La riproduzione sessuata si svolge sempre nei modi descritti fino ad ora?
La risposta è no. Infatti in alcuni periodi dell'anno, soprattutto in primavera ed estate alle nostre latitudini, se si osservano alcune popolazioni di Invertebrati, si scopre che tutti gli individui sono sempre e solo di sesso femminile, non esiste traccia dei maschi, che pur si conosce siano presenti in quelle specie. E per di più le femmine, che hanno un ciclo biologico molto breve (dalla nascita alla maturità sessuale bastano pochi giorni), continuano a produrre uova che si sviluppano senza essere fecondate, ovviamente visto che non ci sono maschi in giro. Com'è possibile tutto ciò?

Si tratta di una riproduzione virginale chiamata partenogenesi.
Diversi gruppi animali adottano questa strategia riproduttiva come un adattamento a condizioni di vita molto difficili e precarie come i Crostacei, molti Insetti, gli Acari, i Rotiferi, qualche Nematode.

Fig. 2: Conversazione tra  due Rotiferi.

Fig. 3: Artemia salina

La partenogenesi può manifestarsi in varie maniere per cui si parla di partenogenesi aploide o diploide a seconda che le uova, per meiosi, diano alla luce individui aploidi (n), di solito di sesso maschile con spermi ameiotici (senza meiosi) oppure diano alla luce femmine che invece sono di solito diploidi (2n).

Ma come avviene che una cellula uovo, pur facendo meiosi e quindi diventando aploide, può far nascere individui diploidi senza essere stata fecondata?

Fig. 4: Cicli di riproduzione dei Rotiferi. Gli zigoti prodotti al termine del ciclo anfigonico costituiscono una sorta di "stadio resistente" in grado di sopravvivere alle condizioni sfavorevoli. (Credit: luciopesce.net)

Perché intervengono alcune strategie di tipo citologico che provvedono a restaurare la diploidia nell'uovo vergine. Come ad esempio duplicando il corredo cromosomico prima della meiosi, oppure con l'entrata nell'ovocita meiotico di un globulo polare col suo assetto cromosomico (n) oppure fatta la meiosi, l'ovocita inizia la segmentazione dividendosi in due cellule figlie, che, invece di continuare nella divisione, si uniscono sommando i propri corredi cromosomici (n+n).
Alle nostre latitudini esistono cicli di riproduzione partenogenetica alternati stagionalmente a cicli anfigonici, è il caso di piccolo Artropodi spesso fitoparassiti, che in primavera/estate si riproducono per partenogenesi diploide, dando diverse generazioni di femmine. Una popolazione di sole femmine è in grado di occupare una nicchia ambientale in un tempo molto più rapido di una con maschi (i maschi non fanno figli) perché tutti gli individui sono fertili, quindi il numero degli individui aumenta esponenzialmente anche se la variabilità genetica tende a ridursi. Ma verso la fine dell'autunno ritornano a comparire i maschi, grazie a una partenogenesi aploide, e quindi verso l'inverno queste popolazioni ritornano all'anfigonia, che garantisce il massimo di rimescolamento genetico e quindi una maggior variabilità per meglio rispondere ai problemi ambientali.
Gli autori americani usano chiamare la partenogenesi "unisexual reproduction" proprio per accentuare il carattere di un'unica sessualità.

Sempre fra i Crostacei e soprattutto in molte piante, c'è anche una diversa allocazione delle sessualità maschili e femminili, poco diffusa ma comunque conosciuta che prevede che le popolazioni siano costitute da individui ermafroditi e da maschi. Si tratta di androdioeicia (dal greco andròs-dioikos) cioè due case per i maschi, cioè per i gameti maschili che oltre che nei maschi, ovviamente, si trovano anche negli ermafroditi che presentano entrambe le sessualità. Non è noto il valore adattativo dell'androdioeicia, se non come un tentativo di resistere alla forte pressione selettiva contro i maschi, e quindi alla loro scomparsa dall'ambiente.

Fig. 5: Insetto stecco

Abbiamo casi particolari legati alla sessualità anche negli ibridi. L'ibridazione naturale fra specie diverse si verifica abbastanza di frequente. Questi ibridi si possono riprodurre a loro volta, oltre che per partenogenesi, anche per ibridogenesi, diventando individui ibridogenetici o ibridogeni, più comunemente di sesso femminile, perchè i maschi sono rari  e sterili. Le femmine ibridogenetiche producono uova aploidi che però contengono il solo set cromosomico della specie materna, avendo prima scartato il corrispondente set derivato dalla specie paterna. Tali uova vengono fecondate dai maschi presenti della specie paterna, ricostituendo così ad ogni generazione l'ibrido di tipo iniziale: si mantiene quindi invariato il complesso genetico materno mentre varia quello paterno (ibridi emiclonali). La nuova generazione ripete poi lo stesso processo riproduttivo. Questo modalità riproduttiva è nota negli in insetti stecco, in pesci e rane.

Quando per qualsiasi ragione non si sviluppa un individuo ibridogenetico, da un uovo inseminato con più spermi (polispermia fisiologica), può originarsi una discendenza di sola derivazione paterna, per fusione di due teste spermatiche, realizzando così l'androgenesi naturale. Questa modalità è nota per gli insetti stecco, un gruppo di molluschi ed un cipresso sahariano.