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Poderiam nascimentos virgens de filhotes sem pai resgatar um condor ameaçado de extinção?

Wade Tregaskis / Flickr

O nascimento virginal – que envolve o desenvolvimento de um óvulo não fertilizado – preocupou os humanos por eras. E embora não possa acontecer em mamíferos , parece ser possível em outros animais com coluna vertebral (vertebrados), como pássaros e lagartos.

PARA papel recente liderado por pesquisadores do Zoológico de San Diego, nos Estados Unidos, relata dois filhotes machos órfãos criados em um programa para salvar o condor californiano 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 fêmea seja fertilizado por um espermatozóide de um macho, de modo que cada pai contribui com uma cópia do genoma.

A violação desta regra, como para os filhotes de condor órfãos, nos diz muito sobre por que a reprodução sexual é uma estratégia biológica tão boa – e como o sexo funciona em todos os animais, incluindo humanos.

Como os filhotes órfãos foram identificados

O magnífico condor da Califórnia, um tipo de abutre, é a maior ave voadora da América do Norte. Em 1982, a espécie declinou 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 tomar cuidado para não escolher pais intimamente relacionados, pois a falta de variação genética produziria descendentes menos vigorosos e aumentaria o declínio da extinção.

Os pesquisadores realizaram 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 esses dados, eles estabeleceram parentesco, confirmando que metade dos marcadores de DNA em cada filhote vinha de uma fêmea e 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 liberá-los na natureza.

Mas havia algo incomum sobre dois filhotes machos, conforme detalhado no artigo recente. Esses filhotes, que eclodiram com vários anos de diferença dos ovos postos por diferentes fêmeas, tinham marcadores de DNA que vinham todos da mãe. Não havia vestígios de marcadores do macho com quem ela foi 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 que foram 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 três viáveis descendência por conta própria. Assim fez um female python and a boa , embora todos esses descendentes partenogênicos tenham morrido cedo.

Alguns lagartos, no entanto, adotaram a partenogênese como modo de vida. tem espécies exclusivamente femininas na Austrália e nos EUA, onde 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 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 carregando uma única cópia do genoma (haplóide). Os óvulos são produzidos no ovário de uma fêmea por um tipo especial de divisão celular chamado meiose, que embaralha o genoma e também reduz pela metade o número de cromossomos. Os espermatozóides são produzidos pelo mesmo processo no testículo de um homem.

Normalmente, um óvulo e um espermatozóide se fundem (fertilização), incorporando os genomas de ambos os pais e restaurando o número usual (diplóide) de cromossomos.

Mas na partenogênese, o óvulo não é fertilizado. Em vez disso, ele atinge um estado diplóide, fundindo-se com outra célula da mesma divisão – que normalmente é descartada – ou replicando seu genoma sem que a célula seja dividida.

Então, em vez de obter um genoma da mãe e um diferente do pai, o óvulo resultante tem apenas um subconjunto dos genes da mãe em dose dupla.

Aves sem pai sempre serão machos

Os condores, como outras aves, determinam o sexo pelos cromossomos sexuais Z e W. Estes 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 tem duas cópias do gene DMRT1 e produz um macho, enquanto a combinação ZW tem apenas uma cópia e produz uma fêmea.

Os óvulos haploides recebem um Z ou um W da mãe ZW. Seus derivados diplóides serão, portanto, ZZ (homem normal) ou WW (morto). A razão pela qual os embriões WW não podem se desenvolver é porque o cromossomo W contém quase nenhum gene, enquanto o cromossomo Z tem 900 genes que são vitais para o desenvolvimento.

Os filhotes órfãos devem, portanto, ser machos ZZ, como foi observado.

Por que o nascimento virginal falha

É possível que uma espécie de ave ameaçada de extinção, como o condor, possa ser ressuscitada de uma única sobrevivente fêmea, chocando um filhote macho órfão e cruzando com ele?

Bem, não exatamente. Acontece que os partenogênios (animais sem pai) não se saem tão bem. Nenhum dos dois condores órfãos produziu filhos próprios. Um morreu antes de atingir a maturidade sexual e o outro era fraco e submisso – tornando-se uma perspectiva ruim para a paternidade.

Em galinhas e perus, a partenogênese produz embriões mortos ou filhotes fracos. Mesmo as espécies de lagartos exclusivamente femininos, embora pareçam robustas, são geralmente o produto de uma mistura recente de duas espécies que estragou a meiose e não lhes deixou outra opção. Essas espécies não parecem durar muito.

Por que os partenogênios se saem tão mal? 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 para sua descendência clonal sem se preocupar com a meiose.

Variação é fundamental

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 pai masculino para compensar.

A variação também ajuda a proteger as populações de vírus, bactérias e parasitas mortais. A meiose e a fertilização fornecem muitos rearranjos de diferentes variantes de genes, que podem confundir os patógenos. Sem essa proteção adicional, os patógenos poderiam correr soltos em uma 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 pai salve a espécie. Pelo lado positivo, os esforços humanos agora levaram a centenas de fêmeas – e machos – voando pelos céus da Califórnia.

Este artigo é republicado de A conversa sob uma licença Creative Commons. Leia o artigo original .

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