Smithsonian Ulusal Hayvanat Bahçesi'ndeki bir Asya su ejderhası yumurtadan çıktığında herkesi şaşırtmıştı. Bunun sebebi, annesinin yanında hiçbir zaman bir erkek su ejderhası bulunmamasıydı. Hayvanat bahçesi bilim insanlarının yaptığı genetik testlerin sonunda, 24 Ağustos 2016 tarihinde doğan yeni dişinin partenogenez (kendiliğinden üreme) adı verilen bir üreme modu ile ortaya çıktığı fark edildi.
Partenogenez, yaklaşık olarak "bakire oluşum" anlamına gelen Yunanca bir kelime ve bir terim olarak aseksüel dişi üremesini tanımlamak için kullanılıyor. Pek çok kişi bu davranışın bilim-kurguya özgü olduğunu düşünse de, partenogenez yaşam içerisinde şaşırtıcı derecede yaygın ve bitkiler, böcekler, balıklar, sürüngenler ve hatta kuşlar dahil olmak üzere pek çok organizmada karşımıza çıkabiliyor. Ancak insanlar da dahil olmak üzere memeliler bazı genlerin spermden gelmesine ihtiyaç duyduğu için partenogenez yeteneğine sahip değiller.
Hayvan türlerinin büyük bir çoğunluğu için cinsel üreme bir dişi ve bir erkekten gelen yumurta veya sperm formunda bir genetik malzeme katılımı gerektiriyor. Ancak bazı türlerin dişileri, üreme için gerekli tüm genetik malzemeye sahip yumurtalar üretebiliyor. Bazı yaban arıları, kabuklu canlılar ve kertenkelelerin de dahil olduğu bu türlerin dişileri, sadece partenogenez ile çoğalabiliyor ve bunlar zorunlu partenogen olarak adlandırılıyor.
Daha fazla sayıda tür ise anlık partenogenez yaşıyorlar ve bu olay en iyi şekilde, bahsi geçen Asya su ejderhası veya Virginia Akvaryumu'ndaki siyah uçlu köpekbalığı gibi hayvanat bahçelerinde tutulan canlılarda takip edilebiliyor. Anlık partenogenler genellikle cinsel olarak ürüyorlar ancak gelişmeye hazır yumurta ürettikleri dönemler olabiliyor.
Bilim insanları, partenogenezin kalıtımsal olabileceğini öğrendiler ve bunun anlamı da partenogenez yaşayan dişilerin, bu özelliğe sahip kızlarının olma ihtimalinin daha yüksek olduğu.
Partenogenezin gerçekleşmesi için bir hücresel olay zincirinin gerçekleşmesi gerekiyor. Öncelikle dişilerin sperm veya çiftleşme uyarımı olmadan yumurta hücreleri üretebiliyor (oogenez) olmaları gerekiyor. Sonra dişilerin ürettikleri bu yumurtaların kendi başlarına gelişmeye başlaması ve bir embriyonun erken aşamasını oluşturması gerekiyor. Son olarak da yavruların başarılı bir şekilde yumurtadan çıkması gerekiyor.
Bu sürecin her bir adımının başarısız olması mümkün ve özellikle yumurtanın içerisindeki DNA kromozomlarının iki katına çıkmasını gerektiren ikinci aşamanın başarıya ulaşması oldukça zor. Alternatif olarak yumurtanın "sahte döllenme" yaşaması, yani yumurta üretiminden kalan hücreler ile kutup vücutlar adı verilen süreci yaşaması da mümkün. Hangi yöntemin gerçekleştiği ise yavru ve annesi arasındaki genetik benzerlik seviyesini belirliyor.
Partenogenezi tetikleyen olaylar henüz tam olarak anlaşılmış değil ancak görülene göre çevresel durumları içeriyor. Hem cinsel üreme hem de partenogenez yeteneğine sahip olan türlerde kalabalık ve yırtıcılık gibi durumlar dişilerin partenogenezden cinsel üremeye geçişe sebep olabiliyor. En azından bir tatlı su planktonu için tuzlu suya geçişin bu değişikliğe sebep olduğu görüldü.
Anlık partenogenez nadir gibi gözükse de, gerçekleştiren dişi için bazı avantajlar sağlıyor. Hatta bazı durumlarda dişilerin kendi çiftleşme eşlerini oluşturmalarına imkan tanıyor. Partenogenetik yavrunun cinsiyeti, türün cinsiyetinin belirlendiği şekil ile aynı şekilde belirleniyor. Cinsiyetin XX dişi ve XY erkek kromozomları ile belirlendiği bazı türlerde partenogenetik bir dişi sadece sahip olduğu kromozomlarla bir yavru oluşturabildiği için, sadece XX dişi yavru oluşturabiliyor. Ancak dişilerin ZW cinsiyet kromozomlarına sahip olduğu türlerde (örneğin yılanlar ve kuşlar) Yaşayan tüm yavrular ya ZZ (yani erkek) ya da daha nadiren WW (yani dişi) olabiliyor.