Origem e evolução do sexo eucariótico

A evolução do sexo é um dos quebra-cabeças da biologia evolutiva moderna. Entre os problemas mais intrigantes da teoria evolutiva estão aqueles ligados à origem e manutenção da recombinação e da reprodução sexual e à questão das condições que favorecem a evolução de fenômenos como a autofertilização e a partenogênese. [1]Em várias espécies existe variação genética da taxa de recombinação e modo de reprodução, sendo que estas características são evolutivamente fluidas.[2]A autofertilização pode variar geneticamente dentro e entre as populações de muitas espécies de plantas [3] e genótipos partenogenéticos e de reprodução sexuada são encontradas em muitas espécies de animais e plantas. [2] A maioria dos organismos se reproduzem sexuadamente. Algumas hipóteses tem sido propostas para tentar entender o por que da reprodução sexuada em oposição a assexuada - a da restrição genética, a da seleção de grupo, a das mutações deletérias e a da coevolução parasita-hospedeiro.[4] As hipóteses para a origem do sexo são difíceis de comprovar experimentalmente, a maior parte do trabalho atual tem-se centrado no aspecto da manutenção da reprodução sexual. Os biólogos, incluindo W. D. Hamilton e George C. Williams, propuseram várias explicações sobre como se mantém a reprodução sexual num grande conjunto de seres vivos distintos.

Reprodução assexuada

Clones de "Aspen". Populus sp. Colônias derivadas de um único indivíduo.

Alguns organismos se reproduzem sem sexo (reprodução assexuada), onde um conjunto de organismos geneticamente idênticos é produzido a partir de um ancestral,[4] em outros podem ocorrer os dois tipos de reprodução, e isso pode ocorrer de acordo com as condições e pressões externas. Os protistas, por exemplo, apresentam uma variabilidade notável em seu ciclo de vida. A maioria se reproduze assexuadamente, mas em condições de stress, eles mudam sua estratégia reprodutiva e passam a usar o sexo para se reproduzirem. Um exemplo clássico é o Paramecium, onde a reprodução sexuada é isogâmica (gametas têm o mesmo tamanho), e não existe diferença entre macho e fêmea.[5] Os animais se reproduzem pela fertilização de um óvulo por um espermatozoide formando um zigoto que se divide por mitose até a formação de um embrião rudimentar - a blástula. A reprodução assexuada envolve o brotamento de uma massa de células que se multiplica pra formar um novo indivíduo. Quando esses brotos se juntam ao indivíduo que os originou, se desenvolve uma colônia, e quando esses brotos se separam, novos indivíduos independentes são formados.[6]  

As plantas formam esporos que crescem em uma forma de gametófito (plantas que formam gametas), ou um macho ou uma fêmea. Porém muitas delas se reproduzem assexuadamente e formam clones de sua progenitora.[7] Um exemplo bem conhecido são os clones de "Aspen" ('Populus sp.), que são colônias derivadas de um único indivíduo. Muitos outros organismos também se reproduzem assexuadamente, tais como as caravelas, afídeos (que apresentam ciclos de vida sazonais - no inverno onde há maior instabilidade eles se reproduzem sexuadamente, no verão, quando o ambiente está mais estável, eles se reproduzem por partenogênese).[8]

Cnemidophorus uniparens. As fêmeas se reproduzem por partenogênese.
Varanus komodoensis. Registro de reprodução partenogenética.

A partenogênese (fenômeno de crescimento e desenvolvimento de um embrião sem que haja fertilização) também ocorre um alguns poucos organismos. Aqui a fêmea procria sem a necessidade de um parceiro sexual. Ocorre em algumas plantas, invertebrados (pulgas-d'água, abelhas) e alguns vertebrados (lagartos - conhecido para o gênero Cnemidophorus[9]  e também  reportado para a espécie Varanus komodoensis[10] – dragão de komodo). A partenogênese está envolvida em amplo debate, sendo considerada por alguns uma reprodução sexuada incompleta, já que demanda a produção de gametas (óvulos).[11]