Partenogênese

Partenogênese ocorre naturalmente em afídeos, dáfnias, rotíferos, nematóides e alguns outros invertebrados, assim como em muitas plantas. Entre os vertebrados, a partenogénese estrita só é conhecida em lagartos, cobras, aves e tubarões, com peixes, anfíbios e répteis exibindo várias formas de ginogénese e hibridogénese (uma forma incompleta de partenogénese). A primeira reprodução só de fêmeas (unissexual) em vertebrados foi descrita no peixe Poecilia formosa em 1932. Desde então foram descritas pelo menos 50 espécies de vertebrados unissexuais, incluindo pelo menos 20 peixes, 25 lagartos, uma única espécie de cobra, sapos e salamandras. Outras espécies normalmente sexuais podem ocasionalmente reproduzir-se partenogeneticamente; o dragão-de-komodo e os tubarões-martelo e blacktip são adições recentes à conhecida lista de vertebrados partenogénicos espontâneos. Como em todos os tipos de reprodução assexuada, existem tanto custos (baixa diversidade genética e, portanto, susceptibilidade a mutações adversas que possam ocorrer) como benefícios (reprodução sem a necessidade de um macho) associados à partenogénese.

Partenogénese é diferente da clonagem artificial de animais, um processo em que o novo organismo é necessariamente idêntico geneticamente ao doador de células. Na clonagem, o núcleo de uma célula diplóide de um organismo doador é inserido em um óvulo enucleado e a célula é então estimulada a sofrer mitose contínua, resultando em um organismo geneticamente idêntico à doadora. A partenogênese é diferente, pois se origina do material genético contido dentro de uma óvulo célula e o novo organismo não é necessariamente geneticamente idêntico ao pai.

A partenogênese pode ser obtida através de um processo artificial, como descrito abaixo sob a discussão dos mamíferos.

OomycetesEdit

Apomixis pode aparentemente ocorrer em Phytophthora, um oomycete. Oósporos de um cruzamento experimental foram germinados, e alguns da progênie eram geneticamente idênticos a um ou outro progenitor, implicando que a meiose não ocorreu e os oósporos desenvolveram-se por partenogênese.

Vermes de veludoEdit

Nenhum macho de Epiperipatus imthurni foi encontrado, e espécimes de Trinidad foram mostrados para reproduzir-se partenogeneticamente. Esta espécie é o único verme de veludo conhecido a reproduzir-se via partenogénese.

RotifersEdit

Em rotíferos bdelóides, as fêmeas reproduzem-se exclusivamente por partenogénese (partenogénese obrigatória), enquanto que em rotíferos monogonont, as fêmeas podem alternar entre reprodução sexual e assexuada (partenogénese cíclica). Pelo menos em uma espécie normalmente cíclica, a partenogênese obrigatória pode ser herdada: um alelo recessivo leva à perda da reprodução sexual em descendentes homozigotos.

PlaatwormsEdit

Em pelo menos duas espécies do gênero Dugesia, lombrigas planas na sub-divisão Turbellaria do filo Platyhelminthes, incluem-se indivíduos poliplóides que se reproduzem por partenogênese. Este tipo de partenogénese requer acasalamento, mas o esperma não contribui para a genética da descendência (a partenogénese é pseudogâmica, alternativamente referida como ginogénica). Um ciclo complexo de acasalamentos entre indivíduos sexuais diplóides e partenogenéticos poliplóides produz novas linhas partenogenéticas.

SnailsEdit

Espécies transversais de gastrópodes partenogenéticos têm sido estudadas, especialmente no que diz respeito ao seu estatuto como espécies invasoras. Tais espécies incluem o caracol de lama da Nova Zelândia (Potamopyrgus antipodarum), a melania vermelha (Melanoides tuberculata), e a melania Quilted (Tarebia granifera).

InsectsEdit

Parthenogenesis in insects can cover a wide range of mechanisms. A descendência produzida pela partenogênese pode ser de ambos os sexos, apenas fêmea (thelytoky, por exemplo, pulgões e alguns hymenopterans) ou apenas macho (arrhenotoky, por exemplo, a maioria dos hymenopterans). Sabe-se que tanto a verdadeira partenogénese como a pseudogamia (ginogénese ou partenogénese dependente do esperma) ocorrem. Os óvulos, dependendo da espécie, podem ser produzidos sem meiose (apomicamente) ou por um dos vários mecanismos autônomos.

Um fenômeno relacionado, a poliembrionia é um processo que produz múltiplas descendências clonais a partir de um único óvulo. Isto é conhecido em alguns parasitoides himenópteros e em Strepsiptera.

Em espécies autómicas a descendência pode ser haplóide ou diplóide. Os diplóides são produzidos por duplicação ou fusão de gametas após a meiose. A fusão é vista na Phasmatodea, Hemiptera (Aleurodids e Coccidae), Diptera, e alguns Hymenoptera.

Além destas formas é o hermafroditismo, onde tanto os óvulos quanto o esperma são produzidos pelo mesmo indivíduo, mas não é um tipo de partenogênese. Isto é observado em três espécies de insetos da escala Icerya.

Bactérias parasíticas como Wolbachia têm sido notadas para induzir automicamente olytoky em muitas espécies de insetos com sistemas haplodiplóides. Elas também causam duplicação de gâmetas em ovos não fertilizados, fazendo com que se desenvolvam em crias fêmeas.

Abelha de mel em flor de ameixa

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Entre as espécies com o sistema de determinação do sexo haplodiplóide, como os himenópteros (formigas, abelhas e vespas) e os thysanopterans (tripes), os machos haplóides são produzidos a partir de ovos não fertilizados. Normalmente, os ovos são postos apenas pela rainha, mas os trabalhadores não maquilhados também podem pôr ovos machos haplóides, quer regularmente (por exemplo, abelhas sem ferrão), quer em circunstâncias especiais. Um exemplo de partenogénese não viável é comum entre as abelhas abelhas domesticadas. A abelha rainha é a única fêmea fértil da colmeia; se ela morrer sem a possibilidade de uma rainha substituta viável, não é raro que as abelhas operárias ponham ovos. Isto resulta da falta das feromonas da rainha e das feromonas segregadas pela ninhada não tampada, que normalmente suprimem o desenvolvimento ovariano das operárias. As abelhas operárias não conseguem acasalar e os ovos não fertilizados produzem apenas zangões (machos), que só podem acasalar com uma rainha. Assim, num período relativamente curto, todas as abelhas operárias morrem e os novos zangões seguem-nos se não tiverem sido capazes de acasalar antes do colapso da colónia. Acredita-se que este comportamento tenha evoluído para permitir a uma colónia condenada produzir zangões que podem acasalar com uma rainha virgem e assim preservar a descendência genética da colónia.

A poucas formigas e abelhas são capazes de produzir partenogeneticamente descendentes fêmeas diplóides. Estas incluem uma subespécie de abelhas da África do Sul, Apis mellifera capensis, onde as operárias são capazes de produzir ovos diplóides partenogeneticamente, e substituir a rainha se ela morrer; outros exemplos incluem algumas espécies de pequenas abelhas carpinteiras, (género Ceratina). Sabe-se que muitas vespas parasitas são partenogenéticas, por vezes devido a infecções por Wolbachia.

As operárias em cinco espécies de formigas e as rainhas em algumas formigas são conhecidas por se reproduzirem por partenogénese. Em Cataglyphis cursor, uma formiga formicina europeia, as rainhas e as operárias podem produzir novas rainhas por partenogénese. As operárias são produzidas sexualmente.

Em formigas eléctricas da América Central e do Sul, Wasmannia auropunctata, as rainhas produzem mais rainhas através de partenogénese autómica com fusão central. Os trabalhadores estéreis são geralmente produzidos a partir de ovos fertilizados por machos. Em alguns dos ovos fertilizados pelos machos, contudo, a fertilização pode fazer com que o material genético feminino seja ablacionado a partir do zigoto. Desta forma, os machos transmitem apenas os seus genes para se tornarem descendentes férteis de machos. Este é o primeiro exemplo reconhecido de uma espécie animal onde tanto as fêmeas quanto os machos podem se reproduzir clonalmente, resultando em uma separação completa dos pools genéticos de machos e fêmeas. Como consequência, os machos só terão pais e as rainhas só mães, enquanto os trabalhadores estéreis são os únicos com pais de ambos os sexos.

Estas formigas obtêm ambos os benefícios da reprodução assexual e sexual – as filhas que podem reproduzir (as rainhas) têm todos os genes da mãe, enquanto que as operárias estéreis cuja força física e resistência a doenças são importantes são produzidas sexualmente.

Outros exemplos de partenogénese de insectos podem ser encontrados em afídeos formadores de fel (por exemplo Pênfigo betae), onde as fêmeas se reproduzem partenogeneticamente durante a fase de formação da vesícula biliar e nos tripes da erva. No gênero Aptinothrips, apesar do número muito limitado de espécies no gênero, houve várias transições para a assexualidade.

CrustaceansEdit

Crustacean reproduction varies both across and within species. A pulga d’água Daphnia pulex alterna entre reprodução sexual e partenogénica. Entre os grandes crustáceos decápodes mais conhecidos, alguns crustáceos reproduzem-se por partenogénese. Os “Marmorkrebs” são lagostim partenogénicos que foram descobertos no comércio de animais de estimação nos anos 90. Os descendentes são geneticamente idênticos ao pai, indicando que se reproduz por apomixis, ou seja, partenogénese em que os ovos não foram submetidos à meiose. O Spinycheek crayfish (Orconectes limosus) pode reproduzir-se tanto sexualmente como por partenogénese. O lagostim vermelho da Louisiana (Procambarus clarkii), que normalmente se reproduz sexualmente, também tem sido sugerido para se reproduzir por partenogénese, embora nenhum indivíduo desta espécie tenha sido criado desta forma no laboratório. Artemia parthenogenetica é uma espécie ou série de populações de artémias partenogenéticas.

SpidersEdit

Pelo menos duas espécies de aranhas da família Oonopidae (aranhas duendes), Heteroonops spinimanus e Triaeris stenaspis, são consideradas partenogenéticas, uma vez que nenhum macho jamais foi coletado. A reprodução partenogenética foi demonstrada em laboratório para T. stenaspis.

SharksEdit

Parthenogenesis in sharks has been confirmed in at least three species, the bonnethead, the blacktip shark, and the zebra shark, and reported in others.

Uma cabeça de chapéu, um tipo de tubarão-martelo pequeno, foi encontrada a ter produzido uma cria, nascida ao vivo em 14 de dezembro de 2001 no Zoológico Henry Doorly no Nebraska, em um tanque contendo três cabeças de martelo fêmeas, mas sem machos. Pensava-se que a cria tinha sido concebida através de partenogénese. O filhote de tubarão foi aparentemente morto por uma arraia nos dias seguintes ao nascimento. A investigação do nascimento foi conduzida pela equipa de investigação da Queen’s University Belfast, da Southeastern University na Florida e do próprio Jardim Zoológico Henry Doorly, tendo-se concluído, após testes de ADN, que a reprodução era partenogénica. Os testes mostraram que o ADN da cachorra correspondia apenas a uma fêmea que vivia no aquário, e que não havia ADN masculino na cachorra. A cria não era gêmea ou clone de sua mãe, mas continha apenas metade do DNA de sua mãe (“partenogênese autômica”). Este tipo de reprodução já tinha sido visto anteriormente em peixes ósseos, mas nunca em peixes cartilaginosos como os tubarões, até esta documentação.

No mesmo ano, uma fêmea de tubarão Blacktip do Atlântico na Virgínia reproduziu-se via partenogénese. Em 10 de Outubro de 2008, cientistas confirmaram o segundo caso de um “nascimento virgem” num tubarão. O Journal of Fish Biology relatou um estudo no qual os cientistas disseram que os testes de DNA provaram que uma cria transportada por uma fêmea de tubarão de coloração negra do Atlântico no Aquário da Virginia & Marine Science Center não continha material genético de um macho.

Em 2002, dois tubarões bambu de coloração branca nasceram no Belle Isle Aquarium em Detroit. Eclodiram 15 semanas depois de terem sido postos. Os nascimentos desconcertaram os especialistas pois a mãe partilhava um aquário apenas com um outro tubarão, que era fêmea. As fêmeas de tubarão bambu tinham posto ovos no passado. Isto não é inesperado, pois muitos animais vão pôr ovos mesmo que não haja um macho para os fertilizar. Normalmente, os ovos são assumidos como inviáveis e são descartados. Este lote de ovos não foi perturbado pelo curador, pois ele tinha ouvido falar do nascimento anterior em 2001 no Nebraska e queria observar se eles iriam eclodir. Outras possibilidades tinham sido consideradas para o nascimento dos tubarões bambu de Detroit, incluindo o pensamento de que os tubarões tinham sido fertilizados por um macho e armazenados o esperma durante um período de tempo, bem como a possibilidade do tubarão bambu da Belle Isle ser um hermafrodita, abrigando órgãos sexuais masculinos e femininos, e capaz de fertilizar os seus próprios óvulos, mas isso não está confirmado.

Em 2008, um aquário húngaro teve outro caso de partenogénese após a sua fêmea solitária ter produzido uma cria sem nunca ter entrado em contacto com um tubarão macho.

As repercussões da partenogénese nos tubarões, que não aumenta a diversidade genética da descendência, é uma preocupação dos especialistas em tubarões, tendo em consideração as estratégias de gestão da conservação desta espécie, particularmente em áreas onde pode haver escassez de machos devido à pesca ou a pressões ambientais. Embora a partenogénese possa ajudar as fêmeas que não conseguem encontrar companheiros, reduz a diversidade genética.

Em 2011, a partenogénese recorrente do tubarão durante vários anos foi demonstrada num tubarão-zebra em cativeiro, um tipo de tubarão-cavalo. A genotipagem do DNA demonstrou que os tubarões-zebra individuais podem mudar de reprodução sexual para partenogénica.

AmphibiansEdit

Main article: Partenogênese em anfíbios

SquamataEdit

Artigo principal: Partenogênese em squamata
Dragão-de-komodo, Varanus komodoensis, raramente reproduz descendência via partenogênese.

A maioria dos répteis da ordem Squamatan (lagartos e cobras) reproduzem-se sexualmente, mas tem sido observado que a partenogénese ocorre naturalmente em certas espécies de chacais, alguns lagartos, lagartos das rochas, dragões-de-komodo e cobras. Algumas delas como a osga Lepidodactylus lugubris, a osga Hemidactylus garnotii, o chicote híbrido Cnemidophorus, os lagartos de rocha caucasianos Darevskia, e a cobra-cega brahminy, Indotyphlops braminus são unisexuais e obrigatoriamente partenogénicos. Outros répteis, como o dragão-de-komodo, outros lagartos-monitores, e algumas espécies de jangadas, pitões, fileiras, serpentes e cascavéis foram anteriormente considerados como casos de partenogênese facultativa, mas na verdade são casos de partenogênese acidental.

Em 2012, a partenogênese facultativa foi relatada em vertebrados selvagens pela primeira vez por pesquisadores norte-americanos entre as fêmeas pit-vipers grávidas de cabeça de cobre e cottonmouth. O dragão-de-komodo, que normalmente se reproduz sexualmente, também foi encontrado capaz de se reproduzir assexualmente por partenogênese. Foi documentado um caso de um dragão Komodo que se reproduz via reprodução sexual após um evento partenogenético conhecido, destacando que estes casos de partenogênese são acidentes reprodutivos, em vez de partenogênese adaptativa e facultativa.

Algumas espécies de répteis utilizam um sistema cromossômico ZW, que produz machos (ZZ) ou fêmeas (ZW). Até 2010, pensava-se que o sistema cromossómico ZW usado pelos répteis era incapaz de produzir descendentes viáveis da WW, mas descobriu-se que uma jibóia fêmea (ZW) produzia descendentes viáveis com cromossomas WW.

Partenogénese tem sido estudada extensivamente no chicote do Novo México, no género Aspidoscelis, das quais 15 espécies se reproduzem exclusivamente por partenogénese. Estes lagartos vivem no clima seco e às vezes severo do sudoeste dos Estados Unidos e norte do México. Todas estas espécies assexuadas parecem ter surgido através da hibridação de duas ou três das espécies sexuais do gênero, levando a indivíduos poliplóides. O mecanismo pelo qual a mistura de cromossomas de duas ou três espécies pode levar a uma reprodução partenogenética é desconhecido. Recentemente, um lagarto partenogenético híbrido foi criado em laboratório a partir de um cruzamento entre um lagarto assexuado e um chicote sexual. Como podem ocorrer múltiplos eventos de hibridação, espécies individuais de chicote partenogénico podem consistir em múltiplas linhagens assexuadas independentes. Dentro das linhagens, há muito pouca diversidade genética, mas linhagens diferentes podem ter genótipos bastante diferentes.

Um aspecto interessante da reprodução nestes lagartos assexuais é que os comportamentos de acasalamento ainda são vistos, embora as populações sejam todas fêmeas. Uma fêmea desempenha o papel desempenhado pelo macho em espécies estreitamente relacionadas, e monta a fêmea que está prestes a pôr ovos. Este comportamento deve-se aos ciclos hormonais das fêmeas, que as levam a comportar-se como machos pouco depois da postura dos ovos, quando os níveis de progesterona são elevados, e a assumir o papel feminino no acasalamento antes da postura dos ovos, quando o estrogénio domina. Os lagartos que praticam o ritual de cortejo têm maior fecundidade do que os mantidos em isolamento, devido ao aumento de hormônios que acompanham a montagem. Assim, embora as populações careçam de machos, ainda requerem estímulos comportamentais sexuais para o máximo sucesso reprodutivo.

alguns partenogénicos de lagartos apresentam um padrão de partenogénese geográfica, ocupando áreas altas de montanha onde as suas formas ancestrais têm uma capacidade de competição inferior. Em lagartos rochosos caucasianos do género Darevskia, que têm seis formas partenogenéticas de origem híbrida, a forma partenogenética híbrida D. “dahli” tem um nicho mais amplo que qualquer um dos seus antepassados bissexuais e a sua expansão por todo o Cáucaso Central Menor causou o declínio das cordilheiras das suas espécies maternas e paternais.

AvesEditar

Partenogénese em aves é conhecida principalmente pelos estudos de perus e galinhas domesticados, embora também tenha sido observada no pombo doméstico. Na maioria dos casos o ovo não se desenvolve normalmente ou completamente para eclodir. A primeira descrição do desenvolvimento partenogenético em um passerine foi demonstrada em finches de zebra em cativeiro, embora as células divisoras exibissem núcleos irregulares e os ovos não eclodissem.

Partenogênese em perus parece resultar de uma conversão de células haplóides em diplóides; a maioria dos embriões produzidos desta forma morrem cedo no desenvolvimento. Raramente, aves viáveis resultam deste processo, e a taxa em que isto ocorre em perus pode ser aumentada através da reprodução selectiva, no entanto os perus machos produzidos a partir da partenogénese apresentam testes menores e fertilidade reduzida.

MamíferosEdit

Não há casos conhecidos de partenogénese natural de mamíferos na natureza. A progênie partenogenética de mamíferos teria dois cromossomos X, e portanto seria fêmea.

Em 1936, Gregory Goodwin Pincus relatou ter induzido com sucesso a partenogênese em um coelho.

Em abril de 2004, cientistas da Universidade de Agricultura de Tóquio utilizaram a partenogênese com sucesso para criar um rato sem pai. Usando o alvo genético, eles foram capazes de manipular dois loci H19/IGF2 e DLK1/MEG3 impressos para produzir ratos bimaternais em alta freqüência e subsequentemente mostrar que ratos sem pai aumentaram a longevidade.

Partenogênese induzida em ratos e macacos frequentemente resulta em desenvolvimento anormal. Isto porque os mamíferos têm regiões genéticas impressas, onde ou o cromossomo materno ou o paterno são inativados na prole, para que o desenvolvimento prossiga normalmente. Um mamífero criado por partenogênese teria doses duplas de genes impressos maternalmente e não teria genes impressos paternalmente, levando a anormalidades de desenvolvimento. Tem sido sugerido que defeitos na dobra da placenta ou interdigitação são uma das causas do desenvolvimento abortivo do partenote suíno. Como consequência, a pesquisa sobre partenogênese humana está focada na produção de células-tronco embrionárias para uso em tratamento médico, não como estratégia reprodutiva.

O uso de um estímulo elétrico ou químico pode produzir o início do processo de partenogênese no desenvolvimento assexuado de descendentes viáveis.

Indução da partenogênese em suínos. Desenvolvimento partenogénico de oócitos de suínos. A atividade de fatores promotores de metafase (FPM) altos faz com que os oócitos mamíferos parem na fase de metafase II até a fertilização por um espermatozóide. O evento de fertilização causa oscilações intracelulares de cálcio e degradação visada da ciclina B, uma subunidade reguladora do FMP, permitindo assim que o oócito com MII se processe através da meiose. Para iniciar a partenogênese dos oócitos suínos, existem vários métodos para induzir uma ativação artificial que imita a entrada de espermatozóides, como o tratamento com ionóforos de cálcio, microinjeção de íons de cálcio, ou estimulação elétrica. O tratamento com cicloheximida, um inibidor não específico da síntese de proteínas, melhora o desenvolvimento do partenote em suínos presumivelmente pela inibição contínua do MPF/ciclina B. À medida que a meiose prossegue, a extrusão do segundo polar é bloqueada pela exposição à citocalasina B. Este tratamento resulta em um partenote diplóide (2 genomas maternos). As partenotas podem ser transferidas cirurgicamente para um oviduto receptor para desenvolvimento posterior, mas sucumbirão por falha de desenvolvimento após ≈30 dias de gestação. A placenta partenotípica suína aparece frequentemente hipovascular e é aproximadamente 50% menor que a placenta biparental: ver imagem livre (Figura 1) em referência ligada.

Durante o desenvolvimento dos oócitos, a actividade do factor de promoção de metafase (FMP) elevado causa a paragem dos oócitos mamíferos na fase de metafase II até à fertilização por um espermatozóide. O evento de fertilização causa oscilações intracelulares de cálcio, e a degradação orientada da ciclina B, uma subunidade reguladora do FMP, permitindo assim que o oócito com MII se processe através da meiose.

Para iniciar a partenogênese dos oócitos suínos, existem vários métodos para induzir uma ativação artificial que imita a entrada de espermatozóides, como o tratamento com ionóforos de cálcio, microinjeção de íons de cálcio, ou estimulação elétrica. O tratamento com cicloheximida, um inibidor não específico da síntese de proteínas, melhora o desenvolvimento do partenote em suínos, presumivelmente pela inibição contínua do MPF/ciclina B. À medida que a meiose prossegue, a extrusão do segundo polar é bloqueada pela exposição à citocalasina B. Este tratamento resulta em um partenote diploide (2 genomas maternos) Partenotes pode ser cirurgicamente transferido para um oviduto receptor para desenvolvimento futuro, mas sucumbirá à falha de desenvolvimento após ≈30 dias de gestação. A placenta do partenote suíno freqüentemente aparece hipovascular: veja imagem livre (Figura 1) na referência link.

HumansEdit

Em 26 de junho de 2007, a International Stem Cell Corporation (ISCC), uma empresa de pesquisa em células-tronco sediada na Califórnia, anunciou que sua principal cientista, Dra. Elena Revazova, e sua equipe de pesquisa foram os primeiros a criar intencionalmente células-tronco humanas a partir de ovos humanos não fertilizados usando partenogênese. O processo pode oferecer uma forma de criar células estaminais que são geneticamente combinadas com uma determinada fêmea para o tratamento de doenças degenerativas que possam afectá-la. Em dezembro de 2007, a Dra. Revazova e o ISCC publicaram um artigo ilustrando um avanço no uso da partenogênese para produzir células-tronco humanas que são homozigotas na região HLA do DNA. Estas células estaminais são chamadas células estaminais humanas homozigóticas partenogénicas HLA (hpSC-Hhom) e têm características únicas que permitiriam que os derivados destas células fossem implantados em milhões de pessoas sem rejeição imunológica. Com uma selecção adequada de doadores de oócitos de acordo com o haplótipo HLA, é possível gerar um banco de linhas celulares cujos derivados de tecidos, colectivamente, poderiam ser combinados com um número significativo de indivíduos dentro da população humana.

Em 2 de Agosto de 2007, após uma investigação independente, foi revelado que o desacreditado cientista sul-coreano Hwang Woo-Suk produziu, sem saber, os primeiros embriões humanos resultantes da partenogénese. Inicialmente, Hwang alegou que ele e sua equipe haviam extraído células-tronco de embriões humanos clonados, um resultado que mais tarde se descobriu ser fabricada. Um exame mais aprofundado dos cromossomas destas células mostra indicadores de partenogénese nestas células estaminais extraídas, semelhantes aos encontrados nos ratos criados pelos cientistas de Tóquio em 2004. Embora Hwang tenha enganado o mundo sobre ser o primeiro a criar embriões humanos clonados artificialmente, ele contribuiu com um grande avanço para a pesquisa de células-tronco ao criar embriões humanos usando a partenogênese. A verdade foi descoberta em 2007, muito depois de os embriões terem sido criados por ele e pela sua equipa em Fevereiro de 2004. Isto fez de Hwang o primeiro, inconscientemente, a realizar com sucesso o processo de partenogénese para criar um embrião humano e, por fim, uma linha de células estaminais partenogenéticas humanas.

Helen Spurway, um geneticista especializado na biologia reprodutiva do guppy, Lebistes reticulatus, alegou, em 1955, que a partenogénese, que ocorre no guppy na natureza, também pode ocorrer (embora muito raramente) na espécie humana, levando aos chamados “nascimentos virgens”. Isto criou alguma sensação entre os seus colegas e o público leigo. Por vezes um embrião pode começar a dividir-se sem fertilização, mas não consegue desenvolver-se completamente por si só, pelo que, embora possa criar algumas células cutâneas e nervosas, não pode criar outras (como o músculo esquelético) e torna-se um tipo de tumor benigno chamado teratoma ovariano. A activação espontânea dos ovários não é rara e é conhecida desde o século XIX. Alguns teratomas podem até tornar-se fetos primitivos (teratomas fetiformes) com cabeças, membros e outras estruturas imperfeitas, mas estes não são viáveis. No entanto, em 1995, houve um caso relatado de partenogênese parcial; descobriu-se que um menino tinha algumas de suas células (como os glóbulos brancos) sem qualquer conteúdo genético de seu pai. Os cientistas acreditam que no caso do rapaz, um óvulo não fertilizado começou a auto-dividir-se mas depois teve algumas (mas não todas) das suas células fertilizadas por um espermatozóide; isto deve ter acontecido no início do desenvolvimento, uma vez que os óvulos auto-ativados perdem rapidamente a sua capacidade de serem fertilizados. As células não fecundadas acabaram por duplicar o seu ADN, elevando os seus cromossomas para 46. Quando as células não fertilizadas atingem um bloco de desenvolvimento, as células fertilizadas assumem e desenvolvem esse tecido. O rapaz tinha características faciais assimétricas e dificuldades de aprendizagem, mas de resto era saudável. Isto faria dele uma quimera partenogenética (uma criança com duas linhagens celulares no seu corpo). Embora mais de uma dúzia de casos similares tenham sido relatados desde então (geralmente descobertos após o paciente ter demonstrado anormalidades clínicas), não houve relatos cientificamente confirmados de um partenote humano não quimérico e clinicamente saudável (ou seja, produzido a partir de um único oócito partenogeneticamente ativado).

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