneticamente semelhante não conteria animais resistentes.
Portanto, é improvável que a capacidade das fêmeas de condor de chocar filhotes sem um pai salve a espécie. Pelo lado positivo, os esforços humanos já levaram centenas de mulheres – e homens – a voar nos céus da Califórnia.