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Quando ocorre a geminação idêntica?

Quando ocorre a geminação idêntica?


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Qual é a janela durante a qual a divisão em gêmeos é possível (por exemplo, ainda pode acontecer após a implantação no útero)? Um gêmeo é o "original" e o outro seu clone?


No caso de dois gêmeos idênticos saudáveis ​​e viáveis, a separação geralmente ocorre na primeira divisão de um zigoto em duas células. Portanto, eles são parceiros iguais na divisão, não um original e um clone. Durante as primeiras divisões celulares na mórula e blástula, não há crescimento significativo. Portanto, essas divisões produzem células cada vez menores. Se uma dessas células menores for separada, é muito improvável que seja substancial o suficiente para sobreviver e se implantar no útero.


Esta página descreve o que acontece muito bem:

http://discovery.lifemapsc.com/library/review-of-medical-embryology/chapter-30-multiple-pregnancies

A divisão em gêmeos pode aparentemente acontecer em vários estágios até e incluindo a implantação, mas não muito depois disso. Quanto mais tarde a divisão, pior o prognóstico, porque mais os gêmeos compartilham. O artigo menciona três estágios em particular: divisão no estágio de 2 blastômeros (ou seja, quando o zigoto original está se partindo), que leva a dois embriões completamente separados que se implantam separadamente, divisão no estágio de embrioblasto que leva aos embriões compartilhando uma cavidade coriônica (ou seja, placenta) e divisão no estágio do disco embrionário, que ocorre após a implantação e envolve os fetos compartilhando tudo - aparentemente a tal ponto que raramente sobrevivem até o nascimento porque se enredam nos cordões umbilicais um do outro. Divisões posteriores, depois que a linha primitiva começa a se formar (ou seja, cerca de duas semanas após a fertilização), podem levar a gêmeos siameses, porque a divisão aconteceu quando as células já começaram a se diferenciar em que parte do corpo elas estarão.

Em nenhum caso um gêmeo pode ser considerado "o original" e o outro não. A geminação envolve qualquer estágio em que estamos nos dividindo em dois; não podemos falar que um é um desdobramento do outro, mais do que se você despejar massa de bolo em duas formas em vez de uma, você não acaba com um bolo original e uma cópia, você acaba com dois bolos. Cuja massa passou a estar na mesma tigela até algum ponto do processo de cozimento.

Além disso, os eventos de geminação geralmente envolvem uma divisão simétrica, o que significa que não podemos nem mesmo falar de um gêmeo que reivindica uma porcentagem maior do material embrionário original ou o que quer que seja. Uma exceção pode ser gêmeos parasitas e outros exemplos de gêmeos assimétricos, mas não fui capaz de encontrar uma boa fonte sobre o que causa isso - não está claro se envolve gêmeos resultantes de uma divisão desigual ou se o desenvolvimento posterior os tornou desiguais.


Geminação dizigótica

A tendência de conceber gêmeos dizigóticos espontâneos (DZ) é uma característica complexa com contribuições importantes tanto de fatores ambientais quanto de disposição genética. Os gêmeos são relativamente comuns e ocorrem em média 13 vezes a cada 1000 maternidades, embora a frequência de gêmeos varie com o tempo e a localização geográfica. Essa variação é atribuída principalmente às diferenças na taxa de geminação DZ, uma vez que a taxa de geminação monozigótica é relativamente constante. A geminação DZ está em parte sob controle genético, com mães de gêmeos DZ relatando significativamente mais membros femininos da família com gêmeos DZ do que mães de gêmeos monozigóticos. Fatores maternos como história genética, idade avançada e aumento da paridade são conhecidos por aumentar o risco de gêmeos DZ. Pesquisas recentes confirmaram que mães mais altas e mães com alto índice de massa corporal (30 & gt) correm maior risco de gemelaridade DZ. Sazonalidade, tabagismo, uso de anticoncepcionais orais e ácido fólico mostram associações menos convincentes com a gemelaridade. A análise genética está começando a identificar genes que contribuem para a variação na geminação. Mutações em um desses genes (fator de diferenciação de crescimento 9) são significativamente mais frequentes em mães de gêmeos DZ. No entanto, as mutações são raras e representam apenas uma pequena parte da contribuição genética para a geminação.


Irmanação e gêmeo

Ao explicar a biologia por trás da geminação, é importante apontar os diferentes tipos de gêmeos que existem. Gêmeos fraternos ou dizigóticos ocorrem quando uma mulher libera dois óvulos, em vez de um, durante a ovulação, tornando ambos os óvulos disponíveis para fertilização. Os gêmeos fraternos, é claro, compartilham um ambiente pré-natal comum e normalmente a mesma data de nascimento. Uma vez que gêmeos fraternos vêm de dois óvulos diferentes e de dois espermatozóides diferentes, o par pode ser fêmea / fêmea, macho / macho ou fêmea / macho. Por outro lado, gêmeos idênticos ou monozigóticos devem ser homem / homem ou mulher / mulher. Gêmeos idênticos ocorrem quando o óvulo fertilizado, ou mórula, se divide. Como gêmeos idênticos vêm do mesmo óvulo e esperma, eles são exatamente iguais em sua composição genética (3). Especula-se que existe um terceiro tipo de gêmeo, um "idêntico / fraternal". Diz-se que esses gêmeos resultam de uma divisão no óvulo da mãe após a ovulação, mas antes da fertilização. Nesses casos, os gêmeos compartilham genes idênticos de sua mãe, mas diferem na composição genética porque vieram de espermatozoides diferentes e, portanto, têm genes diferentes de seu pai (1).

Hoje, o teste de monozigose em gêmeos pode ser facilmente realizado com o teste de DNA (3). No entanto, estudos feitos no início do século ajudam a explicar as características que gêmeos idênticos, na verdade clones naturais, têm em comum. Em alguns dos estudos clássicos de gêmeos, incluindo um feito pelo Dr.Horatio H. Newman, os seguintes critérios foram usados ​​para determinar a monozigose. Para serem diagnosticados como gêmeos monozigóticos, o par deveria apresentar uma semelhança notável na aparência, tanto que os gêmeos são ou foram frequentemente confundidos um com o outro (5). A altura, a contagem do padrão da ponta do dedo e a contagem da crista da ponta do dedo tinham que ser semelhantes em gêmeos monozigóticos (4). O par tinha que ser essencialmente idêntico na cor do cabelo, textura do cabelo e forma do cabelo, bem como cor dos olhos, pigmento dos olhos e padrão da íris. Sua pele precisava ter a mesma tez (a menos que uma fosse alterada pelo bronzeamento) e sua pele tinha que exibir a mesma distribuição de pelos no rosto, pescoço e mãos. Mais importante, o par deveria ter virtualmente as mesmas características faciais, tipos de dentes, irregularidades na dentição, bem como semelhanças no tamanho e formato das mãos e dos dedos. Com a maioria dos gêmeos idênticos no teste, os detalhes em seus padrões de palma e dedo mostraram que uma das mãos de um indivíduo em um par monozigótico era mais semelhante a uma das mãos do outro gêmeo do que à mão oposta do próprio indivíduo. Em outras palavras, o par exibiu semelhança cruzada mais forte do que semelhança interna em seus padrões de dedo e palma (5).

Existe um fenômeno peculiar entre gêmeos idênticos comumente referido como assimetria reversa ou imagem em espelho. Se a divisão da mórula ocorrer entre o décimo e o décimo terceiro dia de desenvolvimento, os gêmeos são comumente considerados imagens no espelho um do outro (1). Os gêmeos geralmente demonstram essa assimetria reversa na lateralidade (destra ou canhota), padrões de verticilo de cabelo, dentição, detalhes na palma da mão e nas pontas dos dedos. Enquanto um dos gêmeos tem espirais de cabelo crescendo no sentido horário, o outro pode ter espirais de cabelo no sentido anti-horário. Em alguns casos, esses gêmeos apresentam marcas de nascença, uma na mesma parte do corpo, uma à esquerda e outra à direita (5). Esse fenômeno é verdadeiro não apenas para gêmeos idênticos, mas para todos os nascimentos múltiplos idênticos. Pode haver trigêmeos, quádruplos e até quíntuplos que parecem ser imagens espelhadas um do outro, como no caso dos quíntuplos de Dionne. (Essas cinco meninas são o único caso conhecido de quíntuplos idênticos. Outros nascimentos múltiplos podem ser combinações de monozigotos e dizigotos, sendo o mais comum todos os zigotos múltiplos fertilizados simultaneamente) (7). Duas das cinco garotas Dionne idênticas pareciam ser as últimas a se separar do zigoto singular, portanto, provavelmente entre o décimo e o décimo terceiro dias, porque elas, entre todas as garotas, têm a maior presença de assimetria reversa.

Após o décimo terceiro dia de fertilização, os gêmeos que começam a se separar muitas vezes não fazem a divisão completa. O resultado é o que é comumente conhecido como gêmeos siameses ou siameses. O termo gêmeos & quotSiameses & quot vem de um famoso par de gêmeos do Sião que foram unidos pelo esterno (1). Claro, todos os gêmeos siameses são monozigóticos e, de fato, a existência de gêmeos siameses ajudou a provar a existência de gêmeos monozigóticos (5). Os gêmeos siameses podem ser unidos fisicamente em qualquer parte do corpo, incluindo torsos inteiros, a parte superior ou lateral do crânio, quadris e tórax. Alguns casos incluem o compartilhamento de órgãos vitais a tal ponto que os dois não podem ser separados sem dano ou mesmo a morte de um dos gêmeos. Em alguns casos extremos de gêmeos siameses, um gêmeo está na verdade dentro do outro na forma de um cisto (7). Esses cistos formam tumores no abdômen, fígado ou cérebro e contêm partes ou, às vezes, todos de outro feto. Em três casos documentados, descobriu-se que bebês carregavam irmãos nascituros dentro deles. Embora os gêmeos siameses sejam monozigóticos, freqüentemente existem grandes diferenças entre os dois indivíduos em peso, altura e formato e tamanho da cabeça. Por que essas diferenças ocorrem em todos os gêmeos é uma questão que foi estudada exaustivamente. No caso de gêmeos siameses, a maioria das diferenças provavelmente seria devido às condições do ambiente pré-natal (5). Em todos os gêmeos, entretanto, as razões para a variação das características físicas e psicológicas incluem genética, ambientes pré-natais e ambientes pós-natais.

Nenhum indivíduo se desenvolve sem uma base de hereditariedade e fatores ambientais influentes. Embora fatores como a cor dos olhos e do cabelo sejam considerados puramente genéticos, outros fatores, incluindo inteligência, peso corporal e musculosidade, são marcadamente influenciados por fatores genéticos e ambientais. Gêmeos fraternos são tão separados na origem genética quanto quaisquer irmãos vindos do mesmo pai e, portanto, podem ser tão semelhantes ou diferentes quanto quaisquer irmãos ou irmãs, exceto pelo fato de que sua similaridade de idade muitas vezes os leva a parecer mais semelhantes geneticamente (5). Visto que gêmeos idênticos são geneticamente semelhantes, as razões para as diferenças entre eles não estão no reino da hereditariedade, mas nas condições ambientais variáveis ​​às quais cada um está exposto.

Para explicar como os fatores do ambiente pré-natal podem afetar gêmeos e outros nascimentos múltiplos, o ambiente pré-natal típico deve ser examinado primeiro. Gêmeos dizigóticos de sexo diferente são quase sempre dicoriônicos - cercados por membranas coriônicas separadas. No entanto, nem todos os gêmeos dizigóticos são dicoriônicos e, da mesma forma, nem todos os gêmeos monozigóticos são monocoriônicos. Além disso, gêmeos dicoriônicos podem compartilhar uma placenta comum ou ter placentas separadas. Assim, ser gêmeos idênticos não significa necessariamente ter que compartilhar uma placenta comum, nem conota estar envolto em um córion compartilhado, embora este seja frequentemente o caso (5).

O ambiente pré-natal de gêmeos idênticos muitas vezes leva a diferenças entre os gêmeos, que podem continuar na idade adulta. Para gêmeos que compartilham uma placenta comum, as diferenças no suprimento de sangue e, portanto, de nutrientes para as extremidades opostas da placenta, às vezes são um fator (7). Normalmente, entretanto, o caso com gêmeos idênticos é que as invasões vasculares da placenta se encontram em direção ao centro da placenta e competem por essa área. Como resultado dessa competição em uma pequena área, às vezes aparecem anatossomos - fusões extensas - de capilares (4). Mais raramente, as fusões são feitas de veia a veia ou de artéria a artéria. Isso pode causar um sério desequilíbrio na troca de sangue que, por sua vez, produz diferenças proeminentes nos gêmeos sobreviventes, incluindo variações de peso e tamanho. Essas variações "freqüentemente persistem por toda a vida" e, além do tamanho e do peso, as diferenças no fluxo sanguíneo podem afetar o "vigor e a saúde geral" de um indivíduo e podem até afetar o quociente de inteligência (5).

Um distúrbio específico, denominado Síndrome da Transfusão de Gêmeo a Gêmeo, está relacionado a essa ideia de fluxo sanguíneo desproporcional. A síndrome da transfusão de gêmeos a gêmeos é uma doença da placenta que afeta apenas gêmeos idênticos que são monocoriônico-diamniótico ou monocoriônico-monoamniótico. Um dos gêmeos, o gêmeo receptor, recebe muito sangue e aumenta de tamanho. O sangue extra que este feto recebe é muito viscoso e, portanto, o coração do bebê se esforça para bombear sangue. Quando não tratados, oitenta a cem por cento dos bebês receptores morrem de insuficiência cardíaca. O outro gêmeo, o gêmeo doador, em contraste, recebe muito pouco sangue. Este feto tem muito pouco líquido em seu saco amniótico e normalmente é menor. Como os gêmeos receptores, oitenta a cem por cento dos gêmeos doadores morrerão de insuficiência cardíaca (causada desta vez por anemia grave) se nada for feito para ajudar. Para aqueles que sobrevivem, o gêmeo receptor, embora maior, geralmente se sai pior do que o gêmeo doador porque está mais cansado (9).

Em um estudo anterior de gêmeos fraternos e idênticos, as diferenças médias dos pares em peso e altura, entre outras características, foram determinadas. A diferença média de peso de gêmeos idênticos de todas as idades foi de 4,1 libras, com um par atingindo uma diferença tão alta quanto a faixa de quinze a dezoito libras. No caso dos gêmeos fraternos, a diferença média de peso foi de 10,0 libras, apenas ligeiramente inferior à média de todos os irmãos, com um par atingindo uma diferença na faixa de trinta e três a trinta e seis libras. As diferenças de peso podem ser atribuídas às condições ambientais pré-natais e pós-natais em ambos os tipos de gêmeos, bem como à genética nos pares fraternos. A diferença média de altura dos gêmeos idênticos mostrou ser um pouco menor do que a diferença de gêmeos fraternos. O grupo de gêmeos idênticos apresentou uma diferença média de 1,7 centímetros, enquanto os fraternos tiveram uma diferença média de 4,4 centímetros. Uma vez que diferenças significativas de altura ocorreram apenas em gêmeos fraternos, a altura é considerada em grande parte um efeito da genética (5).

Como gêmeos idênticos são geneticamente exatamente iguais, esses gêmeos têm um apelo especial para os cientistas que procuram a causa de ocorrências como doenças, diferenças de inteligência e outras características físicas e psicológicas. Tanto gêmeos idênticos quanto gêmeos fraternos têm sido usados ​​em vários estudos para determinar se as causas de certas características são genéticas ou ambientais. Essa chamada questão natureza-criação ainda é coberta por muitos mistérios, mas generalizações podem ser feitas sobre uma série de características (6).

As diferenças nas características físicas, como altura, tamanho da cabeça, tamanho da mão e musculosidade entre os gêmeos, provaram ser pequenas e, portanto, pode-se dizer que essas características são menos afetadas pelo ambiente e mais pela genética. O fato de que as pontuações de inteligência de peso e Binet IQ e Stanford Achievement Test diferiram em gêmeos idênticos mais do que as características físicas acima mostra que a inteligência é afetada em maior medida pelo ambiente. As maiores diferenças entre gêmeos idênticos ocorreram nas áreas de desempenho educacional e temperamento. Esse achado mostra que o desempenho educacional e a personalidade são ainda mais afetados pelo meio ambiente (5).

No entanto, seja de padrões de ondas cerebrais semelhantes, um ambiente de crescimento comum ou algum gene desconhecido, gêmeos idênticos, criados juntos ou separados, parecem ter algumas semelhanças marcantes além do óbvio de uma semelhança misteriosa (6). Em um estudo realizado, gêmeos idênticos pareciam concordantes ou fenotipicamente semelhantes em várias categorias mistas. Em relação à doença, os três incidentes mais comuns de concordância foram sarampo, diabetes mellitus e raquitismo, apresentando noventa e cinco, oitenta e quatro e oitenta e oito por cento, respectivamente. Além disso, de acordo com o estudo, oitenta e nove por cento dos gêmeos idênticos com síndrome de Down compartilharão esse distúrbio com seu irmão gêmeo ou irmã. Com relação à psicologia e transtornos psicológicos, os quatro transtornos mais comuns que demonstraram concordância foram fraqueza mental, esquizofrenia, psicose maníaco-depressiva e criminalidade mostrando noventa e quatro, oitenta, setenta e sete e sessenta e oito por cento, respectivamente (6). Numerosos estudos mostram que as taxas de concordância para gêmeos idênticos com esquizofrenia são sempre três a quatro vezes maiores do que as taxas de gêmeos fraternos (2). Além disso, curiosamente, hábitos de fumar, beber café e beber álcool mostraram altos níveis de concordância com, respectivamente, noventa e nove, noventa e quatro e 100 por cento. Todos os distúrbios acima revelaram ter porcentagens de concordância menores (muito menores em alguns casos) nos testes feitos em gêmeos dizigóticos (6).

Descobertas como essas são úteis para explicar algumas descobertas incríveis sobre gêmeos criados separados. Dois gêmeos, um da Califórnia e um da Alemanha que se separaram ao nascer, exibiam traços estranhos, como usar elásticos no pulso, cortar o bigode de maneira peculiar e espirrar alto para chamar a atenção, bem como características mais comuns, como como temperamento e ritmo. Outros gêmeos separados compartilhavam fobias e defeitos comuns originalmente pensados ​​para vir do ambiente de crescimento de uma pessoa. Esses resultados sugerem que mais traços psicológicos, como capacidade de liderança, imaginação e vulnerabilidade tanto ao estresse quanto à alienação, podem ser marcadamente hereditários (7).

Além das histórias biologicamente coloridas de "interesse quothuman" de gêmeos separados notavelmente semelhantes, existem muitos outros aspectos intrigantes da geminação. Até recentemente, esperava-se que as mães ganhassem menos de dezoito quilos durante a gravidez, não importando se ela estava grávida de uma gravidez única ou múltipla. Agora, os médicos e especialistas médicos chegaram ao que consideram um “resultado de gêmeos quotidianos”. Os gêmeos devem ter um período de gestação ligeiramente mais curto, durando de trinta e cinco a trinta e oito semanas. Os trigêmeos estão ainda menos mostrando uma média de resultado ideal em trinta e quatro a trinta e cinco semanas. Além disso, os pesos médios ao nascer atribuídos como ideais são de 2500-2900 gramas por bebê. As mães com resultados ideais de gêmeos ganharam 18 quilos em média e as mães de trigêmeos com resultados ideais ganharam de 25 a 25 quilos. As mães com resultados não ideais ganharam menos de trinta e cinco libras (8).

Além disso, a pesquisa mostra que, nos países industrializados, a taxa de mães com nascimentos múltiplos está aumentando. Provavelmente, isso se deve ao fato de que as mães aguardam mais tempo pela gravidez e ao uso generalizado de tecnologia para ajudar na reprodução. Existem hoje cento e vinte e cinco milhões de múltiplos vivos no mundo. Nos EUA industrializados, houve 106.689 múltiplos nascidos em 1996, 100.750 deles sendo gêmeos, 5.298 trigêmeos, 560 quadrigêmeos e 81 gestações de nível superior (8). O fato de as mães esperarem até uma idade mais avançada para ter filhos aumenta ainda mais o risco de nascimentos múltiplos. Todas as gestações múltiplas são de alto risco em comparação com gestações únicas e os riscos para os fetos e para a mãe aumentam com o número de bebês que a mãe está carregando. Os riscos incluem uma maior ocorrência de trabalho de parto prematuro e baixo peso ao nascer (que já são menores do que nascimentos de um único filho). Também existe um risco acrescido de aborto espontâneo. Na verdade, alguns pesquisadores acreditam que um bom número de gestações humanas podem começar como gêmeas, mas a maior taxa de perda reduz a gravidez múltipla a uma gravidez única ou, em alguns casos, a um aborto espontâneo completo. O professor C. Bocklage, da Escola de Medicina da East Carolina University, acredita que uma em cada oito concepções começa como gêmeos e que para cada par de gêmeos nascidos vivos, dez a doze gestações múltiplas originalmente resultam em um nascimento único (10).

As mães têm uma chance em 150 de ter gêmeos fraternos e, se já tiverem gêmeos fraternos, essa chance aumenta para uma em quarenta. Para uma mulher cuja mãe teve gêmeos fraternos, sua chance de ter gêmeos fraternos é de uma em noventa. Isso ocorre porque a taxa de gêmeos fraternos é afetada por fatores genéticos. A taxa de gêmeos idênticos, por outro lado, não parece ser influenciada por fatores hereditários (1). A incidência de gêmeos fraternos, uma vez que é afetada pela genética, parece variar com a raça. Pessoas de origem africana têm a maior taxa de geminação fraterna, mostrando um em cada setenta nascimentos como gêmeos. Os caucasianos são os próximos com um em oitenta e oito nascimentos, depois os japoneses com um em 150 e, finalmente, os chineses com um em 300. Uma tribo em particular na África tem uma taxa particularmente alta de gêmeos. A tribo ioruba da Nigéria exibe um em cada quarenta e cinco nascimentos como gêmeos fraternos. Além disso, em alguns lugares, como o Japão, por exemplo, parece haver uma influência sazonal na taxa de geminação fraterna. Essa variação difere de país para país e em alguns lugares, como a Holanda, as variações sazonais de nascimentos de gêmeos são paralelas às de nascimentos únicos, mostrando que, nesses casos, a diferença provavelmente se deve a fatores culturais e não biológicos (8).

O estudo de gêmeos, ou gemelologia, é um aspecto importante da biologia. Ao examinar gêmeos, os pesquisadores obtêm conhecimento dos fatores genéticos e ambientais que afetam o crescimento e o desenvolvimento de todas as pessoas. Além disso, as informações estatísticas obtidas sobre gêmeos fornecem informações sobre a influência das novas tecnologias e diferenças culturais (como a idade média das mulheres grávidas) na gravidez. Mais importante ainda, os estudos realizados em gêmeos são intrigantes por si próprios, fornecendo uma visão sobre um mundo de gêmeos que interessa os humanos há anos.

Bibliografia e fontes WWW

2) Bank, Stephen P. e Kahn, Micheal D., The Sibling Bond. Nova York: Basic Books Publishers, 1941.

3) Kitcher, Philip, The Lives to Come. Nova York: Simon e Shuster, 1996.

4) Koch, Helen L., Twins and Twin Relations. Chicago: The University of Chicago Press, 1966.

5) Newman, Horatio, Frank N. Freeman e Karl J. Holzinger., Twins: A Study of Heredity and Environment. Chicago: The University of Chicago Press, 1965.

6) Strickberger, Monroe W., Genetics. Nova York: The Macmillian Company, 1968.


O momento da irmanação

Se o argumento da geminação for válido, então é falso que você já foi um zigoto. Essa conclusão tem sido usada como premissa em argumentos que defendem a moralidade de coisas como a contracepção, a pílula do dia seguinte, a fertilização in vitro e a pesquisa com células-tronco.

Em um artigo que será publicado na revista Zigoto, o pesquisador médico Gonzalo Herranz, da Universidade de Navarra, na Espanha, argumenta que não há evidências suficientes para apoiar o modelo atual que propõe que a geminação ocorre duas semanas após a fertilização. A maior parte do argumento aqui gira em torno da incompletude das teorias de como exatamente ocorre a geminação.

Herranz passa a chamar a atenção para um modelo alternativo de geminação, apresentado originalmente por López-Moratalla e Cerezo. De acordo com esse modelo, a geminação ocorre no momento em que o zigoto sofre a divisão celular pela primeira vez. O zigoto pode sofrer dois tipos de divisão celular: pode se dividir em uma massa que consiste em dois blastômeros (células) ou se transformar em dois zigotos. Gêmeos resultam apenas no segundo caso.

Se este modelo estiver correto, o argumento da geminação não é sólido. No novo modelo, podemos ser idênticos ao zigoto do qual nos desenvolvemos. Se o zigoto de onde viemos for realmente idêntico a nós, pode-se questionar a moralidade de coisas como pílulas anticoncepcionais, pílula do dia seguinte, pesquisa com células-tronco e fertilização in vitro (que produz mais embriões do que são implantados). Existem, é claro, muitas outras considerações para determinar se é ético prevenir o desenvolvimento de um embrião, mas o novo modelo complicaria pelo menos uma linha de defesa dessas práticas.

Mas quão realista é o segundo modelo? Para responder a essa pergunta, precisamos examinar mais de perto o que acontece após a fertilização. Logo depois que um espermatozóide fertiliza um óvulo, o zigoto começa a sofrer divisão celular enquanto viaja para o útero, uma jornada que leva de 5 a 7 dias em humanos. No início, as células formam uma massa frouxa cercada por uma membrana herdada do óvulo, chamada de zona pelúcida. No estágio de 8 células, as células são unidas por proteínas que permitem a troca de substâncias químicas.

Durante a implantação, que ocorre na semana seguinte, o blastocisto se incorpora ao tecido da parede uterina. A massa celular interna então dá origem ao disco embrionário, que consiste em dois tipos de células, um tipo torna-se o embrião e o cordão umbilical e o outro torna-se as membranas externas e a placenta.

No modelo tradicional de geminação, o processo de geminação normalmente ocorre na época da gastrulação, embora as evidências sugiram que ocasionalmente pode ocorrer no momento da formação do blastocisto. Quanto mais tarde ocorrer a geminação, maior será a chance de desenvolvimento de gêmeos siameses.

O modelo alternativo defendido por Herranz sugere que a geminação ocorre no estágio do zigoto. Neste modelo, embora a geminação ocorra quase imediatamente após a fertilização, a separação física das células provavelmente ocorre apenas mais tarde, quando podemos observar visualmente que isso acontece, nomeadamente na altura da gastrulação.

Embora possa parecer plausível que a primeira divisão celular resulte em dois zigotos que continuam a se desenvolver independentemente, mas próximos um do outro, certas observações falam fortemente contra o modelo alternativo. Blastocistos com duas massas celulares internas foram observados na FIV humana, sugerindo que a geminação pode ocorrer no momento da formação do blastocisto ou antes. No entanto, blastocistos com duas massas celulares internas são extremamente raros, tornando improvável que a geminação normalmente ocorra neste estágio inicial do desenvolvimento embrionário. Na melhor das hipóteses, esta evidência sugere que a geminação poderia ocorrem no momento da fertilização em casos raros, embora não na maioria dos casos.

Outro desafio para o modelo alternativo de geminação é explicar o que torna as células após a primeira divisão do zigoto diferentes zigotos em oposição a uma massa consistindo de duas (ou mais) células. Para serem zigotos, parece que eles devem diferir de uma maneira relevante em suas propriedades internas ou ser separados espacialmente em uma distância que corresponde à separação física posterior na época da gastrulação. Mas não há nenhuma evidência que sugira que as células diferem de maneira relevante em suas propriedades internas ou, alternativamente, são separadas espacialmente de maneira relevante. A falta de evidências para isso pesa fortemente contra o modelo alternativo de geminação.

Há um outro problema com o argumento contra o modelo atual de geminação. O argumento parte da observação de que não sabemos realmente como e por que a geminação ocorre para a conclusão de que o modelo atual do cronometragem da geminação "não é baseada em fatos". Isso, no entanto, é um salto. Embora seja verdade que não sabemos como e por que ocorre a geminação, as evidências sugerem que a geminação geralmente ocorre cerca de duas semanas após a fertilização.


Mães modeladoras

Para resolver essas questões, em conjunto com os colegas Bob Black e Rick Smock, construímos simulações e modelos matemáticos alimentados com dados de sobrevivência materna, infantil e fetal de populações reais.

Isso nos permitiu fazer algo que de outra forma seria impossível: controlar nas simulações e modelar se as mulheres ovularam um ou dois óvulos durante seus ciclos. Também modelamos estratégias diferentes, em que mudamos as mulheres da ovulação de um óvulo para a ovulação de dois em idades diferentes.

Poderíamos então comparar o número de filhos sobreviventes de mulheres com diferentes padrões de ovulação.

As mulheres que mudaram de ovulação única para ovulação dupla em meados dos 20 anos tiveram a maioria dos filhos sobreviventes em nossos modelos - mais do que aquelas que sempre liberaram um único óvulo ou sempre liberaram dois óvulos.

Isso sugere que a seleção natural favorece uma mudança inconsciente da ovulação única para a ovulação dupla com o aumento da idade.


Gêmeos idênticos, ou gêmeos monozigóticos, se formam quando um óvulo fertilizado se divide em dois e se transforma em dois embriões separados. Os gêmeos são do mesmo sexo, compartilham o mesmo tipo de sangue e compartilham as mesmas características físicas. Gêmeos idênticos podem ou não compartilhar um saco amniótico.

Uma das perguntas mais comuns é "Os gêmeos idênticos têm o mesmo DNA?" Na verdade, eles têm o mesmo DNA no nascimento, mas, eventualmente, o DNA se torna mais distinto com base em fatores ambientais. É assim que cada gêmeo evolui para ser um indivíduo único. Para mais informações sobre o desenvolvimento do seu filho, verifique o que acontece semana a semana durante a gravidez de gêmeos.


Quando ocorre a geminação idêntica? - Biologia

Publicados: Domingo, 5 de maio de 2019

Escrito por Hannah Brown, University of Adelaide, para A conversa

O primeiro conjunto de gêmeos sesquizigóticos ou semi-idênticos foi identificado na Austrália. Como esse tipo de geminação difere de gêmeos idênticos e não idênticos de ocorrência mais comum?

Introdução

Todos nós conhecemos um conjunto de gêmeos, talvez até mesmo um conjunto de gêmeos idênticos. Na Austrália, os gêmeos são responsáveis ​​por cerca de um em 80 nascimentos.

Mas em uma pesquisa da University of New South Wales e da Queensland University of Technology publicada hoje no New England Journal of Medicine, ficamos sabendo de um conjunto único de gêmeos australianos.

Um menino e uma menina de Brisbane, de quatro anos, foram identificados como apenas o segundo conjunto de gêmeos semi-idênticos ou sesquizigóticos do mundo. Eles são os primeiros a serem observados no utero (no útero).

Este fenômeno extremamente raro é o resultado de dois espermatozoides fertilizando o mesmo óvulo.
(Leia mais: Visão dupla: por que os gêmeos são tão importantes para a saúde e a pesquisa médica)

Como os gêmeos ocorrem?

O tipo mais comum de gêmeos são gêmeos não idênticos, que podem ser do mesmo sexo ou de sexos diferentes. Gêmeos não idênticos também são conhecidos como gêmeos fraternos ou gêmeos dizigóticos (de dois zigotos, o que chamamos de embrião mais antigo quando o óvulo e o esperma se fundem).

Este tipo de geminação ocorre quando mais de um óvulo é liberado do ovário na ovulação (normalmente apenas um óvulo é selecionado e liberado), e ambos os óvulos são fertilizados por espermatozoides diferentes. Esses gêmeos não são mais geneticamente semelhantes do que irmãos nascidos com anos de diferença.

As taxas de gêmeos não idênticos diferem entre os grupos: é cerca de oito em 1.000 em populações brancas, 16 em 1.000 em populações africanas e quatro em 1.000 em pessoas de ascendência asiática. Isso sugere que há um componente genético em gêmeos não idênticos.

Identical twins (also known as monozygotic – originating from one zygote) are less common. They are the product of just one egg and one sperm, which originally form one embryo, but which break into two during the earliest stages of pregnancy. Scientists are continuing to explore how this occurs biologically, but the process remains a mystery.

The rate of identical twins is consistent across the globe at about four in 1,000 births. This suggests it’s probably just a random biological phenomena not influenced by genetics.

Prior to today, there was only one reported case of a third type of twins – semi-identical twins.

(Diagram: showing three types of twinning, copyright UNSW)

In 2006, twins in the US were identified as semi-identical twins when they were examined as infants for another medical condition. They too were the result of one egg fusing with two sperm.

But now we know the Queensland siblings are the second set of twins to fall into this mysterious and fascinating category.

What are semi-identical twins?

Scientists believe semi-identical twins are the result of one egg allowing two sperm in simultaneously (which has previously been thought to be non-viable, meaning a pregnancy would never occur).

In the case reported in today’s research, the pregnancy was identified as twins at six weeks. The ultrasound showed they shared a placenta, which is common to 70% of identical twins.

But at 14 weeks of pregnancy, tests revealed the twins were non-identical – one was a girl and the other a boy. Ordinarily non-identical twins would have their own placenta. They were an anomaly.

Thorough DNA testing has revealed they are identical on the maternal side (confirming they came from just one egg, like identical twins). But they are more like non-identical twins on the paternal side, sharing only a proportion of their father’s DNA.

Scientists understand biologically how the DNA of our mother and father mix to create an embryo (and subsequently a baby). On the day the egg and sperm meet in the fallopian tube, the DNA, packaged into chromosomes, divides equally into two, allowing the baby to inherit one copy of information from mum and one from dad.

When this doesn’t go to plan, a baby may get too many or too few chromosomes, resulting in genetic disorders like Down Syndrome (an extra copy of Chromosome 21). This may also result in a pregnancy which is not viable.

We still don’t know a lot

There is no scientific precedent for how one embryo manages to separate three sets of chromosomes, as is the case in semi-identical twins. This may remain a scientific mystery.

We have no idea how similar these twins are going to look, although the best guess is that they will be like every other set of non-identical, fraternal twins.

As they are just the second case of this type of twins ever identified, it’s hard to know if they will have a special connection beyond their extra shared DNA.

A search by researchers through huge databases of twins across the globe failed to find more semi-identical twins, suggesting this type of twinning is very rare.

Discoveries like this that teach us just how much there is still to learn about biology and health, and how fascinating the world of reproduction and pregnancy is.


Solving the Evolutionary Puzzle of Twinning

Twins have long been a source of fascination in human societies. Mythologies all over the world use twins to convey hidden messages, and literature repeatedly exploits their potential to amuse, or sometimes unnerve, an audience. But from an evolutionary point of view, they’re a puzzle. Twins have much higher mortality rates in early life than children born in single births and also pose a risk to the mother, increasing her likelihood of dying in childbirth. We seem to be a species designed to give birth to one infant at a time, like other large mammals. Why then has natural selection not weeded out the tendency for women to give birth to twins?

The answer may be that, while twinning itself carries risks, the underlying trait which leads to the most common type of twinning confers benefits. This trait is polyovulation – the tendency for women to release more than one egg from the ovaries each month. Dizygotic (or non-identical) twins result from the fertilisation of two eggs (‘zygote’ means fertilised egg), in contrast to identical (monozygotic) twinning, which happens when a single egg is fertilised but then dividing into two embryos.

Polyovulation confers benefits because it counteracts the surprisingly high likelihood of foetal loss. Not all the eggs a woman releases each month result in a successful pregnancy, even if she is actively trying to get pregnant. Some may not be fertilised, and most fertilised eggs don’t survive to full term. Exactly why isn’t clear, but this foetal loss may often be to do with chromosomal abnormalities which mean the foetus isn’t viable.

There is little data on exactly what proportion of fertilised eggs are lost, given that most seem to be lost before the woman herself is aware of the pregnancy. Identifying very early pregnancy loss requires monitoring of women’s reproductive hormones over time to pinpoint the hormonal changes which indicate pregnancy and then pregnancy loss. One of the rare pieces of evidence available, from a study in Bangladesh, suggests that very high proportions of foetal loss are common, particularly in older women: 45% foetal loss at age 18, rising to 92% by age 38.

Releasing more than one egg each month is therefore a way of ‘bet-hedging’: increasing the likelihood that at least one egg will result in a livebirth. Occasionally, more than one fertilised egg will make it through to term – and twins, or other types of multiple birth, such as triplets, result. So it’s polyovulation, the ability to release more than one egg at a time, which is favoured by natural selection, rather than twinning itself.

Another twinning puzzle: Why does the likelihood of twinning vary by maternal age?

This idea that twins are the ‘byproduct’ of an evolutionary advantage to polyovulation has been around for a while, but it doesn’t fully explain another twinning puzzle: its relationship with maternal age. Young mothers are relatively unlikely to give birth to twins the chance of twinning increases with maternal age, but then declines again in the oldest mothers.

A recent paper I’ve contributed to, led by Wade Hazel and Joseph Tomkins, has just proposed a new explanation: that polyovulation is a ‘conditional strategy’, dependent on the mother’s age. This hypothesis assumes that young women produce only one egg at a time – their risk of foetal loss is low, so they don’t ‘need’ (in an evolutionary sense) to polyovulate but at some point, a switch to polyovluation happens – older women have a much higher chance of foetal loss, so natural selection favours a switch to polyovulation to increase their likelihood of successful pregnancy.

Wade and his colleagues used mathematical simulations to test the plausibility of their idea. These models compared the reproductive success of different hypothetical strategies – a strategy of always single ovulating was compared with a strategy of always double ovulating, and with a conditional strategy of switching from single to double ovulation. The age at which switching happens was allowed to vary, to identify the best time to switch from single to double ovulation. This analysis showed that a conditional strategy, where switching to double ovulation occurred at around age 25, resulted in the highest reproductive success, in terms of leading to the most surviving children per woman by the end of her reproductive life (Figure 1).

Figure 1. Average number of offspring surviving to 15 years from simulations of the reproductive lives of 1000 women the x-axis shows the age at which ‘conditional strategists’ (those who adopt a conditional strategy of first single ovulating then double ovulating) switch from single to double ovulation. The purple box indicates women who always double ovulate, yellow those who always single ovulate, blue those who adopt a conditional strategy.

In evolutionary terms, strategies with the highest reproductive success are likely to be favoured by natural selection, so that this analysis provides support for the hypothesis that polyovulation is a conditional, age-dependent strategy.

This hypothesis is also able to explain why the frequency of twinning rises and then declines with maternal age. Younger women rarely have twins because they mostly single ovulate double ovulation – and therefore the risk of twinning – increases as women age but then at the oldest maternal ages, foetal loss is so high that, even with double ovulation, few embryos successfully make it through to term and the likelihood of twinning declines again.

What are the implications of twinning as an age-dependent, conditional strategy?

An age-dependent, conditional strategy of polyovulation could help explain why twinning rates are increasing in high income populations. Part of this increase may be due to reproductive technology, which often mimics polyovulation by implanting more than one embryo in women experiencing fertility treatment. But in high income populations women often delay first births until into their late 20s and 30s. If polyovulation is more likely in women in these age groups, then rates of twinning will be higher in populations where women have children relatively late, even without assisted reproduction.

These combined characteristics of polyovulation plus high rates of foetal loss also imply that many of us once had a twin. The ‘vanishing twin’ phenomenon, where a twin pregnancy detected early on subsequently becomes a singleton pregnancy, is well known in obstetrics this new model suggests the frequency of this phenomenon is likely to be high, particularly among older mothers.

Twinning is a relatively rare event, varying from around 0.6 to 4% of all births, and this new paper suggests that its rarity is because it is an ‘accident’ arising from a strategy of polyovulation to counteract very high rates of foetal loss. Many questions still remain about this phenomenon: such as why foetal loss is so high, and why twinning rates vary around the world – because of differences in the likelihood of foetal loss, perhaps? But regardless of the explanation for the existence of twins, mythology, literature and the human experience is much richer because of this fascinating phenomenon.

Hazel, N. W., Black, R., Smock, R.C., Sear, R., Tomkins, J.L. (2020) An age-dependent ovulatory strategy explains the evolution of dizygotic twinning in humans. Nature Ecology & Evolution. DOI: 10.1038/s41559-020-1173-y

Published On: May 11, 2020

Rebecca Sear

Rebecca Sear is a Reader at the London School of Hygiene and Tropical Medicine (LSHTM), teaching demography and researching human reproductive behaviour from an evolutionary perspective. She is trained in zoology, biological anthropology, and statistics, and subsequently worked first in a social science institution (London School of Economics) and then in an institution of global and public health (LSHTM). Having been exposed to a variety of disciplines, she is particularly interested in how the natural, social and medical sciences can be integrated as we try to understand our own species, and aims to conduct research somewhere inbetween these disciplines. She is particularly interested in taking a comparative perspective to understanding human reproductive behaviour, and exploring why such behaviour varies between, as well as within, populations.


Characteristics of Mirror Twins

Mirror twins have certain physical characteristics in common—these similarities are just reflected on opposite sides of their bodies.

Physical Traits

Potential characteristics that could look alike in mirror twins include: birthmarks, moles, freckles, dimples, eye or eyebrow shapes, nostril or ear shapes, cowlicks, hair whorls, or teeth.

For example, a similar birthmark may manifest on the left side of one twin and on the right side of the other. Facial features such as dimples may be on opposite sides of the face. Cowlicks may run clockwise on one twin and counterclockwise on the other.

Gestures or Movements

Gestures or movements can also be manifestations of mirror image twinning. For example, one twin may be right-handed and the other left-handed (although many twins, regardless of zygosity, share this characteristic). Additionally, one twin may prefer to sleep on their left side while the other prefers the right.

Medical Conditions

In some extreme cases (which are exceptionally rare), mirror twins display situs inversus. In this condition, the internal organs (such as the heart, liver, lungs, or stomach) are situated on the opposite side of the normal anatomical position. An X-ray, CT scan, MRI, or ultrasound assessment can be used to identify the position of internal organs when situs inversus occurs.

There are also less serious medical conditions that have a higher chance of occurring with mirror twins. These conditions could be benign or require surgery to make them more manageable:

  • Accessory (extra) toes
  • Bone cysts
  • Cleft lip and cleft palate
  • Esotropia (eye misalignment)
  • Supernumerary (extra) teeth
  • Trigger thumb, or having a thumb locked in a bent position

Facial asymmetry and abnormal dental development may also be observed in mirror image twins.


A strategy for prolonging fertility

The reason a switch is beneficial is fetal survival – the chance that a fertilised egg will result in a liveborn child – decreases rapidly as women age

So switching to releasing two eggs increases the chance at least one will result in a successful birth.

But what about twinning? Is it a side effect of selection favouring fertility in older women? To answer this question, we ran the simulations again, except now when women double ovulated the simulation removed one offspring before birth.

In these simulations, women who double ovulated throughout their lives, but never gave birth to twins, had more children survive than those who did have twins and switched from single to double ovulating.

This suggests the ideal strategy would be to always double ovulate but never produce twins, so fraternal twins are an accidental side effect of a beneficial strategy of double ovulating.

Joseph L Tomkins, Associate Professor in Evolutionary Biology, University of Western Australia Rebecca Sear, Head of the Department of Population Health, London School of Hygiene & Tropical Medicine, and Wade Hazel, Professor of Biology, DePauw University

This article is republished from A conversa under a Creative Commons license. Leia o artigo original.

A conversa

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Comentários:

  1. Parfait

    parabenizo, uma ideia brilhante

  2. Tugrel

    Não entendo o motivo de tanta agitação. Nada de novos e julgamentos diferentes.

  3. Parnell

    Vai lidar de alguma forma.

  4. Shalabar

    Há muito tempo queria perguntar a você, o autor, onde você mora? No sentido de uma cidade? Se não, serket :)

  5. Jeronimo

    É agradável, este pensamento muito bom tem que ser precisamente de propósito



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