This article analyzes emerging artificial intelligence (AI)-enhanced lie detection systems from ethical and human resource (HR) management perspectives. I show how these AI enhancements transform lie detection, followed with analyses as to how the changes can lead to moral problems. Specifically, I examine how these applications of AI introduce human rights issues of fairness, mental privacy, and bias and outline the implications of these changes for HR management. The changes that AI is making to lie detection are altering the roles (...) of human test administrators and human subjects, adding machine learning-based AI agents to the situation and establishing invasive data collection processes as well as introducing certain biases in results. I project that the potentials for pervasive and continuous lie detection initiatives (“truth machines”) are substantial, displacing human-centered efforts to establish trust and foster integrity in organizations. I argue that if it is possible for HR managers to do so, they should cease using technologically-based lie detection systems entirely and work to foster trust and accountability on a human scale. However, if these AI-enhanced technologies are put into place by organizations by law, agency mandate, or other compulsory measures, care should be taken that the impacts of the technologies on human rights and wellbeing are considered. The article explores how AI can displace the human agent in some aspects of lie detection and credibility assessment scenarios, expanding the prospects for inscrutable, “black box” processes and novel physiological constructs (such as “biomarkers of deceit”) that may increase the potential for such human rights concerns as fairness, mental privacy, and bias. Employee interactions with autonomous lie detection systems rather with than human beings who administer specific tests can reframe organizational processes and rules concerning the assessment of personal honesty and integrity. The dystopian projection of organizational life in which analyses and judgments of the honesty of one’s utterances are made automatically and in conjunction with one’s personal profile provides unsettling prospects for the autonomy of self-representation. (shrink)

Cheating is a growing academic and ethical concern in higher education. This article examines the rise of artificial intelligence (AI) generative chatbots for use in education and provides a review of research literature and relevant scholarship concerning the cheating-related issues involved and their implications for pedagogy. The technological “arms race” that involves cheating-detection system developers versus technology savvy students is attracting increased attention to cheating. AI has added new dimensions to academic cheating challenges as students (as well as faculty and (...) staff) can easily access powerful systems for generating content that can be presented in assignments, exams, or published papers as their own. AI methodology is also providing some emerging anti-cheating approaches, including facial recognition and water- marking. This article provides an overview of human/AI collaboration approaches and frames some educational misuses of such AI generative systems as ChatGPT and Bard as forms of “misattributed co-authorship.” As with other kinds of collaborations, the work that students produce with AI assistance can be presented in transparent and straightforward modes or (unfortunately) in opaquer and ethically-problematic ways. However, rather than just for catching or entrapping students, the emerging varieties of technological cheating-detection strategies can be used to assist students in learning how to document and attribute properly their AI-empowered as well as human-human collaborations. Construing misuses of AI generative systems as misattributed co-authorship can recognize the growing capabilities of these tools and how stressing responsible and mindful usage by students can help prepare them for a highly collaborative, AI-saturated future. (shrink)

This book explores how robotics and artificial intelligence can enhance human lives but also have unsettling “dark sides.” It examines expanding forms of negativity and anxiety about robots, AI, and autonomous vehicles as our human environments are reengineered for intelligent military and security systems and for optimal workplace and domestic operations. It focuses on the impacts of initiatives to make robot interactions more humanlike and less creepy. It analyzes the emerging resistances against these entities in the wake of omnipresent AI (...) applications. It unpacks efforts by developers to have ethical and social influences on robotics and AI, and confronts the AI hype that is designed to shield the entities from criticism. The book draws from science fiction, dramaturgical, ethical, and legal literatures as well as current research agendas of corporations. Engineers, implementers, and researchers have often encountered users' fears and aggressive actions against intelligent entities, especially in the wake of deaths of humans by robots and autonomous vehicles. The book is an invaluable resource for developers and researchers in the field, as well as curious readers who want to play proactive roles in shaping future technologies. (shrink)

Abstract: Cheating behaviors have been construed as a continuing and somewhat vexing issue for academic institutions as they increasingly conduct educational processes online and impose metrics on instructional evaluation. Research, development, and implementation initiatives on cheating detection have gained new dimensions in the advent of artificial intelligence (AI) applications; they have also engendered special challenges in terms of their social, ethical, and cultural implications. An assortment of commercial cheating–detection systems have been injected into educational contexts with little input on the (...) part of relevant stakeholders. This paper expands several specific cases of how systems for the detection of cheating have recently been implemented in higher education institutions in the US and UK. It investigates how such vehicles as wearable technologies, eye scanning, and keystroke capturing are being used to collect the data used for anti-cheating initiatives, often involving systems that have not gone through rigorous testing and evaluation for their validity and potential educational impacts. The paper discusses accountability- and policy-related issues concerning the outsourcing of cheating detection in institutional settings in the light of these emerging technological practices as well as student resistance against the systems involved. The practices can place students in a disempowered position. (shrink)

Abstract: Cheating behaviors have been construed as a continuing and somewhat vexing issue for academic institutions as they increasingly conduct educational processes online and impose metrics on instructional evaluation. Research, development, and implementation initiatives on cheating detection have gained new dimensions in the advent of artificial intelligence (AI) applications; they have also engendered special challenges in terms of their social, ethical, and cultural implications. An assortment of commercial cheating–detection systems have been injected into educational contexts with little input on the (...) part of relevant stakeholders. This paper expands several specific cases of how systems for the detection of cheating have recently been implemented in higher education institutions in the US and UK. It investigates how such vehicles as wearable technologies, eye scanning, and keystroke capturing are being used to collect the data used for anti-cheating initiatives, often involving systems that have not gone through rigorous testing and evaluation for their validity and potential educational impacts. The paper discusses accountability- and policy-related issues concerning the outsourcing of cheating detection in institutional settings in the light of these emerging technological practices as well as student resistance against the systems involved. The cheating-detection practices can place students in a disempowered, asymmetrical position that is often at substantial variance with their cultural backgrounds. (shrink)

An assortment of kinds of attacks and aggressive behaviors toward artificial intelligence (AI)-enhanced robots has recently emerged. This paper explores questions of how the human emotions and motivations involved in attacks of robots are being framed as well as how the incidents are presented in social media and traditional broadcast channels. The paper analyzes how robots are construed as the “other” in many contexts, often akin to the perspectives of “machine wreckers” of past centuries. It argues that focuses on the (...) emotions and motivations of robot attackers can be useful in mitigating anti-robot activities. “Hate crime” or “hate incident” characterizations of some anti-robot efforts should be utilized in discourse as well as some future legislative efforts. Hate crime framings can aid in identifying generalized antagonism and antipathy toward robots as autonomous and intelligent entities in the context of antirobot attacks. Human self-defense may become a critical issue in some anti-robot attacks, especially when apparently malfunctioning robots are involved. Attacks of robots present individuals with vicarious opportunities to participate in anti-robot activity and also potentially elicit other aggressive, copycat actions as videos and narrative accounts are shared via social media as well as personal networks. (shrink)

Collaborative filtering is being used within organizations and in community contexts for knowledge management and decision support as well as the facilitation of interactions among individuals. This article analyzes rhetorical and technical efforts to establish trust in the constructions of individual opinions, reputations, and tastes provided by these systems. These initiatives have some important parallels with early efforts to support quantitative opinion polling and construct the notion of “public opinion.” The article explores specific ways to increase trust in these systems, (...) albeit a “guarded trust” in which individuals actively seek information about system foibles and analyze the reputations of participants. (shrink)

Using the search engine Google to locate information linked to individuals and organizations has become part of everyday functioning. This article addresses whether the “gaming” of Internet applications in attempts to modify reputations raises substantial ethical concerns. It analyzes emerging approaches for manipulation of how personally-identifiable information is accessed online as well as critically-important international differences in information handling. It investigates privacy issues involving the data mining of personally-identifiable information with search engines and social media platforms. Notions of “gaming” and (...) “manipulation” have negative connotations as well as instrumental functions, which are distinguished in this article. The article also explores ethical matters engendered by the expanding industry of reputation management services that assist in these detailed technical matters. Ethical dimensions of online reputation are changing in the advent of reputation management, raising issues such as fairness and legitimacy of various information-related practices; the article provides scenarios and questions for classroom deliberation. (shrink)

An assortment of kinds of attacks and aggressive behaviors toward artificial intelligence (AI)-enhanced robots has recently emerged. This paper explores questions of how the human emotions and motivations involved in attacks of robots are being framed as well as how the incidents are presented in social media and traditional broadcast channels. The paper analyzes how robots are construed as the “other” in many contexts, often akin to the perspectives of “machine wreckers” of past centuries. It argues that focuses on the (...) emotions and motivations of robot attackers can be useful in mitigating anti-robot activities. “Hate crime” or “hate incident” characterizations of some anti-robot efforts should be utilized in discourse as well as some future legislative efforts. Hate crime framings can aid in identifying generalized antagonism and antipathy toward robots as autonomous and intelligent entities in the context of antirobot attacks. Human self-defense may become a critical issue in some anti-robot attacks, especially when apparently malfunctioning robots are involved. Attacks of robots present individuals with vicarious opportunities to participate in anti-robot activity and also potentially elicit other aggressive, copycat actions as videos and narrative accounts are shared via social media as well as personal networks. (shrink)

Societal pressures on high tech organizations to define and disseminate their ethical stances are increasing as the influences of the technologies involved expand. Many Internet-based businesses have emerged in the past decades; growing numbers of them have developed some kind of moral declaration in the form of mottos or ethical statements. For example, the corporate motto “don’t be evil” (often linked with Google/ Alphabet) has generated considerable controversy about social and cultural impacts of search engines. After addressing the origins of (...) these mottos and statements, this chapter projects the future of such ethical manifestations in the context of critically-important privacy, security, and economic concerns. The chapter analyzes potential influences of the ethical expressions on corporate social responsibility (CSR) initiatives. The chapter analyzes issues of whether “large-grained” corporate mottos can indeed serve to supply social and ethical guidance for organizations as opposed to more complex, detailed codes of ethics or comparable attempts at moral clarification. (shrink)

Societal pressures on high tech organizations to define and disseminate their ethical stances are increasing as the influences of the technologies involved expand. Many Internet-based businesses have emerged in the past decades; growing numbers of them have developed some kind of moral declaration in the form of mottos or ethical statements. For example, the corporate motto “don’t be evil” (often linked with Google/Alphabet) has generated considerable controversy about social and cultural impacts of search engines. After addressing the origins of these (...) mottos and statements, this chapter projects the future of such ethical manifestations in the context of critically-important privacy, security, and economic concerns. The chapter analyzes potential influences of the ethical expressions on corporate social responsibility (CSR) initiatives. The chapter analyzes issues of whether “large-grained” corporate mottos can indeed serve to supply social and ethical guidance for organizations as opposed to more complex, detailed codes of ethics or comparable attempts at moral clarification. (shrink)

Construction of self and group often incorporates the use of objects associated with "expression," including videos, films, and photographs. In this article, I describe four different sites for construction of groups (group portraiture, courtrooms, video-assisted group therapy, and videoconferencing). I discuss potential aspects of shifts in the way we use and talk about media on what it is like to participate in a group. The eras of video, film, and photography as "silent witnesses" to group interaction are gradually passing. For (...) example, technology that enables the digital retouching of photographs has afforded means for enhancing or dramatically altering photographic images. Those who employ these media as epistemological companions, supplementing their vision and memories of various events and interactions, are increasingly doing so from a critical (and somewhat cautious) perspective.. (shrink)

Fan culture has grown immensely over the past few years. People are constantly looking up to celebrities and personalities as role models for their fashion, identity, and success. During the stage of adolescence, it is normal for teenagers to admire well- known people and form fan attachments as part of their identity formation. However, this admiration of a specific media figure can be associated with one's personality, cognitive processes, and psychological well-being. Thus, the current study aims to investigate the correlation (...) between celebrity admiration and the self-esteem of 238 Filipino male teenagers. The research instruments, namely Celebrity Attitude Scale (CAS) and Rosenberg Self-Esteem Scale (RSES) were both utilized through google forms. Results have shown high scores on celebrity admiration and the normal range of self-esteem of the participants. Using Pearson’s r correlation coefficient, it was found that celebrity admiration and self-esteem of Filipino male teenagers have a significant relationship that exists in a negative direction. (shrink)

Tomorrow’s leaders won’t emerge from top-down hierarchies but from new types of organizational structures. -/- Decentralization, cooperation and inclusion play an increasing role in the success of any organization. And new governance models have been created to meet this global trend. -/- The concept of the postmodern organization for instance – one that is decentered, self-reflexive and multi-faceted – is more than 20 years old. The idea that organizations should not focus solely on shareholder value but serve a diverse set (...) of stakeholders (pluralistic organizations) is more relevant than ever, although it was already widespread in the early 2000s. Alternative governance models exist but still need to gain in popularity. -/- In this interview series, we’ve asked a panel of experts to describe (not so) new leadership and organizational theories, what they have learned while practicing them and how more organizations could start applying them. (shrink)

L'évaluation des écosystèmes est l'un des pivots essentiels pour l'élaboration de moyens adap- tés permettant de lutter contre la diminution massive de la biodiversité. Pour la première fois, elle a fait l'objet d'une analyse à l'échelle mondiale dans le cadre de l'Evaluation des écosys- tèmes en début de millénaire (EM). Le rassemblement de plus d’un millier de chercheurs et de plusieurs organismes internationaux durant quatre années ont permis de dessiner la carte nécessaire à toute action efficace. L'article expose les éléments (...) principaux de l'EM : l'évaluation des écosystèmes en tant que tels, mais surtout des services écosystémiques, dans toutes leurs dimensions, en ce que leur évolution affecte le bien-être humain. Il analyse ensuite les quatre points principaux de l'apport de l'EM, des avantages de l'utilisation croissante des services éco- logiques à sa non viabilité. Des scénarios, modèles et outils sont proposés pour inverser la courbe négative d'appauvrissement de la biodiversité et des services écosystémiques dans un premier bilan des retombées de l'EM. (shrink)

What makes serious scholarship in this area especially daunting is that there is no single authoritative statement of Dewey’s ethics. Indeed, the puzzle pieces of Dewey’s ethical theory are distributed throughout the 37 volumes of his collected works (The Collected Works of John Dewey 1882–1953, Early, Middle and Later Works, edited by Jo Ann Boydston, Southern Illinois University Press, 1967–1987, hereafter CW). Pappas assures his readers that a cohesive account of Dewey’s ethics is not a mirage: ‘Even though Dewey never (...) wrote a single comprehensive and definitive rendition of his moral thought, he had a coherent and complex view worth reconstructing and reconsidering today’ (p. 300). The book is organized into three thematic sections: (i) the metaethics or what Pappas calls ‘the methodological commitments that form the basis of Dewey’s reconstruction of moral theory’ (p. 301), (ii) the metaphysics of Dewey’s ethics or those generic traits that pervade morally problematic situations and (iii) the normative ethics, extending to Dewey’s democratic ideal and its justification within experience. (shrink)

GAMETOGÊNESE -/- Emanuel Isaque Cordeiro da Silva Instituto Agronômico de Pernambuco Departamento de Zootecnia – UFRPE Embrapa Semiárido -/- • _____OBJETIVO -/- Os estudantes bem informados, estão a buscando conhecimento a todo momento. O estudante de Veterinária e Zootecnia, sabe que a Reprodução é uma área de primordial importância para sua carreira. Logo, o conhecimento da mesma torna-se indispensável. No primeiro trabalho da série fisiologia reprodutiva dos animais domésticos, foi abordado de forma clara, didática e objetiva os mecanismos de diferenciação (...) sexual dos embriões em desenvolvimento, quais os genes envolvidos nesse processo e tudo mais. Nesse segundo trabalho, a abordagem será teórica, mas também clara, sobre a formação primordial dos gametas femininos e masculinos, através da ovogênese nas fêmeas e a espermatogênese nos machos. Esse trabalho visa levar a importância do processo de formação dos gametas e a produção hormonal das gônadas, bem como o entendimento sobre as interações com o eixo hipotálamo-hipofisário. -/- •____INTRODUÇÃO -/- A reprodução sexual é um processo mediante a qual dois organismos da mesma espécie unem seu material genético para dar lugar a um organismo fixo com combinação única de genes; para isso, cada organismo produz células que contém a metade do material genético característico da espécie. Essas células haploides (1n) são denominadas gametas; ao combinar-se um gameta masculino com um feminino produz-se uma célula diploide (2n) (zigoto ou ovo) a partir da qual se forma o embrião. A grande maioria das espécies com reprodução sexual são anisogâmicas, o que significa que produzem dois tipos de gametas diferentes: os gametas masculinos são microscópios, móveis e produzem-se em grande quantidade, enquanto que os femininos são grandes, imóveis e produzem-se em menor quantidade. O tipo de gameta que um indivíduo produz é o que define seu sexo; sobre os animais o macho é o indivíduo que produz grandes quantidades de espermatozoides e a fêmea produz uma menor quantidade de óvulos, enquanto que nas plantas as gônadas masculinas são as produtoras pólen e as femininas produzem oosferas. Os gametas são diferentes do resto das células do organismo, as quais se chamam células somáticas; essas últimas são diploides porque contém dois pares de cromossomos, um par herdado do pai do indivíduo e o outro da mãe. As células somáticas, ademais, se dividem por mitose, ao qual os cromossomos se duplicam antes de cada divisão celular e cada uma das células filhas recebe um complemento diploide idêntico dos cromossomos, logo todas as células somáticas de um indivíduo possuem o mesmo material genético, embora cada tipo celular expresse diferentes combinações de genes. Em contraponto, os gametas são células haploides porque possuem somente um par de cromossomos e a metade do material genético característico da espécie. Cada um dos cromossomos em um gameta é resultado da recombinação dos genes contidos nos cromossomos paterno e materno do indivíduo que originam o gameta, e cada um destes possuem uma combinação única de genes. Os gametas se formam a partir das células germinais, que são células que em sua origem são diploides e elas de “comprometem” a manter-se como uma linha celular especial que em determinado momento sofrerá o processo de meiose para dar origem aos gametas haploides, sejam óvulos ou espermatozoides segundo o sexo do animal. Como descrito no trabalho sobre a diferenciação sexual, as células germinativas primordiais originam-se no epiblasto do embrião, e migram desde o saco vitelino até colonizar as cristas gonodais, onde, por sua vez, proliferam-se e se organizam junto com as células somáticas da gônada primitiva para formar o testículo ou o ovário. As células germinais masculinas e femininas tem a mesma origem embrionária. As gônadas indiferenciadas em um embrião possuem três tipos celulares: as células que dão origem aos gametas (ovogonia ou espermatogonia), as precursoras de células que nutrem os gametas em desenvolvimento (células da granulosa no ovário; células de Sertoli no testículo) e as precursoras de células que secretam hormônios sexuais (células da teca no ovário; células de Leydig no testículo). As células germinais são as únicas estruturas do organismo que têm a capacidade de dividir-se por meiose sofrendo uma redução no número de seus cromossomos, sendo responsável pela transmissão da carga genética aos descendentes. Em contraste, as células somáticas somente se dividem por mitose. A formação dos gametas compreende fases sequenciais de mitose, meiose e pós-meiose. Esses processos são altamente organizados e necessitam de um preciso e bem coordenado programa de expressão genética. Uma das características importantes da gametogênese é a redução cromossômica, que através da meiose, reduz pela metade o número de cromossomos e produz células distintas entre si, devido a trocas de material genético entre os pares de cromossomos provenientes do pai e da mãe, o que ocorre no processo de “crossing over” durante a primeira fase da meiose. A gametogênese é o processo mediante o qual as células germinais de cada sexo se multiplicam, dividem e diferenciam até formar os gametas. No caso da formação dos gametas masculinos o processo recebe o nome específico de espermatogênese, e para os gametas femininos é denominado como ovogênese. Embora os dois processos alcancem o objetivo comum de produção das células haploides, por onde compartilham algumas características, existem diferenças marcadas entre eles devido a necessidade de produzir um número muito distinto de gametas, de tamanho diferente, e com características de motilidade também distintas. -/- •___ESPERMATOGÊNESE -/- A espermatogênese é o processo mediante o qual se produz os gametas masculinos denominados espermatozoides. Durante a vida fetal as células germinais e as células somáticas do testículo em formação organizam-se em túbulos seminíferos que se derivam dos cordões sexuais primários e conformam a maior parte da medula do testículo. Na etapa fetal cada tubo seminífero é delimitado por uma membrana basal, recoberta na parte interior pelas células precursoras das células de Sertoli (um tipo de células somáticas). No exterior do túbulo localizam-se as células precursoras das células de Leydig ou intersticiais (figura 1), que também são células somáticas. Entre a membrana basal e as células de Sertoli encontram-se algumas células germinais denominadas espermatogonias de reserva A0 (denominadas gonócitos) que serão o único tipo de células germinais presentes no testículo enquanto o animal não alcançar a puberdade. As células de Sertoli estabelecem na região basal uniões oclusoras entre si, formando parte da barreira hemato-testicular. As espermatogonias A0 localizam-se por dentro da membrana basal do túbulo seminífero, embora fora da barreira hemato-testicular. Figura 1: fase neonatal. Nota-se a grande infiltração de tecido intersticial em quase 50% da seção originando que os túbulos sejam pequenos e redondos em sua maioria. O citoplasma e núcleo das células pré-Leydig são notadas claramente por essa ser uma espécie suína onde o tecido intersticial está claramente diferenciado. Hematoxilina-eosina (X 220.5). Fonte: Embrapa. -/- O número de células de Sertoli no testículo depende da influência do hormônio folículo estimulante (FSH) presente durante a vida fetal e as primeiras etapas de vida pós-natal. A população de células de Sertoli ao chegar a puberdade se manterá fixa durante o resto da vida do animal; existe uma relação positiva entre o tamanho e a população de células de Sertoli e a capacidade de produção de espermatozoides do testículo. As células de Sertoli são as únicas células somáticas que estão no epitélio seminífero, e sua função é a nutrição, sustentação e controle endócrino das células germinais. As células de Sertoli participam ativamente no processo de liberação dos espermatozoides para a luz do túbulo. Nesse momento, as células de Sertoli realizam a fagocitose de parte do citoplasma do espermatozoide dos chamados corpos residuais. As células de Sertoli também fagocitam as células germinais que se degeneram no curso normal da espermatogênese. Essas células ainda sintetizam grande quantidade de proteínas, como por exemplo as proteínas ABP (androgen hinding protein), que transportam andrógenos para todo o aparelho reprodutivo, transferrinas, que transportam ferro para a respiração celular das células germinais e também às inibinas, que regulam a liberação de FSH pela hipófise, através de um sistema de retroalimentação (feedback) negativa (figura 2). Figura 2: epitélio seminífero, células de Sertoli (flecha) (400 X). Fonte: Embrapa. -/- Antes da puberdade dos túbulos seminíferos observam-se ao corte como estruturas de diâmetro pequeno, sem luz, e conformados unicamente pelas células de Sertoli e espermatogonias de reserva e rodeados por abundante tecido intersticial, ao que estão presentes as células precursoras das células de Leydig. Ainda antes da puberdade, a diferenciação celular manifesta-se primeiro pela presença de espermatócitos primários, os quais se degeneram em geral na fase de paquíteno, por falta de estimulação hormonal. A partir de que o animal chega a puberdade inicia-se o processo de espermatogênese, que se manterá durante toda a vida do animal, exceto em espécies de animais silvestres muito estacionais, ao qual pode se suspender durante a época não reprodutiva para voltar e ser retomada na época ou estação reprodutiva. Depois da puberdade, os túbulos seminíferos possuem um diâmetro muito maior; em seu interior observa-se um grande número de células germinais de todos os tipos, diferentes estádios de divisão, e em seu lúmen contém líquido e espermatozoides. Ainda sobre o alcancei da puberdade, as espermatogonias começam a dividir-se aceleradamente por mitose, enquanto que no espaço intersticial as células mesenquimais também começam a se diferenciar e a dar origem as células de Leydig (figura 3). A partir dessa etapa as células de Leydig (totalmente diferenciadas) são também evidentes no exterior do túbulo, junto com as células mioides ou peritubulares que o rodeiam o que ao contrair-se são responsáveis por controlar o avanço dos fluidos e as células presentes no lúmen do túbulo. As células mioides estão situadas ao redor do túbulo, e é creditado a elas a promoção da contração e da integridade estrutural do túbulo. Esse tipo celular apenas se diferencia na puberdade pela ação dos andrógenos (figura 4). As interações entre as células de Sertoli e as mioides parecem ter um papel importante na manutenção das funções do testículo. Durante o processo de espermatogênese, as espermatogonias de reserva dividem-se periodicamente e enquanto algumas células fixas permanecem como espermatogonias de reserva, outras proliferam e sofrem uma seção de divisões mitóticas durante as quais se vão diferenciando até formarem espermatócitos primários (espermatocitogênese ou fase de mitose), logo sofrem divisões especiais mediante as quais reduzem seu número de cromossomos (fase de meiose), e ao final trocam de forma para converter-se em espermatozoides (espermatocitogênese) (figura 5). Cada uma dessas etapas da espermato- gênese será descrito detalhadamente adiante, antes é necessário a explicação de algumas características das células de Sertoli e de Leydig que ajudarão a entender seu papel durante a espermatogênese. Figura 3: células de Leydig no espaço intersticial do testículo bovino adulto PAS (400 X). Fonte: Embrapa. -/- Figura 4: o estabelecimento da puberdade pela presença de espermatozoides no túbulo. Hematoxilina-eosina (400 X). Fonte: Embrapa. Figura 5: fases mitóticas das espermatogonias (A0 e B) para formação de um espermatócito primário e as duas fases de meiose que se sucedem antes da espermatogênese. Fonte: ZARCO, 2018. -/- Ao início da espermatocitogênese as uniões oclusoras entre as células de Sertoli se abrem por etapas (como as comportas de um submarino) para permitir a passagem das espermatogonias em direção ao centro do túbulo seminífero sem que se estabeleça uma continuidade entre o exterior e o interior da barreira hemato-testicular. Uma vez ultrapassada essa barreira, as sucessivas gerações de espermatogonias, espermatócitos, espermátides e espermatozoides irão se localizar em direção ao interior do túbulo seminífero, em estreita associação com as células de Sertoli. Em consequência, as células de Sertoli dividem o túbulo seminífero em dois compartimentos; o compartimento basal (debaixo das uniões oclusoras das células de Sertoli), ao qual residem as espermatogonias de reserva, e o compartimento adluminal (em direção ao centro do túbulo), cujos espaços entre as células de Sertoli desenvolvem o resto do processo de espermatogênese (meiose e espermatocitogênese). Esse feito é importante porque durante a vida fetal as únicas células germinais existentes eram as espermatogonias de reserva, pelo que os antígenos expressados por gerações mais avançadas (espermatogonias intermediárias, secundárias, espermátides e espermatozoides) não são reconhecidos como próprios do corpo pelo sistema imunológico. Logo, o anterior implica que deve existir uma barreira entre eles e o sangue para evitar um ataque imunológico. Em todas as etapas da espermatogênese, as células de Sertoli atuam como células de suporte para as células germinais, que sempre permanecem recoberta pela membrana das células de Sertoli. Também atuam como células nutricionais já que proporcionam o meio em que as células germinais se desenvolvem e maturam, assim como as substâncias que regulam e sincronizam as sucessivas divisões e transformações das células germinais. As células de Sertoli produzem hormônios, como estrógenos e inibina que atuam sobre a hipófise para regular a secreção das gonadotropinas que controlam a espermatogênese. As células de Leydig que residem no exterior do túbulo seminífero também são importantes para a espermatogênese: produzem a testosterona que estimula e mantém a espermatogênese, bem como serve como substrato sobre o qual atua como aromatizador das células de Sertoli para transformá-las em estrógenos. Como supracitado, para seu estudo podemos dividir a espermatogênese em três fase: espermatocitogênese, meiose e espermiogênese (figura 6). Agora, serão descritas cada uma dessas etapas. Em algumas espécies, incluindo no homem, os macrófagos representam o segundo tipo celular intersticial mais numeroso no testículo, depois das células de Leydig. Os macrófagos e vários subtipos de linfócitos são identificados nós testículos de ovinos e ratos. Eles estão intimamente associados com as células de Leydig e atuam juntamente na regulação da esteroidogênese. Figura 6: fluxograma da espermatogênese. -/- Espermatocitogênese -/- A espermatocitogênese, também chamada de etapa proliferativa ou de mitose, consiste numa série de divisões mitóticas sofridas pelas células descendentes de uma espermatogonia de reserva. Uma vez que a célula se divide, abandona o estado de reserva e começa um processo de diferenciação. As espermatogonias de reserva (denominadas espermatogonias A0 na rata ou As nos humanos) são células que existem desde a vida fetal e que permanecem mitoticamente inativas durante a infância. Uma vez que alcançam a puberdade começam a dividir-se em intervalos regulares, e as células filhas podem permanecer como espermatogonias de reserva ou abandonar a reserva e ingressar na dita espermatocitogênese. Uma vez abandonada a reserva, as células filhas que vão se formando em cada divisão permanecem unidas por pontes citoplasmáticas, constituindo um clone que se divide sincronicamente. As células que se formam depois de cada divisão continuam sendo espermatogonias, porém cada geração é ligeiramente diferente da anterior. Na rata, por exemplo, as espermatogonias tipo A0 ao dividir-se originam espermatogonias do tipo A1, que em sucessivas divisões formam espermatogonias dos tipos A2, A3 e A4, as quais, por sua vez, sofrem outra mitose para formar espermatogonias intermediárias e uma mais para formar espermatogonias do tipo B. Essas últimas se diferenciam (sem se dividir) em espermatócitos primários, processo em que termina a fase de espermatocitogênese, que literalmente significa processo de geração de espermatócitos. As espermatogonias tipo A0 são a fonte para a contínua produção de gametas. A metade delas se dividem e formam células iguais (as chamadas células tronco) e a outra metade forma as espermatogonias A1, que sofre novas divisões mitóticas e formam os tipos 2, 3 e 4. O tipo A4 sofre mitose para formar a intermediária (A In), que por mitose, forma a tipo B (figura 6). Esses tipos de espermatogonias podem ser identificadas em evoluções histológicas de acordo com sua organização topográfica na membrana basal dos túbulos seminíferos ou mediante seu conteúdo de heterocromatina. Outra maneira de diferenciação se baseia em marcadores moleculares específicos que distinguem as espermatogonias tronco (A0) das demais, com os fins de isolamento, desenvolvimento in vitro e transplante. As tipo B passam por mitose para formarem os espermatócitos primários; estes iniciam a primeira etapa da meiose formando os espermatócitos secundários; na segunda etapa da divisão meiótica, cada espermatócito secundário se divide e formam as chamadas espermátides. Quando o testículo alcança seu desenvolvimento total, a meiose completa-se e as espermátides originadas se convertem em espermatozoides. Um dos maiores sinais característicos desse fenômeno é o alargamento das espermátides e sua migração em direção ao lúmen do túbulo seminífero (figuras 4, 7 e 8). Figura 7: espermatogonias marcadas por imuno-histoquímica, anticorpo monoclonal TGFa (400 x). Figura 8: fases de divisões meióticas (M), espermatócitos em paquíteno (PA) e espermatócitos secundários (ES). -/- Figura 9: estádio posterior a liberação dos espermatozoides na luz do túbulo. Hematoxilina-eosina (400 x). Mediante as seis divisões mitóticas que ocorrem durante a espermatocitogênese se forma potencialmente um clone de 64 espermatócitos primários a partir de cada espermatogonia A que ingressa sobre o processo. Não obstante, algumas células sofrem apoptose em cada uma das etapas do processo, ao qual o número real formado é menor. Em outras espécies produzem-se um transcurso similar de divisões mitóticas sucessivas durante a espermatocitogênese, embora a nomenclatura utilizada possa ser distinta, por exemplo nos bovinos as duas últimas divisões mitóticas dão origem as espermatogonias de tipo B1 e B2. -/- Meiose -/- Uma vez que as espermatogonias B se diferenciam em espermatócitos primários, esses iniciam a etapa de meiose, com uma nova divisão; desta vez a divisão é do tipo meiótica. Ao completar-se a primeira divisão meiótica (meiose I) se obtém os espermató-citos secundários, que ao sofrer a segunda divisão meiótica (meiose II) dão origem as espermátides. Vale salientar que a meiose é o processo mediante o qual reduz-se a metade do número de cromossomos, pelo que as espermátides que se obtém são células haploides (1n). Os espermatócitos secundários que se formam depois da primeira divisão meiótica contém a metade do número normal de cromossomos, porém a mesma quantidade de DNA já que cada cromossomo é duplo. As espermátides formadas na conclusão da segunda divisão meiótica (figura 7), por sua vez, contém a metade dos cromossomos, e esse já não são duplos, já que se trata de células 1n. Também deve-se enfatizar que durante a meiose é relevante o entrecruzamento dos cromossomos homólogos, pelo que cada espermátide possui uma combinação única e diferente de genes paternos e maternos. Outro ponto que deve ser levado em consideração é que cada espermátide somente possui um cromossomo sexual; a metade das espermátides contém o cromossomo X herdado da mãe do macho que está levando a cabo a espermatogênese e a outra metade contém o cromossomo Y herdado de seu pai. Para cada espermatócito primário que entra no processo de meiose obtém-se cerca de quatro espermátides, pelo qual ao ser completada a meiose potencialmente se poderiam formar até 256 espermátides por cada espermatogonia que abandona a reserva e ingressa na espermatocitogênese. -/- Espermiogênese -/- Durante a espermiogênese, também chamada de fase de diferenciação, as esper-mátides sofrem, sem se dividir, uma metamorfose que as transforma em espermatozoides, os quais finalmente são liberados das células de Sertoli em direção ao lúmen do túbulo seminífero. A espermiogênese é um processo complicado e longo já que a espermátide deve sofrer complexas trocas nucleares, citoplasmáticas e morfológicas que resultam na forma-ção dos espermatozoides. Algumas dessas mudanças incluem a condensação do material nuclear para formação de um núcleo plano e denso, a eliminação do citoplasma para a constituição de uma célula pequena, a formação de uma estrutura especializada denomi-nada acrossomo ou tampa cefálica, e a formação do pescoço e da cauda (flagelo) do esper-matozoide, do que depende a sua motilidade. Durante a maior parte da espermiogênese, as espermátides se mantém com uma estreita associação com as células de Sertoli; logo, chega-se a observar, então, flagelos que se projetam em direção a luz do túbulo que pare-cem sair das células de Sertoli, sendo na realidade os flagelos dos espermatozoides que ainda não tinham sido liberados pelo lúmen. Ao liberar os espermatozoides em direção a luz do túbulo, as células de Sertoli realizam a fagocitose de parte do citoplasma dos espermatozoides (corpos residuais). Também fagocitam os restos de todas as células germinais que sofrem apoptose ou degeneram-se durante a espermatogênese. Credita-se que ao realizar essas funções as células de Sertoli podem fazer uma monitoração eficiente da espermatogênese, o que lhes permitiria emitir sinais para colaborar na regulação desse processo em nível gonodal e a nível sistêmico através da secreção de hormônios como a inibina e o estradiol. Além da inibina e activina, as células de Sertoli sintetizam outras proteínas, como a ABP (proteína ligadora de andrógenos) que serve como uma molécula de transporte de andrógenos dentro dos túbulos seminíferos, ductos deferentes e epidídimo, ou a transfer-rina, que transporta o ferro necessário para a respiração celular. -/- Resultados da espermatogênese -/- O resultado da espermatogênese não significa apenas uma simples multiplicação das células germinais (até 256 espermatozoides a partir de cada espermatogonia A1), senão que através dela são produzidos gametas haploides pequenos, móveis e com grande diversidade genética entre eles, ao mesmo tempo que se mantêm uma reversa de células mãe (espermatogonias A0) a partir das quais se poderiam originar novos ciclos de esper-matogênese durante o resto da vida do animal. -/- Controle hormonal da espermatogênese -/- Como mencionado, o FSH reproduz um importante papel para o estabelecimento das células de Sertoli durante a vida fetal e início da vida pós-natal. O começo da esper-matogênese também é estimulado pelo FSH, que atua sobre as células de Sertoli para estimular sua função e a ativação de sinais dessas células em direção as células germinais, incluindo-as a abandonar a reserva e ingressar na espermatogênese. O FSH, assim mesmo, estimula a mitose durante o resto da espermatogênese e aumenta a eficiência do processo, já que reduz a apoptose e a degeneração de espermatogonias intermediárias e do tipo B. O FSH também estimula as células de Sertoli para produzirem inibina e ABP. Uma vez iniciada a espermatogênese somente requerem níveis baixos de FSH para se mantê-la. As células de Sertoli também devem ser estimuladas pela testosterona para funcio-nar de maneira adequada; se requer também do LH hipofisário: hormônio que estimula as células de Leydig para produzir testosterona. Por sua vez, a secreção de LH e FSH é regulada pelo GnRH hipotalâmico: esse neurohormônio também faz parte do mecanismo de regulação da espermatogênese. A espermatogênese também é modulada em nível local mediante a produção de determinados fatores e interações entre as células. Dentro dos fatores locais podemos mencionar o fator de crescimento parecido com a insulina 1 (IGF-1), o fator de crescimen-to transformante beta (TGF- β), activina, ocitocina e diversas citocinas. Entre as intera-ções celulares existem tanto uniões de comunicação entre as células de Sertoli e as células germinais, como pontes citoplasmáticas entre todas as células germinais que formam o clone de células descendentes de uma espermatogonia A1. Uma vez que as células de Sertoli iniciam sua função na puberdade é possível manter experimentalmente a espermatogênese somente com testosterona, sem ser requeri-dos nenhum outro hormônio. A quantidade de espermatozoides produzidos, no entanto, é maior quando há presença do FSH. Abaixo do estímulo do FSH as células de Sertoli produzem estradiol e inibina, hormônios que geram uma retroalimentação sobre o eixo hipotálamo-hipofisário para a regulação da secreção de gonadotropinas. Em particular, a inibina reduz a secreção de FSH, pelo qual é factível que sirva como um sinal que evite uma excessiva estimulação as células de Sertoli. -/- Ciclo do epitélio seminífero -/- Em cada espécie as espermatogonias de reserva iniciam um novo processo de divi-sões celulares em intervalos fixos: a casa 14 dias no touro; 12 dias no garanhão e a cada 9 dias no cachaço (reprodutor suíno). A nova geração de células que começam a proliferar sobre a base do tubo deslocam-se em direção ao centro do túbulo a geração anterior, que por sua vez deslocam-se as gerações anteriores. Devido as mudanças que vão sofrendo cada geração celular se ajustam a tempos característicos de cada etapa, já que rodas as células em uma determinada seção do túbulo estão sincronizadas entre si pelas células de Sertoli; em cada espécie somente é possível encontrar um certo número de combinações celulares: 14 diferentes combinações no caso da rata, 8 no touro e 6 no ser humano. A sucessão de possíveis combinações até regressar a primeira combinação se conhece como o ciclo do epitélio seminífero. Na maioria das espécies os espermatozoides que são libera-dos em direção a luz do túbulo provém das células que entraram no processo de esperma-togênese quatro gerações antes que a geração que está ingressando nesse momento, pelo que a espermatogênese no touro dura ao redor de 60 dias e um pouco menos em outras espécies domésticas. Significa que os efeitos negativos das alterações na espermatogêne-se podem estar presentes até dois meses depois de que se produziram essas alterações. Como supracitado, geralmente se observa a mesma combinação celular em toda a área de uma determinada secção transversal do túbulo seminífero. No entanto, se fizermos uma série de secções, observa-se que ao longo do túbulo há uma sucessão ordenada de combinações (a primeira em uma determinada secção; a segunda combinação na seguinte secção, e assim sucessivamente em secções subsequentes até regressar a primeira combi-nação. Teremos, então, que ao início da divisão das espermatogonias A1 se produz de forma sincronizada em uma secção do túbulo, e vai-se transmitindo como uma onda peristáltica as secções adjacentes. Esse processo é denominado como onda do epitélio seminífero e graças à esse túbulo seminífero sempre tem secções em todas as etapas da espermatogênese, com o que se alcança uma produção constante de espermatozoides. -/- Alterações da espermatogênese -/- Nas espécies estacionais a espermatogênese, como já mencionado, pode reduzir-se ou inclusive suspender sua atividade fisiológica durante a época não reprodutiva dessas espécimes, porém esse processo fisiológico não pode ser considerado como uma altera-ção. No entanto, a espermatogênese só pode ser alterada pelas enfermidades ou por fatores externos. A principal causa de alterações na espermatogênese é o aumento da temperatura testicular. Por isso, os testículos são localizados na saco escrotal e são “caídos” para fora do corpo como pode-se observar nos bovinos, caprinos, ovinos, caninos e no próprio homem. A temperatura testicular deve estar cerca de 2 a 6 °C abaixo da temperatura corporal normal. As células germinais masculinas são sensíveis ao calor, pelo qual na maioria dos mamíferos os testículos se encontram fora da cavidade abdominal e existe um sofisticado sistema de termorregulação para mantê-los a uma temperatura menor que a corporal. Se a temperatura corporal for elevada ou se os testículos permanecerem na cavidade abdominal, ou ainda se os sistemas termorreguladores do testículo sejam afetados por fatores inflamatórios como edema ou falta de mobilidade testicular dentro do escroto, a temperatura do tecido testicular aumentará e a espermatogênese sofrerá alterações proporcionais ao excesso de temperatura e a duração da elevação. A espermatogênese também pode ser afetada pela exposição a hormônios ou a outras substâncias. É possível que a causa mais comum (sobretudo no homem) seja o uso de esteroides anabólicos, que elevam a concentração de andrógenos na circulação, provo-cando um feedback negativo sobre a secreção de gonadotropinas. Ao deixar de estimular-se o testículo pelas gonadotropinas, este deixará de produzir testosterona, e as concentra-ções de andrógeno exógeno nunca alcançará as altíssimas concentrações de testosterona que normalmente estão presentes a nível do tecido testicular por ser o local onde se produz o hormônio. Também se supõe que diversas substâncias com propriedades estrogênicas derivadas de processos industriais (indústria dos plásticos, hidrocarbonetos etc.) e presentes no ambiente (fatores xenobióticos) podem ser responsáveis pelas alterações na espermatogênese em diversas espécies, entre as quais se inclui o ser humano. -/- • OVOGÊNESE E FOLICULOGÊNESE -/- A ovogênese é o processo seguido pelas células germinais da fêmea para a forma-ção dos óvulos, que são células haploides. Durante a vida fetal as células germinais proliferam-se no ovário por mitose, formando um grande número de ovogonias, algumas das quais se diferenciam em ovócitos primários que iniciam sua primeira divisão meiótica para deter-se na prófase da divisão. Somente alguns desses ovócitos primários retornarão e concluirão a primeira divisão meiótica em algum momento da vida adulta do animal, dando origem a um ovócito secundário e a um corpo polar. O ovócito secundário inicia a sua segunda divisão meiótica, a qual volta a ficar suspensa até receber um estímulo apropriado, já que somente os ovócitos secundários que são ovulados e penetrados por um espermatozoide retornam e concluem a segunda divisão meiótica, dando origem a um óvulo (figura 10). O processo de ovogênese é realizado dentro dos folículos ovarianos, que também tem que sofrer um longo transcurso de desenvolvimento e diferenciação denominado foliculogênese pelo que a ovogênese como tal realiza-se dentro do marco desse último processo. Por essa razão, na seguinte seção descreverei tanto a ovogênese como a folicu-logênese, e a relação que existe entre ambos. Figura 10: representação da ovogênese. Na etapa de proliferação, as células germinais se diferen-ciam por mitose. A meiose I se caracteriza por uma prófase prolongada, ocorrendo a duplicação do DNA. Nas duas divisões, que ocorrem antes da ovulação e depois da fertilização, a quantidade de DNA é reduzida a 1n, com o fim de que a fusão dos pronúcles (singamia) pós-fertilização, seja gerado um zigoto com um número de cromossomos de 2n (diploide). -/- Geração de ovócitos primários e folículos primordiais Tanto a ovogênese como a foliculogênese iniciam-se durante a vida fetal, quando as células germinais primordiais provenientes do saco vitelino colonizam a gônada primitiva e, junto com as células somáticas z organizam-se para a formação dos cordões sexuais secundários, que se desenvolvem principalmente no córtex do ovário. Nesse período, as células germinais que colonizaram o ovário sofrem até 30 divisões mitóticas, proliferando-se até formar milhares ou milhões de ovogonias, que inicialmente formam “ninhos” constituídos cada um deles por um clone de várias ovogonias que descendem da mesma célula precursora e que se mantêm unidas por pontes citoplasmáticas, sincronizan-do suas divisões mitóticas. Nessa etapa alcança-se a máxima população de células germinais no ovário, que antes de nascer se reduzirá drasticamente por apoptose. No ovário do feto humano chegam a haver até sete milhões de células germinais que ao nascimento se reduzem a dois milhões. Os ovários fetais do bovino, de maneira análoga, chegam a ter até 2.100.000 células germinais, que ao nascimento reduzem para 130.000 aproximadamente. A redução no número de ovogonias produz-se ao mesmo tempo que essas células, que vêm dividindo-se por mitose e estão agrupadas em ninhos, iniciam sua primeira divisão meiótica para se transformarem em ovócitos primários: células germinais que se encontram em uma etapa de suspensão (diplóteno) da prófase da primeira divisão meiótica. Nesse período produz-se uma grande proporção de células germinais; as células somáticas dos cordões sexuais, por sua vez, emitem projeções citoplasmáticas que separam a isolam os ovócitos primários sobreviventes, ficando cada um deles rodeados por uma capa de células aplanadas da (pré) granulosa. Ao mesmo tempo em que se forma uma membrana basal entre as células da granulosa e o tecido intersticial do ovário. Ao ovócito primário rodeado de uma capa de células da (pré) granulosa aplanadas e delimita-das por uma membrana basal denomina-se de folículo primordial (figura 11). Nas vacas os folículos primordiais bem formados já estão presentes nos ovários a partir do dia 90 da gestação. A maioria dos folículos primordiais com os que nasce uma fêmea se manterão inativos durante um longo tempo; muitos deles durante toda a vida do animal. Nos folículos primordiais inativos tanto os ovócitos primários como as células da granulosa conservam sua forma original e mantém um metabolismo reduzido estritamente ao mínimo necessário para manter-se viáveis. Por essa razão, ao realizar um corte histológico de qualquer ovário as estruturas mais numerosas que se observam serão os folículos primordiais. No entanto, cada dia da vida de um animal, inclusive desde a vida fetal, um certo número de folículos primordiais reiniciam seu desenvolvimento, e a partir desse momento um folículo exclusivamente pode ter dois destinos: o primeiro, prosseguir seu desenvolvi-mento até chegar a ovular, e o segundo (que é muito mais frequente) encontrar em algum momento condições inadequadas que fazem fronteira com ele para parar seu desenvolvi-mento, levando-o a sofrer atresia e degenerar até desaparecer do ovário. Figura 11: sequência da foliculogênese apresentando as diferentes estruturas que podemos encontrar em cada fase. Fonte: ZARCO, 2018. Culminação da ovogênese A ovogênese somente se completará quando um ovócito primário reinicia a meio-se; completa sua primeira divisão meiótica para formar um ovócito secundário e um primeiro corpo polar e, quando, finalmente sofrer uma segunda divisão meiótica para formar um óvulo e um segundo corpo polar. Os óvulos são as células 1n que constituem os gametas femininos, pouco numerosos, grandes e imóveis. A grande maioria dos ovóci-tos primários, como veremos mais adiante, nunca retomam a meiose e, em consequência, não chegam a formar ovócitos secundários, e muitos dos ovócitos secundários tampouco sofrem uma segunda divisão meiótica, pelo que não chegam a formar os óvulos. Ao longo da vida de uma fêmea, na maioria das espécies, menos de 0,1% dos ovócitos primários (um a cada mil) chega a terminar a ovogênese, dando origem a um óvulo. O supracitado deve-se a que a ovogênese somente pode retomar-se e ser completa-da em ovócitos primários que se encontram dentro dos folículos primordiais que (uma vez ativados) vão alcançando diversas etapas de seu desenvolvimento em momentos precisos aos que encontram as condições ideais de oxigenação, nutrição, vascularização e exposição a fatores parácrinos e a exposição a concentrações de hormônios que se requerem para que o folículo continue em cada etapa de seu desenvolvimento com o processo de foliculogênese até chegar a ovular. Qualquer folículo que não esteja nessas condições ao longo do desenvolvimento sofrerá degeneração e atresia, pelo que o ovócito primário em seu interior nunca chegará ao ponto em que pode retomar a primeira divisão meiótica. No que resta da presente seção revisaremos o processo de foliculogênese em cujo marco se desenvolve a ovogênese; havemos que tomar de conta que essa última se limita ao que ocorre nas células germinais (ovogonia, ovócito primário, secundário e óvulo), pelo qual depende intimamente do desenvolvimento do folículo de que essas células formam parte. Em um princípio a ativação do folículo primordial e o desenvolvimento folicular são independentes das gonadotropinas: não se conhecem os mecanismos precisos median-te os quais um folículo primordial se ativa e reinicia seu desenvolvimento, nem como se decide quais folículos, dentre as dezenas de milhares de ou centenas de milhares presentes em um ovário se reativarão em um dia em particular. A reativação trata-se de uma liberação de influência de fatores inibidores, já que os folículos primordiais se reativam espontaneamente quando cultivados in vitro, isolados do resto do tecido ovariano. Uma vez que um folículo primordial se ativa, inicia-se um longo processo de desenvolvimento que somente depois de vários meses (ao redor de cinco meses no caso dos bovinos) o levará a um estádio em que seu desenvolvimento posterior requer a presença das gonado-tropinas; daí que se diz que as primeiras etapas do desenvolvimento são independentes das gonadotropinas. Durante a fase independente de gonadotropinas, um folículo primordial que tenha sido ativado e tenha começado a crescer; passará primeiro para a etapa de folículo primá-rio, caracterizada por conter um ovócito primário que está rodeado, por sua vez, por uma capa de células da granulosa, que não são planas, e sim cúbicas. Depois, se o folículo continuar crescendo se transformará em um folículo secundário, ao qual as células da granulosa começam a proliferar (aumentando em número) e se organizam em duas ou mais capas que rodeiam o ovócito primário. Entre o ovócito e as células da granulosa que o rodeiam se forma nesta uma zona pelúcida; ainda assim o ovócito mantém contato direto com essas células, mediante o estabelecimento de pontes citoplasmáticas que atravessam a zona pelúcida. Através dessas pontes citoplasmáticas as células da granulosa podem passar nutrientes e informação ao ovócito primário. O volume e o diâmetro do ovócito primário aumentam ao mesmo tempo que as células da granulosa proliferam-se, para incrementar as capas ao redor do ovócito. De maneira gradual o citoplasma do ovócito primário aumenta até 50 vezes seu volume e a proliferação das células continua. Esses folículos que possuem cada vez mais células e portanto mais capas de células da granulosa se denominam folículos secundários. Para evitar confusões, há a necessidade de nomen-clatura ao qual o folículo vá mudando de nome de primordial a primário e logo, de secun-dário, a terciário, por sua vez, o ovócito que encontra-se em seu interior, a todo momento, segue sendo um ovócito primário. Durante a etapa dependente de gonadotropinas, os folículos secundários começam a formar um espaço cheio de líquido, o antro folicular, desse modo se convertem em folí-culos terciários. Com a utilização de outra nomenclatura, a formação do antro marca a transição entre folículos pré-antrais (sem antro) e folículos antrais (com antro). Em algum momento dessa transição entre folículo secundário e terciário, também aparece a depen-dência de folículos em direção as gonadotropinas, pelo qual somente podem seguir crescendo na presença do hormônio luteinizante (LH) e do hormônio folículo estimulante (FSH). Nos bovinos e em outras espécies (para seu estudo), os folículos antrais são dividi-dos em pequenos, médios e grandes. Embora todos eles possuam um antro folicular, dependendo do seu grau de desenvolvimento requerem diferentes concentrações de gona-dotropinas para continuar o crescimento. Os folículos antrais mais pequenos somente re-querem concentrações baixas de LH e FSH, pelo qual podem continuar crescendo em qualquer momento do ciclo estral inclusive em animais que não estão ciclando (fêmeas em anestro pré-puberal, gestacional, lactacional, estacional). Nas etapas posteriores os folículos antrais requerem primeiro concentrações elevadas de FSH, e nas etapas finais somente podem continuar crescendo na presença de pulsos frequentes de LH, pelo qual somente os folículos que encontram-se sob concentrações apropriadas desses hormônios podem seguir crescendo. Por essa razão, nos animais que se encontram em anestro de qualquer tipo somente é possível encontrar folículos antrais pequenos ou médios, segundo a espécie, e nos animais que se encontram ciclando (estro) o maior tamanho folicular encontrado em um determinado dia do ciclo dependerá das concentrações de FSH e LH presentes nesse momento e nos dias anteriores. Um folículo que chega ao estado máximo de desenvolvimento, conhecido como folículo pré-ovulatório, ao final, somente chegará a ovular se for exposto a um pico pré-ovulatório de LH. Como supracitado, cada dia na vida de uma fêmea inicia seu desenvolvimento um certo número de folículos; a grande maioria sofrem atresia, mas depois da puberdade em cada dia do ciclo estral um ou vários folículos vão encontrando ao longo do seu desenvol-vimento concentrações hormonais que lhes permite chegar na etapa de folículo pré-ovula-tório. Somente nestes folículos, e como consequência de um pico pré-ovulatório de LH, se reinicia e completa-se a primeira divisão meiótica do ovócito primário, produzindo duas células distintas. Uma delas é o ovócito secundário, que retém praticamente todo o citoplasma. Contém, assim mesmo, em seu núcleo um par de cromossomos duplos, a outra é o primeiro corpo polar, que é exclusivamente um núcleo com uma quantidade mínima de citoplasma. Na maioria das espécies ovula-se um ovócito secundário que se encontra, então, suspendido na segunda divisão meiótica. Esta segunda divisão meiótica somente reinicia-rá e completarar-se uma vez que o espermatozoide começa a penetrar sob o ovócito secundário. Ao concluir-se a divisão se forma o segundo corpo polar e completa-se a ovogênese com o qual se obtém o óvulo, célula 1n que constitui o gameta feminino. No entanto, o óvulo existe pouco tempo como tal, já que em poucos minutos/horas (depen-dendo da espécie) se produzirá a fusão do núcleo do mesmo (pró-núcleo feminino) com o do espermatozoide (pró-núcleo masculino), com o qual se completa a fertilização e se forma um novo indivíduo (o ovo ou zigoto). -/- Ondas foliculares -/- Como mencionado supra, todos os dias um determinado número de folículos pri-mordiais se ativam e começam a crescer, os quais crescem em um ritmo característico em cada espécie. Isso provoca que em qualquer momento existam nos ovários folículos pri-mordiais (que começam a crescer em alguns dias ou semanas), assim como folículos secundários em diversas etapas do desenvolvimento, os quais iniciaram seu desenvolvi-mento em semanas ou inclusive meses (segundo o grau de desenvolvimento atual). Também em qualquer momento poderá haver folículos antrais nas etapas iniciais de seu desenvolvimento (com antros que já se podem detectar em cortes histológicos mas não são visíveis macroscopicamente). Todos esses folículos chegaram até seu estado de de-senvolvimento atual (primário, secundário ou antral pequeno), independente da etapa do ciclo estral em que sejam observados ou encontrados. Nos bovinos, os folículos que chegam ao início da etapa antral iniciaram seu desenvolvimento cinco meses antes, e todavia requerem ao redor de 42 dias para chegar ao estado pré-ovulatório. Para continuar seu desenvolvimento, os folículos antrais pequenos devem encon-trar concentrações altas de FSH, que os estimulam para prosseguir o crescimento. Cada vez que se produz uma elevação nas concentrações de FSH, esse hormônio estimula o desenvolvimento de um grupo de folículos antrais pequenos, que começaram a crescer muito tempo antes e que o dia da elevação de FSH tenha alcançado o grau de desenvolvi-mento preciso para responder com eficiência a este hormônio, o qual atuará através de seus receptores nas células da granulosa para estimular a produção de estradiol, a secreção de inibina, a produção de líquido folicular e a proliferação das células da granulosa. Um grupo de folículos antrais pequenos é assim recrutado pelo FSH para acelerar seu cresci-mento e aumentar sua produção de estradiol e inibina (figura 12). Mediante um seguimento ultrassonográfico dos ovários é possível identificar pou-cos dias depois um certo número de folículos, que por haver sido recrutados começam um período de crescimento acelerado. Durante alguns dias vários folículos crescem juntos, porém depois um deles é selecionado para continuar crescendo, enquanto que o restante do grupo deixam de fazê-lo e terminam sofrendo atresia. Através da ultrassom é possível identificar o folículo selecionado, agora chamado folículo domi-nante, já que sua trajetória de crescimento sofre um desvio com respeito a seguida pelo restante do grupo. Os folículos que não foram selecionados deixam de crescer e sofrem atresia já que deixam de possuir o suporte gonadotrópico de FSH, uma vez que as concentrações desse hormônio são suprimidos pela inibina e o estradiol produzidos pelo conjunto de folículos que conformam a onda folicular (figura 12), porém o folículo mais desenvolvido do grupo se converterá em dominante. A inibina atua diretamente a nível hipofisário para reduzir a secreção de FSH. Figura 12: onda folicular e relação dos níveis de FSH, estradiol e LH. Fonte: ZARCO, 2018. -/- Figura 13: Recrutamento, seleção e dominação folicular na espécie ovina e influência do FSH e LH nas fases. Fonte: SILVA, E. I. C. da, 2019. -/- A razão pela qual o folículo dominante é capaz de continuar seu desenvolvimento apesar da baixa nas concentrações de FSH é que o folículo é o único que alcançou o grau de progresso necessário para que apareçam os receptores para LH em suas células da granulosa. Esse processo permite ao folículo dominante ser estimulado pela LH, e que requeira baixas concentrações de FSH para manter seu desenvolvimento. A secreção de LH em forma de pulsos de baixa frequência (um pulso a cada quatro a seis horas), característica da fase lútea do ciclo estral; é suficiente para permitir que um folículo dominante continue crescendo por mais dias depois da sua seleção e que mais tarde mantenha-se viável durante alguns dias embora não aumentem de tamanho. Contu-do, se durante o período viável desse folículo não seja finalizada a fase lútea e não diminuam as concentrações de progesterona, o folículo terminará sofrendo atresia devido a exigência de um padrão de secreção acelerada de LH (aproximadamente um pulso por hora) durante o desenvolvimento pré-ovulatório, que somente pode ser produzido com a ausência da progesterona. Uma vez que um folículo dominante sofre atresia deixa de produzir inibina, pelo qual as concentrações de FSH podem elevar-se novamente para iniciar o recrutamento de outro grupo de folículos a partir da qual se origina uma nova onda folicular. Durante o ciclo estral de uma vaca podem gerar-se dois ou três ondas foliculares; somente em raros casos quatro. A etapa de dominância folicular da primeira onda na grande maioria dos casos não coincide com a regressão do corpo lúteo, pelo qual o primei-ro folículo dominante quase invariavelmente termina em atresia. Em algumas vacas o fo-lículo dominante da segunda onda ainda está viável quando se produz a regressão do corpo lúteo e acelera-se a secreção de LH, pelo qual esse segundo folículo dominante se converte em folículo pré-ovulatório e, ao final ovula. Em outros animais o segundo folícu-lo dominante também perde a sua viabilidade antes da regressão do corpo lúteo, por onde nesses animais se inicia uma terceira onda folicular, da qual surge o folículo que finalmen-te ovulará depois de produzir-se a regressão do corpo lúteo. Sem importar a onda em que se origine, uma vez que um folículo dominante é ex-posto a alta frequência de secreção de LH que se produz depois da regressão do corpo lúteo, aumenta ainda mais sua secreção de estradiol até que as altas concentrações desse hormônio comecem a exercer um feedback positivo para a secreção do LH. Isso provoca-rá a aceleração da frequência de secreção do LH até que os pulsos são tão frequentes que começam a ficar por cima e produzir-se o pico pré-ovulatório de LH, que é responsável pela realização da ovulação e a maturação final do ovócito. -/- •___DIFERENÇAS ENTRE ESPERMATOGÊNESE E OVOGÊNESE -/- Enquanto que na fêmea a ovogênese inicia-se durante a vida fetal, no macho a es-permatogênese começa na puberdade. Na fêmea, a partir de um ovócito primário se origi-na um óvulo; no macho, de um espermatócito primário se produzem, teoricamente, quatro espermatozoides. Outra característica interessante é que enquanto a fêmea já conta desde o nasci-mento com todos os ovócitos que necessitará na vida adulta, o macho necessitará chegar a puberdade para iniciar o desenvolvimento das células sexuais, já que ao nascer somente possui gonócitos precursores das células germinais, células de Sertoli e intersticiais. Na vida adulta de uma fêmea, o número de células germinais desaparece paulati-namente. Uma vez iniciada a espermatogênese no macho, a cada ciclo do epitélio seminí-fero as células germinais são renovadas mantendo a provisão para toda a vida reprodutiva. Na fêmea, a meiose sofre duas interrupções em seu transcurso, e no macho é ininterrupta. Figura 14: representação em diagramação comparativa do desenvolvimento da gametogênese. -/- Principais pontos abordados sobre as diferenças entre a gametogênese masculina e feminina: ❙ Na ovogênese a meiose contêm-se em duas ocasiões esperando acontecimentos externos para prosseguir. Já na espermatogênese não existe a suspensão da meiose. ❙ A espermatogênese é um processo contínuo, enquanto que a ovogênese pode completar exclusivamente um óvulo em cada ciclo estral; já que só pode ser completada por mais de um nas espécies que ovulam vários ovócitos no caso das porcas, cadelas, gatas etc. ❙ Na espermatogênese existem células de reserva que permitem a continuação du-rante toda a vida, enquanto que na ovogênese o número de ovócitos primários é limitado. A fêmea somente conta com os que nasceu, e eles não se dividem. ❙ Na espermatogênese obtém-se até 256 espermatozoides para cada espermatogo-nia que inicia o processo, enquanto que na ovogênese somente se obtém um óvulo a partir de cada ovócito primário. ❙ Durante a espermatogênese se produz uma metamorfose que transforma as es-permátides em espermatozoides. Na ovogênese não ocorre um processo análogo. ❙ Na espermatogênese, durante a meiose produzem-se quatro espermátides a partir de cada espermatócito primário. Na ovogênese se produz somente um óvulo a partir de cada ovócito primário; produz, ademais, dois corpos polares. ❙ Todos os óvulos que se produzem durante a ovogênese contém um cromossomo X, enquanto que a metade dos espermatozoides possuem um cromossomo Y e a outra metade um cromossomo X. ❙ Na espermatogênese produzem-se centenas ou dezenas de milhões de esperma-tozoides por dia, enquanto que na ovogênese se produz um ou alguns óvulos a cada ciclo estral. ❙ A espermatogênese produz gametas macroscópicos e com motilidade própria, enquanto que a ovogênese produz gametas grandes e imóveis. -/- REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS -/- ABDEL-RAOUF, Mohammed et al. The postnatal development of the reproductive organs in bullswith special reference to puberty.(Including growth of the hypophysis and the adrenals). Acta endocrinologica, n. Suppl No. 49, 1960. ADONA, Paulo Roberto et al. Ovogênese e foliculogênese em mamíferos. Journal of Health Sciences, v. 15, n. 3, 2013. AERTS, J. M. J.; BOLS, P. E. J. Ovarian follicular dynamics: a review with emphasis on the bovine species. Part I: Folliculogenesis and pre‐antral follicle development. Reproduction in domestic animals, v. 45, n. 1, p. 171-179, 2010. AERTS, J. M. J.; BOLS, P. E. J. Ovarian follicular dynamics. A review with emphasis on the bovine species. Part II: Antral development, exogenous influence and future prospects. Reproduction in domestic animals, v. 45, n. 1, p. 180-187, 2010. ALBERTINI, David F.; CARABATSOS, Mary Jo. Comparative aspects of meiotic cell cycle control in mammals. Journal of molecular medicine, v. 76, n. 12, p. 795-799, 1998. AUSTIN, Colin Russell; SHORT, R. Reproduction in mammals. Cambridge, 1972. BAKER, T. G. Oogenesis and ovulation. In. Reproduction in Mammals I Germ Cells and Fertilization, p. 29-30, 1972. BEARDEN, Henry Joe et al. Reproducción animal aplicada. México: Manual Moderno, 1982. BIGGERS, John D.; SCHUETZ, Allen W. Oogenesis. University Park Press, 1972. BINELLI, Mario; MURPHY, Bruce D. Coordinated regulation of follicle development by germ and somatic cells. Reproduction, Fertility and Development, v. 22, n. 1, p. 1-12, 2009. CHIARINI-GARCIA, Helio; RUSSELL, Lonnie D. High-resolution light microscopic characterization of mouse spermatogonia. Biology of reproduction, v. 65, n. 4, p. 1170-1178, 2001. CHOUDARY, J. B.; GIER, H. T.; MARION, G. B. Cyclic changes in bovine vesicular follicles. Journal of animal science, v. 27, n. 2, p. 468-471, 1968. CLERMONT, Yves; PEREY, Bernard. Quantitative study of the cell population of the seminiferous tubules in immature rats. American Journal of Anatomy, v. 100, n. 2, p. 241-267, 1957. COSTA, DEILER SAMPAIO; PAULA, T. A. R. Espermatogênese em mamíferos. Scientia, v. 4, 2003. CUNNINGHAM, James. Tratado de fisiologia veterinária. Elsevier Health Sciences, 2011. CUPPS, Perry T. (Ed.). Reproduction in domestic animals. Elsevier, 1991. DA SILVA, Emanuel Isaque Cordeiro. Fisiologia Clínica do Ciclo Estral de Vacas Leiteiras: Desenvolvimento Folicular, Corpo Lúteo e Etapas do Estro. 2020. Acervo pessoal. DA SILVA, Emanuel Isaque Cordeiro. Fisiologia da Reprodução Animal: Ovulação, Controle e Sincronização do Cio. 2020. Acervo pessoal. DUKES, Henry Hugh; SWENSON, Melvin J.; REECE, William O. Dukes fisiologia dos animais domésticos. Editora Guanabara Koogan, 1996. EPIFANO, Olga; DEAN, Jurrien. Genetic control of early folliculogenesis in mice. Trends in Endocrinology & Metabolism, v. 13, n. 4, p. 169-173, 2002. ERICKSON, B. H. Development and senescence of the postnatal bovine ovary. Journal of animal science, v. 25, n. 3, p. 800-805, 1966. REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS -/- FELDMAN, Edward C. et al. Canine and feline endocrinology-e-book. Elsevier health sciences, 2014. FUSCO, Giuseppe; MINELLI, Alessandro. The Biology of Reproduction. Cambridge University Press, 2019. GALINA-HIDALGO, Carlos Salvador. A study of the development of testicular function and an evaluation of testicular biopsy in farm animals. 1971. Tese de Doutorado. Royal Veterinary College (University of London). GALLICANO, G. Ian. Composition, regulation, and function of the cytoskeleton in mammalian eggs and embryos. Front Biosci, v. 6, p. D1089-1108, 2001. GILBERT, Scott F. Biología del desarrollo. Ed. Médica Panamericana, 2005. GNESSI, Lucio; FABBRI, Andrea; SPERA, Giovanni. Gonadal peptides as mediators of development and functional control of the testis: an integrated system with hormones and local environment. Endocrine reviews, v. 18, n. 4, p. 541-609, 1997. HAFEZ, Elsayed Saad Eldin; HAFEZ, Bahaa. Reprodução animal. São Paulo: Manole, 2004. HEDGER, Mark P. Testicular leukocytes: what are they doing?. Reviews of reproduction, v. 2, n. 1, p. 38-47, 1997. HUTSON, James C. Testicular macrophages. In: International review of cytology. Academic Press, 1994. p. 99-143. HYTTEL, P. Gametogênese. In. HYTTEL, Poul; SINOWATZ, Fred; VEJLSTED, Morten. Embriologia veterinária. São Paulo: Elsevier Brasil, 2012. JOHNSON, Martin H. Essential reproduction. Nova Jersey: John Wiley & Sons, 2018. JONES, Richard E.; LOPEZ, Kristin H. Human reproductive biology. Academic Press, 2013. KIERSZENBAUM, Abraham L.; TRES, Laura L. Primordial germ cell‐somatic cell partnership: A balancing cell signaling act. Molecular Reproduction and Development: Incorporating Gamete Research, v. 60, n. 3, p. 277-280, 2001. MATZUK, Martin M. et al. Intercellular communication in the mammalian ovary: oocytes carry the conversation. Science, v. 296, n. 5576, p. 2178-2180, 2002. MCLAREN, Anne. Germ and somatic cell lineages in the developing gonad. Molecular and cellular endocrinology, v. 163, n. 1-2, p. 3-9, 2000. MCKINNON, Angus O. et al. (Ed.). Equine reproduction. John Wiley & Sons, 2011. MERCHANT-LARIOS, Horacio; MORENO-MENDOZA, Norma. Onset of sex differentiation: dialog between genes and cells. Archives of medical research, v. 32, n. 6, p. 553-558, 2001. MINTZ, Beatrice et al. Embryological phases of mammalian gametogenesis. Embryological phases of mammalian gametogenesis., v. 56, n. Suppl. 1, p. 31-43, 1960. MORALES, M. E. et al. Gametogénesis. I. Revisión de la literatura, con enfoque en la ovogénesis. Medicina Universitaria, v. 8, n. 32, p. 183-9, 2006. NAKATSUJI, NORIO; CHUMA, SHINICHIRO. Differentiation of mouse primordial germ cells into female or male germ cells. International Journal of Developmental Biology, v. 45, n. 3, p. 541-548, 2002. NILSSON, Eric; PARROTT, Jeff A.; SKINNER, Michael K. Basic fibroblast growth factor induces primordial follicle development and initiates folliculogenesis. Molecular and cellular endocrinology, v. 175, n. 1-2, p. 123-130, 2001. REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS -/- NORRIS, David O.; LOPEZ, Kristin H. The endocrinology of the mammalian ovary. In: Hormones and reproduction of vertebrates. Academic Press, 2011. p. 59-72. PEDERSEN, Torben. Follicle growth in the immature mouse ovary. European Journal of Endocrinology, v. 62, n. 1, p. 117-132, 1969. PINEDA, Mauricio H. et al. McDonald's veterinary endocrinology and reproduction. Iowa state press, 2003. ROSER, J. F. Endocrine and paracrine control of sperm production in stallions. Animal Reproduction Science, v. 68, n. 3-4, p. 139-151, 2001. RUSSELL, Lonnie D. et al. Histological and histopathological evaluation of the testis. International journal of andrology, v. 16, n. 1, p. 83-83, 1993. RÜSSE, I.; SINOWATZ, F. Gametogenese. Lehrbuch der Embryologie der Haustiere, p. 42-92, 1991. SAITOU, Mitinori; BARTON, Sheila C.; SURANI, M. Azim. A molecular programme for the specification of germ cell fate in mice. Nature, v. 418, n. 6895, p. 293-300, 2002. SALISBURY, Glenn Wade et al. Physiology of reproduction and artificial insemination of cattle. WH Freeman and Company., 1978. SAWYER, Heywood R. et al. Formation of ovarian follicles during fetal development in sheep. Biology of reproduction, v. 66, n. 4, p. 1134-1150, 2002. SCARAMUZZI, R. J.; MARTENSZ, N. D.; VAN LOOK, P. F. A. Ovarian morphology and the concentration of steroids, and of gonadotrophins during the breeding season in ewes actively immunized against oestradiol-17β or oestrone. Reproduction, v. 59, n. 2, p. 303-310, 1980. SEIDEL JR, G. E. et al. Control of folliculogenesis and ovulation in domestic animals: puberal and adult function. In: 9th International Congress on Animal Reproduction and Artificial Insemination, 16th-20th June 1980. II. Round tables. Editorial Garsi., 1980. p. 11-16. SKINNER, Michael K. Cell-cell interactions in the testis. Endocrine Reviews, v. 12, n. 1, p. 45-77, 1991. SMITZ, J. E.; CORTVRINDT, Rita G. The earliest stages of folliculogenesis in vitro. Reproduction, v. 123, n. 2, p. 185-202, 2002. SORENSEN, Anton Marinus. Reproducción animal: principios y prácticas. México, 1982. SUTOVSKY, Peter; MANANDHAR, Gaurishankar. Mammalian spermatogenesis and sperm structure: anatomical and compartmental analysis. In. The sperm cell: Production, maturation, fertilization, regeneration, p. 1-30, 2006. TAZUKE, Salli I. et al. A germline-specific gap junction protein required for survival of differentiating early germ cells. Development, v. 129, n. 10, p. 2529-2539, 2002. VAN STRAATEN, H. W. M.; WENSING, C. J. G. Leydig cell development in the testis of the pig. Biology of Reproduction, v. 18, n. 1, p. 86-93, 1978. TURNBULL, K. E.; BRADEN, A. W. H.; MATTNER, P. E. The pattern of follicular growth and atresia in the ovine ovary. Australian Journal of Biological Sciences, v. 30, n. 3, p. 229-242, 1977. WASSARMAN, Paul M. Gametogenesis. Londres: Academic Press, 2012. WROBEL, K.-H.; SÜß, Franz. Identification and temporospatial distribution of bovine primordial germ cells prior to gonadal sexual differentiation. Anatomy and embryology, v. 197, n. 6, p. 451-467, 1998. REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS -/- ZARCO, L. Gametogénese. In. PORTA, L. R.; MEDRANO, J. H. H. Fisiología reproductiva de los animales domésticos. Cidade do México: FMVZ-UNAM, 2018. ZIRKIN, Barry R. et al. Endocrine and Paracrine Regulation of Mammalian Spermatogenesis. In: Hormones and Reproduction of Vertebrates. Academic Press, 2011. p. 45-57. -/- REALIZAÇÃO -/- . (shrink)

Levels of organization and their use in science have received increased philosophical attention of late, including challenges to the well-foundedness or widespread usefulness of levels concepts. One kind of response to these challenges has been to advocate a more precise and specific levels concept that is coherent and useful. Another kind of response has been to argue that the levels concept should be taken as a heuristic, to embrace its ambiguity and the possibility of exceptions as acceptable consequences of its (...) usefulness. In this chapter, I suggest that each of these strategies faces its own attendant downsides, and that pursuit of both strategies (by different thinkers) compounds the difficulties. That both kinds of approaches are advocated is, I think, illustrative of the problems plaguing the concept of levels of organization. I end by suggesting that the invocation of levels may mislead scientific and philosophical investigations more than it informs them, so our use of the levels concept should be updated accordingly. (shrink)

It is a live possibility that certain of our experiences reliably misrepresent the world around us. I argue that tracking theories of mental representation have difficulty allowing for this possibility, and that this is a major consideration against them.

This paper argues that there are two distinct kinds of senses, immediate senses and reflective senses. Immediate senses are what we are immediately aware of when we are in an intentional mental state, while reflective senses are what we understand of an intentional mental state's (putative) referent upon reflection. I suggest an account of immediate and reflective senses that is based on the phenomenal intentionality theory, a theory of intentionality in terms of phenomenal consciousness. My focus is on the immediate (...) and reflective senses of thoughts and the concepts they involve, but it also applies to other mental instances of intentionality. (shrink)

David Papineau’s _The Metaphysics of Sensory Experience_ is deep, insightful, refreshingly brisk, and very readable. In it, Papineau argues that sensory experiences are intrinsic and non-relational states of subjects; that they do not essentially involve relations to worldly facts, properties, or other items (though they do happen to correlate with worldly items); and that they do not have truth conditions simply in virtue of their conscious (i.e., phenomenal) features. I am in enthusiastic agreement with the picture as described so far. (...) But Papineau also argues that sensory experiences are in no interesting sense essentially representational and that what is responsible for their truth conditions is their correlations with the environment. Here, I disagree. Indeed, I think Papineau does not follow his arguments to their proper conclusions. For if sensory experiences are intrinsic, non-relational, and only contingently correlated with worldly conditions (as Papineau and I agree they are), then the phenomenal features of sensory states are representational in an important sense: they constitute what we think, perceptually experience, or otherwise entertain, making up how things seem to us from a first-person perspective. Because of this, the truth conditions of perceptual experiences cannot be entirely independent of their phenomenal features. They cannot merely be a matter of environmental correlations. If we follow Papineau’s arguments to their proper conclusions, we end up with a view much closer to a version of representationalism that Papineau dismisses, a view he calls “pure phenomenal intentionalism”. (shrink)

The concept of hierarchical organization is commonplace in science. Subatomic particles compose atoms, which compose molecules; cells compose tissues, which compose organs, which compose organisms; etc. Hierarchical organization is particularly prominent in ecology, a field of research explicitly arranged around levels of ecological organization. The concept of levels of organization is also central to a variety of debates in philosophy of science. Yet many difficulties plague the concept of discrete hierarchical levels. In this paper, we show how these difficulties undermine (...) various implications ascribed to hierarchical organization, and we suggest the concept of scale as a promising alternative to levels. Investigating causal processes at different scales offers a way to retain a notion of quasi-levels that avoids the difficulties inherent in the classic concept of hierarchical levels of organization. Throughout, our focus is on ecology, but the results generalize to other invocations of hierarchy in science and philosophy of science. (shrink)

Background Retraction is a mechanism for alerting readers to unreliable material and other problems in the published scientific and scholarly record. Retracted publications generally remain visible and searchable, but the intention of retraction is to mark them as “removed” from the citable record of scholarship. However, in practice, some retracted articles continue to be treated by researchers and the public as valid content as they are often unaware of the retraction. Research over the past decade has identified a number of (...) factors contributing to the unintentional spread of retracted research. The goal of the Reducing the Inadvertent Spread of Retracted Science: Shaping a Research and Implementation Agenda (RISRS) project was to develop an actionable agenda for reducing the inadvertent spread of retracted science. This included identifying how retraction status could be more thoroughly disseminated, and determining what actions are feasible and relevant for particular stakeholders who play a role in the distribution of knowledge. -/- Methods These recommendations were developed as part of a year-long process that included a scoping review of empirical literature and successive rounds of stakeholder consultation, culminating in a three-part online workshop that brought together a diverse body of 65 stakeholders in October–November 2020 to engage in collaborative problem solving and dialogue. Stakeholders held roles such as publishers, editors, researchers, librarians, standards developers, funding program officers, and technologists and worked for institutions such as universities, governmental agencies, funding organizations, publishing houses, libraries, standards organizations, and technology providers. Workshop discussions were seeded by materials derived from stakeholder interviews (N = 47) and short original discussion pieces contributed by stakeholders. The online workshop resulted in a set of recommendations to address the complexities of retracted research throughout the scholarly communications ecosystem. -/- Results The RISRS recommendations are: (1) Develop a systematic cross-industry approach to ensure the public availability of consistent, standardized, interoperable, and timely information about retractions; (2) Recommend a taxonomy of retraction categories/classifications and corresponding retraction metadata that can be adopted by all stakeholders; (3) Develop best practices for coordinating the retraction process to enable timely, fair, unbiased outcomes; and (4) Educate stakeholders about pre- and post-publication stewardship, including retraction and correction of the scholarly record. -/- Conclusions Our stakeholder engagement study led to 4 recommendations to address inadvertent citation of retracted research, and formation of a working group to develop the Communication of Retractions, Removals, and Expressions of Concern (CORREC) Recommended Practice. Further work will be needed to determine how well retractions are currently documented, how retraction of code and datasets impacts related publications, and to identify if retraction metadata (fails to) propagate. Outcomes of all this work should lead to ensuring retracted papers are never cited without awareness of the retraction, and that, in public fora outside of science, retracted papers are not treated as valid scientific outputs. (shrink)

This dissertation argues that mental representation is identical to phenomenal consciousness, and everything else that appears to be both mental and a matter of representation is not genuine mental representation, but either in some way derived from mental representation, or a case of non-mental representation.

A common argument against explanatory reductionism is that higher‐level explanations are sometimes or always preferable because they are more general than reductive explanations. Here I challenge two basic assumptions that are needed for that argument to succeed. It cannot be assumed that higher‐level explanations are more general than their lower‐level alternatives or that higher‐level explanations are general in the right way to be explanatory. I suggest a novel form of pluralism regarding levels of explanation, according to which explanations at different (...) levels are preferable in different circumstances because they offer different types of generality, which are appropriate in different circumstances of explanation. (shrink)

Philip Woodward's review of The Phenomenal Basis of Intentionality (PBI) raises objections to the specific version of the phenomenal intentionality theory proposed in PBI, especially to identity PIT, representationalism, the picture of derived mental representation, some tentative proposals regarding intentional structure, and the matching theory of truth and reference. In this reply, I argue that the version of PIT defended in PBI can withstand these objections.

The value of optimality modeling has long been a source of contention amongst population biologists. Here I present a view of the optimality approach as at once playing a crucial explanatory role and yet also depending on external sources of confirmation. Optimality models are not alone in facing this tension between their explanatory value and their dependence on other approaches; I suspect that the scenario is quite common in science. This investigation of the optimality approach thus serves as a case (...) study, on the basis of which I suggest that there is a widely felt tension in science between explanatory independence and broad epistemic interdependence, and that this tension influences scientific methodology. (shrink)

A background assumption of this paper is that the repertoire of inference schemes available to humanity is not fixed, but subject to change as new schemes are invented or refined and as old ones are obsolesced or abandoned. This is particularly visible in areas like health and environmental sciences, where enormous societal investment has been made in finding ways to reach more dependable conclusions. Computational modeling of argumentation, at least for the discourse in expert fields, will require the possibility of (...) modeling change in a stock of schemes that may be applied to generate conclusions from data. We examine Randomized Clinical Trial, an inference scheme established within medical science in the mid-20th Century, and show that its successful defense by means of practical reasoning allowed for its black-boxing as an inference scheme that generates (and warrants belief in) conclusions about the effects of medical treatments. Modeling the use of a scheme is well-understood; here we focus on modeling how the scheme comes to be established so that it is available for use. (shrink)

The optimality approach to modeling natural selection has been criticized by many biologists and philosophers of biology. For instance, Lewontin (1979) argues that the optimality approach is a shortcut that will be replaced by models incorporating genetic information, if and when such models become available. In contrast, I think that optimality models have a permanent role in evolutionary study. I base my argument for this claim on what I think it takes to best explain an event. In certain contexts, optimality (...) and game-theoretic models best explain some central types of evolutionary phenomena. ‡Thanks to Michael Friedman, Helen Longino, Michael Weisberg, and especially Elliott Sober for comments on earlier drafts of this paper. †To contact the author, please write to: Department of Philosophy, Stanford University, Stanford, CA 94305-2155; e-mail: [email protected]. (shrink)

The fate of optimality modeling is typically linked to that of adaptationism: the two are thought to stand or fall together (Gould and Lewontin, Proc Relig Soc Lond 205:581–598, 1979; Orzack and Sober, Am Nat 143(3):361–380, 1994). I argue here that this is mistaken. The debate over adaptationism has tended to focus on one particular use of optimality models, which I refer to here as their strong use. The strong use of an optimality model involves the claim that selection is (...) the only important influence on the evolutionary outcome in question and is thus linked to adaptationism. However, biologists seldom intend this strong use of optimality models. One common alternative that I term the weak use simply involves the claim that an optimality model accurately represents the role of selection in bringing about the outcome. This and other weaker uses of optimality models insulate the optimality approach from criticisms of adaptationism, and they account for the prominence of optimality modeling (broadly construed) in population biology. The centrality of these uses of optimality models ensures a continuing role for the optimality approach, regardless of the fate of adaptationism. (shrink)

Philosophers traditionally recognize two main features of mental states: intentionality and phenomenal consciousness. To a first approximation, intentionality is the aboutness of mental states, and phenomenal consciousness is the felt, experiential, qualitative, or "what it's like" aspect of mental states. In the past few decades, these features have been widely assumed to be distinct and independent. But several philosophers have recently challenged this assumption, arguing that intentionality and consciousness are importantly related. This article overviews the key views on the relationship (...) between consciousness and intentionality and describes our favored view, which is a version of the phenomenal intentionality theory, roughly the view that the most fundamental kind of intentionality arises from phenomenal consciousness. (shrink)

Moods and emotions are sometimes thought to be counterexamples to intentionalism, the view that a mental state's phenomenal features are exhausted by its representational features. The problem is that moods and emotions are accompanied by phenomenal experiences that do not seem to be adequately accounted for by any of their plausibly represented contents. This paper develops and defends an intentionalist view of the phenomenal character of moods and emotions on which emotions and some moods represent intentional objects as having sui (...) generis affective properties, which happen to be uninstantiated, and at least some moods represent affective properties not bound to any objects. (shrink)

Ultimately this book provides a theory of intergenerational justice that is both intellectually robust and practical with wide applicability to law and policy.

This paper compares tracking and phenomenal intentionality theories of intentionality with respect to the issue of naturalism. Tracking theories explicitly aim to naturalize intentionality, while phenomenal intentionality theories generally do not. It might seem that considerations of naturalism count in favor of tracking theories. We survey key considerations relevant to this claim, including some motivations for and objections to the two kinds of theories. We conclude by suggesting that naturalistic considerations may in fact support phenomenal intentionality theories over tracking theories.

There is increasing attention to the centrality of idealization in science. One common view is that models and other idealized representations are important to science, but that they fall short in one or more ways. On this view, there must be an intermediary step between idealized representation and the traditional aims of science, including truth, explanation, and prediction. Here I develop an alternative interpretation of the relationship between idealized representation and the aims of science. In my view, continuing, widespread idealization (...) calls into question the idea that science aims for truth. I argue that understanding must replace truth as the ultimate epistemic aim of science. Additionally, science has a wide variety aims, epistemic and non-epistemic, and these aims motivate different kinds of scientific products. Finally, I show how these diverse aims---all rather distant from truth---result in the expanded influence of social values on science. (shrink)

An historically important conception of the unity of science is explanatory reductionism, according to which the unity of science is achieved by explaining all laws of science in terms of their connection to microphysical law. There is, however, a separate tradition that advocates the unity of science. According to that tradition, the unity of science consists of the coordination of diverse fields of science, none of which is taken to have privileged epistemic status. This alternate conception has roots in Otto (...) Neurath’s notion of unified science. In this paper, I develop a version of the coordination approach to unity that is inspired by Neurath’s views. The resulting conception of the unity of science achieves aims similar to those of explanatory reductionism, but does so in a radically different way. As a result, it is immune to the criticisms facing explanatory reductionism. This conception of unity is also importantly different from the view that science is disunified, and I conclude by demonstrating how it accords better with scientific practice than do conceptions of the disunity of science. (shrink)

The predominant view is that a study using health data is observational research and should require individual consent unless it can be shown that gaining consent is impractical. But recent arguments have been made that citizens have an ethical obligation to share their health information for research purposes. In our view, this obligation is sufficient ground to expand the circumstances where secondary use research with identifiable health information is permitted without explicit subject consent. As such, for some studies the Institutional (...) Review Board/Research Ethics Committee review process should not assess the practicality of gaining consent for data use. Instead the review process should focus on assessing the public good of the research, public engagement and transparency. (shrink)

Die moderne Philosophie steht im Schatten des Skeptizismus: Alle Wissensansprüche scheinen fallibel, alle Theorien nur vorläufig, alle Gewissheiten nur temporär zu sein. In dieser gespannten Situation ist die Versuchung groß, das Wesen des vernünftigen Denkens in der Form zu suchen. Vernunft gilt dann als ein allgemeines Vermögen, das bei wechselnden Inhalten seine kritische Kompetenz bewahrt. Doch solche Formalismen müssen scheitern: Wer Erfahrung nur als «Wahrnehmung» oder «Gehalt» adressiert, übergeht die dynamische und überschreitende Natur alles Erfahrens, ohne die Denken und Wissen (...) nicht zu haben sind. -/- In dieser Studie wird gezeigt, dass der Pragmatismus von Peirce und Dewey als eine Philosophie der Erfahrung gelesen werden muss, die eine effektive Kritik der formalen Vernunft formuliert. Dabei bettet sie diese Philosophie in den weiteren Kontext der philosophischen Diskussion des 20. Jahrhunderts ein, in dem der Logische Empirismus und die postanalytische Philosophie auf die dynamische Natur des Wissens reflektieren. Die Frage nach der Erfahrung, so zeigt sich, ist selbst eine Reflexion auf die geschichtliche Erfahrung einer kontingenten Moderne. (shrink)

In this paper, I first outline the view developed in my recent book on the role of idealization in scientific understanding. I discuss how this view leads to the recognition of a number of kinds of variability among scientific representations, including variability introduced by the many different aims of scientific projects. I then argue that the role of idealization in securing understanding distances understanding from truth, but that this understanding nonetheless gives rise to scientific knowledge. This discussion will clarify how (...) my view relates to three other recent books on understanding by Henk de Regt, Catherine Elgin, and Kareem Khalifa. (shrink)

The purpose of this article is to show that animal rights are not necessarily at odds with the use of animals for research. If animals hold basic moral rights similar to those of humans, then we should consequently extend the ethical requirements guiding research with humans to research with animals. The article spells out how this can be done in practice by applying the seven requirements for ethical research with humans proposed by Ezekiel Emanuel, David Wendler and Christine Grady to (...) animal research. These requirements are i) social value, ii) scientific validity, iii) independent review, iv) fair subject selection, v) favorable risk-benefit ratio, vi) informed consent, and vii) respect for research subjects. In practice, this means that we must reform the practice of animal research to make it more similar to research with humans, rather than completely abolish the former. Indeed, if we banned animal research altogether, then we would also deprive animals of its potential benefits – which would be ethically problematic. (shrink)

According to Lynne Rudder Baker’s Practical Realism, we know that we have beliefs, desires, and other propositional attitudes independent of any scientific investigation. Propositional attitudes are an indispensable part of our everyday conception of the world and not in need of scientific validation. This paper asks what is the nature of the attitudes such that we may know them so well from a commonsense perspective. I argue for a self-ascriptivist view, on which we have propositional attitudes in virtue of ascribing (...) them to ourselves. On this view, propositional attitudes are derived representational states, deriving their contents and their attitude types from our self-ascriptions. (shrink)

This article argues that resolutions are reason-giving: when an agent resolves to φ, she incurs an additional normative reason to φ. Resolution-making is therefore a normative power: an ability we have to alter our normative circumstances through sheer acts of will. I argue that the reasons we incur from forming resolutions are importantly similar to the reasons we incur from making promises. My account explains why it can be rational for an agent to act on a past resolution even if (...) temptation causes a shift in her preferences and even her judgment about what to do, and offers a response to a common objection to the normativity of resolutions known as the bootstrapping problem, on which if resolutions were reason-giving, they would problematically allow us to bootstrap any action into rationality simply by resolving to perform it. (shrink)

Positing levels of explanation has played an important role in philosophy of science. This facilitated the advocacy of antireductionism of explanations, which, at its most basic, is the idea that scientific explanations citing large (i.e. non-microphysical) entities will persist. The idea that explanations come in levels captures important features of explanatory practices, and it also does well at helping to define different positions one might take regarding explanatory reductionism or antireductionism. Yet the idea that explanations come in levels has also (...) led philosophers astray. This systematically misconstrues the relationship different explanations bear to one another, suggests candidate explanations are less numerous than they in fact are, and occludes recognition of how the selection of explanations can vary across research projects. Antireductionists about explanation should move on from talk of levels. Or so I will argue. (shrink)

William Lycan is a notable early proponent of representationalism, which is, roughly, the view that a mental state's phenomenal features are nothing over and above its representational features (perhaps in addition to some further ingredients). Representationalism faces a challenge in accounting for perspectival experiences, which are, roughly, experiences that arise from our occupying a particular real or perceived perspective on the world. This paper presents representationalism, situating Lycan's version of representationalism within the representationalist landscape, and describes the challenge from perspectival (...) experiences. It considers three different representationalist treatments of perspectival experiences: the Layered View, which is developed by Lycan; the Relational Properties View, which Lycan eventually comes to endorse; and the Naive View, which, I will argue, combines elements from both views to achieve the best overall view. (shrink)

Causal accounts of scientific explanation are currently broadly accepted (though not universally so). My first task in this paper is to show that, even for a causal approach to explanation, significant features of explanatory practice are not determined by settling how causal facts bear on the phenomenon to be explained. I then develop a broadly causal approach to explanation that accounts for the additional features that I argue an explanation should have. This approach to explanation makes sense of several aspects (...) of actual explanatory practice, including the widespread use of equilibrium explanations, the formulation of distinct explanations for a single event, and the tight relationship between explanations of events and explanations of causal regularities. (shrink)

Michael Strevens offers an account of causal explanation according to which explanatory practice is shaped by counterbalanced commitments to representing causal influence and abstracting away from overly specific details. In this paper, I challenge a key feature of that account. I argue that what Strevens calls explanatory frameworks figure prominently in explanatory practice because they actually improve explanations. This suggestion is simple but has far-reaching implications. It affects the status of explanations that cite multiply realizable properties; changes the explanatory role (...) of causal factors with small effect; and undermines Strevens’ titular explanatory virtue, depth. This results in greater coherence with explanatory practice and accords with the emphasis that Strevens places on explanatory patterns. Ultimately, my suggestion preserves a tight connection between explanation and the creation of understanding by taking into account explanations’ role in communication. (shrink)

Reliable misrepresentation is getting things wrong in the same way all the time. In Mendelovici 2013, I argue that tracking theories of mental representation cannot allow for certain kinds of reliable misrepresentation, and that this is a problem for those views. Artiga 2013 defends teleosemantics from this argument. He agrees with Mendelovici 2013 that teleosemantics cannot account for clean cases of reliable misrepresentation, but argues that this is not a problem for the views. This paper clarifies and improves the argument (...) in Mendelovici 2013 and response to Artiga's arguments. Tracking theories, teleosemantics included, really do need to allow for clean cases of reliable misrepresentation. (shrink)

Debate about cognitive science explanations has been formulated in terms of identifying the proper level(s) of explanation. Views range from reductionist, favoring only neuroscience explanations, to mechanist, favoring the integration of multiple levels, to pluralist, favoring the preservation of even the most general, high-level explanations, such as those provided by embodied or dynamical approaches. In this paper, we challenge this framing. We suggest that these are not different levels of explanation at all but, rather, different styles of explanation that capture (...) different, cross-cutting patterns in cognitive phenomena. Which pattern is explanatory depends on both the cognitive phenomenon under investigation and the research interests occasioning the explanation. This reframing changes how we should answer the basic questions of which cognitive science approaches explain and how these explanations relate to one another. On this view, we should expect different approaches to offer independent explanations in terms of their different focal patterns and the value of those explanations to partly derive from the broad patterns they feature. (shrink)