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)

The three main types of policies for addressing climate change are command and control regulation, carbon taxes (or price instruments), and cap and trade (or quantity instruments). The first question in the ethics of carbon pricing is whether the latter two (price and quantity instruments) are preferable to command and control regulation. The second question is, if so, how should we evaluate the relative merits of price and quantity instruments. I canvass relevant arguments to explain different ways of addressing these (...) important policy questions, suggesting that carbon pricing is preferable to command and control regulation, and that price instruments have the theoretical edge over quantity instruments. [Open access]. (shrink)

Parfit denies that the introduction of reasons into our ontology is costly for his theory. He puts forth two positions to help establish the claim: the Plural Senses View and the Argument from Empty Ontology. I argue that, first, the Plural Senses View for ‘exists’ can be expanded to allow for senses which undermine his ontological claims; second, the Argument from Empty Ontology can be debunked by Platonists. Furthermore, it is difficult to make statements about reasons true unless these statements (...) include reference to objects in reality. These arguments show the instability of Parfit’s claimed metaethical advantages over naturalism. [Open access]. (shrink)

When probability discounting (or probability weighting), one multiplies the value of an outcome by one's subjective probability that the outcome will obtain in decision-making. The broader import of defending probability discounting is to help justify cost-benefit analyses in contexts such as climate change. This chapter defends probability discounting under risk both negatively, from arguments by Simon Caney (2008, 2009), and with a new positive argument. First, in responding to Caney, I argue that small costs and benefits need to be evaluated, (...) and that viewing practices at the social level is too coarse-grained. Second, I argue for probability discounting using a distinction between causal responsibility and moral responsibility. Moral responsibility can be cashed out in terms of blameworthiness and praiseworthiness, while causal responsibility obtains in full for any effect which is part of a causal chain linked to one's act. With this distinction in hand, unlike causal responsibility, moral responsibility can be seen as coming in degrees. My argument is, given that we can limit our deliberation and consideration to that which we are morally responsible for and that our moral responsibility for outcomes is limited by our subjective probabilities, our subjective probabilities can ground probability discounting. (shrink)

A question arising from the COVID-19 crisis is whether the merits of cases for climate policies have been affected. This article focuses on carbon pricing, in the form of either carbon taxes or emissions trading. It discusses the extent to which relative costs and benefits of introducing carbon pricing may have changed in the context of COVID-19, during both the crisis and the recovery period to follow. In several ways, the case for introducing a carbon price is stronger during the (...) COVID-19 crisis than under normal conditions. Oil costs are lower than normal, so we would expect less harm to consumers compared to normal conditions. Governments have immediate need for diversified new revenue streams in light of both decreased tax receipts and greater use of social safety nets. Finally, supply and demand shocks have led to already destabilized supply-side activities, and carbon pricing would allow this destabilization to equilibrate around greener production for the long-term. The strengthening of the case for introducing carbon pricing now is highly relevant to discussions about recovery measures, especially in the context of policy announcements from the European Union and United States House of Representatives. Key Policy Insights: • Persistently low oil prices mean that consumers will face lower pain from carbon pricing than under normal conditions. • Many consumers are more price-sensitive during the COVID-19 context, which suggests that a greater relative burden from carbon prices would fall upon producers as opposed to consumers than under normal conditions. • Carbon prices in the COVID-19 context can introduce new revenue streams, assisting with fiscal holes or with other green priorities. • Carbon pricing would contribute to a more sustainable COVID-19 recovery period, since many of the costs of revamping supply chains are already being felt while idled labor capacity can be incorporated into firms with lower carbon-intensity. (shrink)

Climate ethics has been concerned with polluter pays, beneficiary pays and ability to pay principles, all of which consider climate change as a single negative externality. This paper considers it as a constellation of externalities, positive and negative, with different associated demands of justice. This is important because explicitly considering positive externalities has not to our knowledge been done in the climate ethics literature. Specifically, it is argued that those who enjoy passive gains from climate change owe gains not to (...) the net losers, but to the emitters, just as the emitters owe compensation to the net losers for the negative externality. This is defended by appeal to theoretical virtues and to the social benefits of generating positive externalities, even when those positive externalities are coupled with far greater negative externalities. We call this the Polluter Pays, Then Receives ('PPTR', or 'Peter') Principle. This principle is then applied at two levels in the context of Canada. [Open access]. (shrink)

This teaching and learning guide accompanies the following article: Mintz-Woo, K., 2022. Carbon Pricing Ethics. Philosophy Compass 17(1):article e12803. doi:10.1111/phc3.12803. [Open access].

This paper puts forward two claims about funding carbon capture and storage. The first claim is that there are moral justifications supporting strategic investment into CO2 storage from global and regional perspectives. One argument draws on the empirical evidence which suggests carbon capture and storage would play a significant role in a portfolio of global solutions to climate change; the other draws on Rawls' notion of legitimate expectations and Moellendorf's Anti-Poverty principle. The second claim is that where to pursue this (...) strategic investment poses a morally non-trivial problem, with considerations like near-term global distributive justice and undermining legitimate expectations favouring investing in developing regions, especially in Asia, and considerations like long-term climate impacts and best uses of resources favouring investing in the relatively wealthy regions that have the best prospects for successful storage development. [Open access]. (shrink)

First, with respect to our personal relationship to fossil fuels, this chapter introduces arguments about whether we should or even can address our own usage of fossil fuels. This involves determining whether offsetting emissions is morally required and practically possible. Second, with respect to our relationship with fossil fuels at the national level, it discusses forms of local resistance, especially divestment and pipeline protesting. Finally, with respect to our relationship with fossil fuels at the international level, it considers two types (...) of policy. On the one hand, some have argued that we should stop most trade in oil, on the basis that most oil that is traded is not subject to the control of citizens. On the other hand, some have argued that we should price the costs of fossil fuels so that there are market incentives to avoid digging them out of the ground. (shrink)

This chapter qualitatively lays out some of the ways that climate change impacts are evaluated in integrated assessment models (IAMs). Putting aside the physical representations of these models, it first discusses some key social or structural assumptions, such as the damage functions and the way growth is modeled. Second, it turns to the moral assumptions, including parameters associated with intertemporal evaluation and interpersonal inequality aversion, but also assumptions in population ethics about how different-sized populations are compared and how we think (...) about distributing goods across or within times. The intention is to survey the morally important assumptions that go into estimates of the social cost of carbon, the marginal cost of an additional tonne of carbon dioxide to society. (shrink)

[Comment] I am sympathetic to Avner de Shalit’s position that a political philosophy should incorporate public values, but I see their role differently. Philosophers of science standardly distinguish between values being introduced in the context of discovery (inputs into the investigation or arguments) and in the context of justification (acceptance or rejection of substantive claims in light of the arguments or investigation). I argue that de Shalit is wrong to put the public values in the context of discovery; with respect (...) to normative theories (such as political theories), the values should be introduced in the context of justification. [Open access]. (shrink)

This chapter lays out what we take to be the main types of justice and ethical challenges concerning those adverse effects of climate change leading to climate-related Loss and Damage (L&D). We argue that it is essential to clearly differentiate between the challenges concerning mitigation and adaptation and those ethical issues exclusively relevant for L&D in order to address the ethical aspects pertaining to L&D in international climate policy. First, we show that depending on how mitigation and adaptation are distinguished (...) from L&D, the primary focus of policy measures and their ethical implications will vary. Second, we distinguish between a distributive justice framework and a compensatory justice scheme for delivering L&D measures. Third, in order to understand the differentiated remedial responsibilities concerning L&D, we categorise the measures and policy approaches available. Fourth, depending on the kind of L&D and which remedies are possible, we explain the difference between remedial and outcome responsibilities of different actors. [Open access]. (shrink)

Solar radiation management (SRM) may help to reduce the negative outcomes of climate change by minimising or reversing global warming. However, many express the worry that SRM may pose a moral hazard, i.e., that information about SRM may lead to a reduction in climate change mitigation efforts. In this paper, we report a large-scale preregistered, money-incentivised, online experiment with a representative US sample (N = 2284). We compare actual behaviour (donations to climate change charities and clicks on climate change petition (...) links) as well as stated preferences (support for a carbon tax and self-reported intentions to reduce emissions) between participants who receive information about SRM with two control groups (a salience control that includes information about climate change generally and a content control that includes information about a different topic). Behavioural choices are made with an earned real-money endowment, and stated preference responses are incentivised via the Bayesian Truth Serum. We fail to find a significant impact of receiving information about SRM and, based on equivalence tests, we provide evidence in favour of the absence of a meaningfully large effect. Our results thus provide evidence for the claim that there is no detectable moral hazard with respect to SRM. [Open access]. (shrink)

[Newspaper Opinion] Before the COVID-19 pandemic and the accompanying fall in oil prices, a carbon price would have been immediately painful for the countries that imposed it, but far better for everyone over the longer term. In this unprecedented moment, introducing a carbon price would be beneficial both now and for the future.

[Blog Post] This blog post (1) introduces a fundamental debate in climate ethics (polluter pays v beneficiary pays v ability to pay principles) while (2) arguing for a new principle (polluter pays, then receives, or PPTR/"Peter", principle).

The coronavirus disease 2019 (COVID-19) crisis ought to serve as a reminder about the costs of failure to consider another long-term risk, climate change. For this reason, it is imperative to consider the merits of policies that may help to limit climate damages. This essay rebuts three common objections to carbon taxes: (1) that they do not change behaviour, (2) that they generate unfair burdens and increase inequality, and (3) that fundamental, systemic change is needed instead of carbon taxes. The (...) responses are (1) that there is both theoretical and empirical reason to think that carbon taxes do change behaviour, with larger taxes changing it to a greater extent; (2) that undistributed carbon taxes are regressive but distributing the tax receipts can alleviate that regressivity (and, in many cases, make the overall effect progressive); and (3) that while small changes for increasing democratic decision-making may be helpful, (fundamental) change takes time and the climate crisis requires urgent action. [Open access] //// -/- La crise de lamaladie à coronavirus 2019 (COVID-19) devrait servir de rappel sur les coûts de la non-prise en compte d’un autre risque à long terme, les changements climatiques. Pour cette raison, il est impératif de considérer lesmérites des politiques susceptibles de contribuer à limiter les changements climatiques. Cet essai réfute trois objections courantes aux taxes sur le carbone : (1) qu’elles ne changent pas les comportements (2) qu’elles génèrent des charges injustes et augmentent les inégalités, et (3) qu’un changement fondamental et systémique est nécessaire au lieu de taxes sur le carbone. Les réponses sont (1) qu’il existe des raisons à la fois théoriques et empiriques de penser que les taxes sur le carbone modifient effectivement les comportements, et que des taxes plus élevées les modifient dans une plus grande mesure; (2) que les taxes sur le carbone non distribuées sont régressives,mais que la distribution des recettes fiscales peut atténuer cette régressivité (et, dans de nombreux cas, rendre l’effet global progressif); et (3) que, bien que de petits changements pour l’amélioration de la prise de décision démocratique peuvent être utiles, un changement (fondamental) prend du temps et la crise climatique exige une action urgente. (shrink)

This chapter introduces several distinctions relevant to what is called the “discounting problem”, since the issue is how (future) costs and benefits are discounted to make them comparable in present terms. The author defends the claim that there are good reasons to adopt Ramsey-style discounting in the context of climate change: the Ramsey rule is robust, flexible, and well-understood. An important distinction involved in discounting—“descriptivism” and “prescriptivism”—is discussed. It is argued that, even if we adopt prescriptivism, and accept that this (...) means there is need for moral experts in parameter assignments, there is a significant issue. The type of moral expertise required for the discounting problem will not involve knowledge of moral theory—thus making moral philosophy unhelpful in terms of making particular parameter assignments, despite these being substantive moral judgments. (shrink)

While mitigation and adaptation will help to protect us from climate change, there are harms that are beyond our ability to adapt. Some of these harms, which may have been instigated from historical emissions, plausibly give rise to duties of compensation. This chapter discusses several principles that have been discussed about how to divide climate duties—the polluter pays principle, the beneficiary pays principle, the ability to pay principle, and a new one, the polluter pays, then receives principle. The chapter introduces (...) several challenges to these principles from the literature, before discussing which policies and institutions might be relevant to compensation, whether internationally (e.g. the Green Climate Fund) or intergenerationally (e.g. Broome and Foley’s World Climate Bank). It also describes some recent successful climate cases which require both the Dutch government and a private firm to act in accordance with climate targets to avoid potential rights-violations. Finally, it discusses one of the most important international concepts with respect to compensation: the Loss & Damage pillar of climate policy. (shrink)

Ideal carbon tax policy is internationally coordinated, fully internalizes externalities, redistributes revenues to those harmed, and is politically acceptable, generating predictable market signals. Since nonideal circumstances rarely allow all these conditions to be met, moral issues arise. This paper surveys some of the work in moral philosophy responding to several of these issues. First, it discusses the moral drivers for estimates of the social cost of carbon. Second, it explains how national self-interest can block climate action and suggests international policies—carbon (...) border tax adjustments and carbon clubs—that can help address these concerns. Third, it introduces some of the social science literature about the political acceptability of carbon taxes before addressing a couple common public concerns about carbon taxes. Finally, it introduces four carbon revenue usage options, arguing that redistributive and climate compensation measures are most morally justified. [Open access]. (shrink)

[Opinion] This aims to begin deliberation about investing in negative emissions technologies (NETs) by suggesting that the investment could be responsive to two particular values: need and efficiency—and that these values point us towards taking different actions. For negative emissions technologies, I suggest, we face a Need-Efficiency Tradeoff, i.e. a “NET effect”. This tradeoff also highlights several contrasts: responding to need focuses on regional and short-term moral considerations; responding to efficiency focuses on global and long-term moral considerations. [Open access].

Siblings compete for parental care and feeding, while parents must allocate scarce resources to those offspring most likely to survive and reproduce. This could cause offspring to evolve traits that advertise health, and thereby attract parental resources. For example, experimental evidence suggests that bright orange filaments covering the heads of North American coot chicks may have evolved for this fitness-advertising purpose. Could any human mental disorders be the equivalent of dull filaments in coot chicks—low-fitness extremes of mental abilities that evolved (...) as fitness indicators? One possibility is autism. Suppose that the ability of very young children to charm their parents evolved as a parentally selected fitness indicator. Young children would vary greatly in their ability to charm parents, that variation would correlate with underlying fitness, and autism could be the low-fitness extreme of this variation. This view explains many seemingly disparate facts about autism and leads to some surprising and testable predictions. (shrink)

Utility discounting in intertemporal economic modelling has been viewed as problematic, both for descriptive and normative reasons. However, positive utility discount rates can be defended normatively; in particular, it is rational for future utility to be discounted to take into account model-independent outcomes when decision-making under risk. The resultant values will tend to be smaller than descriptive rates under most probability assignments. This also allows us to address some objections that intertemporal considerations will be overdemanding. A principle for utility discount (...) rates is suggested which is rooted in probability discounting. Utility discounting is defended against objections from Parfit (1984) and Broome (2005); Broome (2012). A sample utility discount rate is estimated. [Open access]. (shrink)

In this article, we claim that recent developments in climate science and renewable energy should prompt a reframing of debates surrounding climate change mitigation. Taken together, we argue that these developments suggest (1) global climate collapse in this century is a non-negligible risk, (2) mitigation offers substantial benefits to current generations, and (3) mitigation by some can generate social tipping dynamics that could ultimately make renewables cheaper than fossil fuels. We explain how these claims undermine familiar framings of climate change, (...) wherein mitigation is understood as self-sacrifice that individuals and governments must be morally persuaded or incentivized to undertake. [Open access]. (shrink)

While mitigation and adaptation will help to protect us from climate change, there are harms that are beyond our ability to adapt. Some of these harms, which may have been instigated from historical emissions, plausibly give rise to duties of compensation. This chapter discusses several principles that have been discussed about how to divide climate duties – the polluter pays principle, the beneficiary pays principle, the ability to pay principle, and a new one, the polluter pays, then receives principle. The (...) chapter introduces several challenges to these principles from the literature, before discussing which policies and institutions might be relevant to compensation, whether internationally (e.g., the Green Climate Fund) or intergenerationally (e.g., Broome and Foley’s World Climate Bank). It also describes some recent successful climate cases that require both the Dutch government and a private firm to act in accordance with climate targets to avoid potential rights violations. Finally, it discusses one of the most important international concepts with respect to compensation: the Loss & Damage pillar of climate policy. (shrink)

Luke Elson defends carbon offsetting on the basis that it is not morally objectionable to shift harms or risks around. As long as emitting and offsetting does not increase the overall harms or risks—and merely shifts them—compared to refraining from emitting, he suggests there is no injustice involved. I respond in several ways, suggesting that the time delay involved in offsetting can increase these risks but, regardless, there is a defensible default which could justify refraining from emitting, even when planning (...) to offset. [Open access]. (shrink)

One branch of the responsible innovation literature involves the direction of innovation: if the public or decision-makers can or should direct innovation, how should innovation be directed? This paper explicates a case study where directionality – the plurality of plausible values for innovation – is directly implicated. In this case, a key technology may require a strategy for innovation, but there are contrasting normative reasons to drive that innovation in different ways, reflecting two distinct moral values, ‘effectiveness’ and responsiveness to (...) ‘need’. In this case, carbon dioxide removal, these values may well conflict. Strategically deploying carbon dioxide removal in a cost-effective manner would tend to support siting it in regions where there are significant oil and gas operations. In contrast, strategically deploying carbon dioxide removal in response to need would tend to support siting it in regions where expected demand for the technology is required for development. [Open access]. (shrink)

Highlights: -/- • Breastfeeding and breastfeeding support can contribute to mitigating climate change. • Achieving global nutrition targets will save more emissions than fuel-switching. • Breastfeeding support programmes support a just transition. • This work can support the expansion of mitigation options in energy system models. -/- Abstract: -/- Renewable gas has been proposed as a solution to decarbonise industrial processes, specifically heat demand. As part of this effort, the breast-milk substitutes industry is proposing to use renewable gas as a (...) substitute for fossil natural gas. However, decarbonising the industrial processing of breast-milk substitutes can increase social license for these products, potentially undermining breastfeeding. World Health Organisation nutrition targets aim to increase exclusive breastfeeding to at least 50% globally by 2025 to improve maternal, infant, and young child health and nutrition. This target will have implications for the energy transition. A weakness of existing energy models is that demands for end-use products such as breast-milk substitutes are typically not considered explicitly. This paper develops an analytical framework for explicitly representing infant feeding methods in energy systems models. We compare the emissions saved in Ireland from decarbonising the industrial processing of breast-milk substitutes with renewable gas with the emissions saved by an increase in exclusive breastfeeding to 50% in both Ireland and a key export market, China. We demonstrate that the emissions saved from achieving the minimum global breastfeeding target are greater than when renewable gas is used to displace natural gas in the production of breast-milk substitutes in Ireland. We discuss the decarbonisation of breast-milk substitutes in relation to the principle of justice as non-maleficence, a principle based on the commitment to avoid harm, a novel application of a principle of justice. We conclude that breastfeeding support can be considered a demand-side measure for mitigating climate change by reducing the demand for energy services to produce breast-milk substitutes. A key recommendation is to position breastfeeding support as both a public health and a climate justice issue that is relevant for a just transition. The framework developed for this paper could be applied to support the inclusion of a wider range of mitigation options with social justice outcomes in energy system models. [Open access]. (shrink)

Non-technical summary: -/- When developing and deploying negative emissions technologies (NETs), little attention has been paid to where. On the one hand, one might develop NETs where they are likely to contribute most to global mitigation targets, contributing to a global climate solution. On the other hand, one might develop NETs where they can help support development on a regional basis, justified by regional demands. I defend these arguments and suggest that they reflect the values of efficiency and responding to (...) need, respectively. To the extent that these values conflict, they introduce what I call the Need-Efficiency Trade-off Effect (‘NET Effect’). -/- Technical summary: -/- Unlike other geoengineering methods, the effectiveness of negative emissions technologies (NETs) tends to be sensitive to regional siting. This paper argues that this point raises morally and legally important implications by identifying a trade-off between ‘efficiency’ and ‘need’. First, it introduces two arguments justifying NETs: one focused on contributions to global mitigation and the other focused on contributions to regional development. Second, reflecting the two arguments, the paper discusses the moral values of efficiency and need, respectively. For instance, if the strategy is to try to use NETs to maximize expected mitigation contributions to reflect efficiency, then deployment should occur in regions with the best prospects for success (e.g. Western countries). However, if the strategy is to try to use NETs to improve the chances of simultaneous development and mitigation to respond to need, then deployment should occur in regions with limited development and expected growth of demand for NETs (e.g. Asian countries). When these values conflict, I call that a Need-Efficiency Trade-off Effect (‘NET Effect’). The paper concludes by considering the NET Effect in the context of bioenergy with carbon capture and storage as well as direct air carbon capture and storage. [Open access]. (shrink)

While there are a variety of moral issues that relate to carbon pricing policies, I will focus on one that has received a large amount of attention: is carbon pricing unjust? Campaigners and civil society groups, especially those involved in environmental and climate justice spaces, have rejected carbon pricing as unjust. This claim deserves some discussion and, in this perspective, I discuss a few potential dimensions of justice that could be relevant to this claim. My goal is to show that, (...) for the most important dimensions of justice, distributive and procedural, carbon pricing is not unjust as a policy instrument for addressing climate change. [Open access]. (shrink)

[Newspaper opinion] To give carbon storage sites the greatest chance of success, it makes sense to develop them in places where the geology has been thoroughly explored and where there is lots of relevant expertise. This would imply pumping carbon into underground storage sites in northern Europe, the Middle East and the US, where companies have spent centuries looking for and extracting fossil fuels. On the other hand, it might be important to develop storage sites in economies where the current (...) and future demand for carbon capture and storage is greatest. The regions with the best prospects are not often those with the greatest expected need. [Open access]. (shrink)

[Newspaper opinion] strengthening carbon pricing during COVID-19 is the best time to do so for both consumers and for governments.

This paper offers a defense of veritic epistemic consequentialism, addressing its principal critiques. I argue that the core of epistemological value lies in its conduciveness to truth, rendering true beliefs intrinsically valuable. In response to the criticism that this approach may sacrifice individual truths for a greater aggregate and undervalues autonomous inquiry, I emphasize the well-connectedness of beliefs. Each belief's content is a proposition. Propositions are classified as first-order, second-order, third-order, etc., depending on what they are about. Higher-order propositions are (...) about lower-order ones. I assume that if an epistemic agent believes in p, then she tends to believe in higher-order propositions that are about p. These higher-order propositions are more structural beliefs of the agent. If p is false, then falsity may spread over the whole network through higher-order propositions about p. Thus, sacrificing a single belief may bring more damage to the network, which is not acceptable for veritic epistemic consequentialism. Regarding the issue of autonomy, epistemic acts like reflection, inference, etc. can be represented as higher-order propositions. Therefore, veritic epistemic consequentialism values them. (shrink)

In this editorial, we argue that midwives should focus on climate change, a link which has been underexplored.

The problem of the many threatens to show that, in general, there are far more ordinary objects than you might have thought. I present and motivate a solution to this problem using many-one identity. According to this solution, the many things that seem to have what it takes to be, say, a cat, are collectively identical to that single cat.

Phuong-Thao T. Trinh, Thu-Hien T. Le, Thu-Trang Vuong, Phuong-Hanh Hoang (2019). Chapter 6. The question of quality. In Quan-Hoang Vuong, Trung Tran (Eds.), The Vietnamese Social Sciences at a Fork in the Road (pp. 121–142). Warsaw, Poland: De Gruyter. DOI:10.2478/9783110686081-011. -/- Online ISBN: 9783110686081 © 2019 Sciendo / De Gruyter.

Climate change and decarbonization raise complex justice questions that researchers and policymakers must address. The distributions of greenhouse gas emissions rights and mitigation efforts have dominated justice discourses within scenario research, an integrative element of the IPCC. However, the space of justice considerations is much larger. At present, there is no consistent approach to comprehensively incorporate and examine justice considerations. Here we propose a conceptual framework grounded in philosophical theory for this purpose. We apply this framework to climate mitigation scenarios (...) literature as proof of concept, enabling a more holistic and multidimensional investigation of justice. We identify areas of future research, including new metrics of service provisioning essential for human well-being. [Can be freely read by clicking the ReadCube link below.]. (shrink)

Despite growing interest in risks of societal collapse due to anthropogenic climate change, there exists no consensus about how collapse should be understood. In this article, we critically examine existing definitions and argue that none adequately address the challenges for conceptualizing collapse that climate change presents. We therefore propose an alternative conception, which regards collapse as a reduction of collective capacity resulting in a pervasive and difficult-to-reverse loss of basic functionality. Our conception is dynamic in that it focuses on the (...) interrelations of constituent subsystems. It also distinguishes collapse from transformations needed to address climate change and provides insight into the relationship between collapse and sustainability. [Open access]. (shrink)

Joseph Heath sometimes plays the role of a gadfly in climate and environmental ethics. He often defends conventional, economics-focused claims which rub many philosophers the wrong way—claims that are at the heart of issues raised in these pages, claims such as that discounting is justifiable, growth is good, or cost-benefit analysis is appropriate in liberal democracies. I think we can all agree that sophisticated defences of conventional positions play an important part in the ecosystem. For philosophers, a gadfly can challenge (...) entrenched conceptions. If we agree that these goals are worthwhile, then this book serves as a useful summary and synthesis of the ways Heath has ably defended conventional claims about climate policy. (shrink)

[Book Review] Joseph Heath sometimes plays the role of a gadfly in climate and environmental ethics. He often defends conventional, economics-focused claims which rub many philosophers the wrong way—claims that are at the heart of issues raised in these pages, claims such as that discounting is justifiable, growth is good, or cost-benefit analysis is appropriate in liberal democracies. I think we can all agree that sophisticated defences of conventional positions play an important part in the ecosystem. For philosophers, a gadfly (...) can challenge entrenched conceptions. If we agree that these goals are worthwhile, then this book serves as a useful summary and synthesis of the ways Heath has ably defended conventional claims about climate policy. (shrink)

Newton’s impact on Enlightenment natural philosophy has been studied at great length, in its experimental, methodological and ideological ramifications. One aspect that has received fairly little attention is the role Newtonian “analogies” played in the formulation of new conceptual schemes in physiology, medicine, and life science as a whole. So-called ‘medical Newtonians’ like Pitcairne and Keill have been studied; but they were engaged in a more literal project of directly transposing, or seeking to transpose, Newtonian laws into quantitative models of (...) the body. I am interested here in something different: neither the metaphysical reading of Newton, nor direct empirical transpositions, but rather, a more heuristic, empiricist construction of Newtonian analogies. Figures such as Haller, Barthez, and Blumenbach constructed analogies between the method of celestial mechanics and the method of physiology. In celestial mechanics, they held, an unknown entity such as gravity is posited and used to mathematically link sets of determinate physical phenomena (e.g., the phases of the moon and tides). This process allows one to remain agnostic about the ontological status of the unknown entity, as long as the two linked sets of phenomena are represented adequately. Haller et. al. held that the Newtonian physician and physiologist can similarly posit an unknown called ‘life’ and use it to link various other phenomena, from digestion to sensation and the functioning of the glands. These phenomena consequently appear as interconnected, goal-oriented processes which do not exist either in an inanimate mechanism or in a corpse. In keeping with the empiricist roots of the analogy, however, no ontological claims are made about the nature of this vital principle, and no attempts are made to directly causally connect such a principle and observable phenomena. The role of the “Newtonian analogy” thus brings together diverse schools of thought, and cuts across a surprising variety of programs, models and practices in natural philosophy. (shrink)

We claim that a moral obligation to take climate leadership by means of unilateral mitigation depends on the existence of a plausible follow-the-leader mechanism whereby unilateral mitigation by some increases the probability of sufficient mitigation by others to avert catastrophic climate impacts. By understanding these mechanisms, we can better articulate the obligation for climate leadership across various sectors, from government to individual actors, in the fight against climate change. [Open access].

A number of philosophers think that grounding is, in some sense, well-founded. This thesis, however, is not always articulated precisely, nor is there a consensus in the literature as to how it should be characterized. In what follows, I consider several principles that one might have in mind when asserting that grounding is well-founded, and I argue that one of these principles, which I call ‘full foundations’, best captures the relevant claim. My argument is by the process of elimination. For (...) each of the inadequate principles, I illustrate its inadequacy by showing either that it excludes cases that should not be ruled out by a well-foundedness axiom for grounding, or that it admits cases that should be ruled out. (shrink)

Social Networking Sites (SNS) are the bread and butter of our digital lives, but research has shown SNS usage to lead to higher levels of Fear of Missing Out (FOMO) and lower levels of subjective wellbeing (Przybilski, Murayama, Dehaan, & Gladwell, 2013). Existing psychological theories explain this causal relationship as an outcome of either an innate need for relatedness (Self Determination Theory) or behavioral addiction (SNS Addiction). Theoretically, these theories also posit that individuals with a greater number of SNS accounts (...) are also more likely to experience FOMO and in turn lower levels of subjective wellbeing. The aim of this paper is to investigate this hypothesis, through a post hoc analysis of data previously obtained for a college project. Our sample consisted of 181 participants (Males = 57, Females = 123, Others = 1) with the mean age being 21.51 (SD = 1.76). Results show FOMO to completely indirectly mediate the relationship between number of SNS accounts used and subjective wellbeing (effect = -.20, SE = .10, CI = -.43 to -.03); supporting our hypothesis. Future directions for research and interventions are discussed. (shrink)

This essay is about the relationship between the notions of practical reason, the will, and choice in Kant’s practical philosophy. Although Kant explicitly identifies practical reason and the will, many interpreters argue that he cannot really mean it on the grounds that unless they are distinct, irrational and, especially, immoral action is impossible. Other readers affirm his identification but distinguish the will from choice on the same basis. We argue that proper attention to Kant’s conception of practical reason as a (...) capacity reveals that these distinctions are neither textually grounded nor philosophically necessary. His moral psychology concerns a single capacity, practical reason, which is the will, and whose actualities in this or that individual fall under the title of choice. Practical reason is the will and choice because it is the rational faculty of desire: a rational being’s capacity to be, by means of her representations, the cause of the actuality of their objects. This, we argue, is entailed by his conception of rational action: action not just in accordance with, but in and through the representation of, principles. The possibility of irrational action is explained not by a distinction between capacities but by the finitude, and thereby the fallibility, of human reason. (shrink)

In many assessment problems—aptitude testing, hiring decisions, appraisals of the risk of recidivism, evaluation of the credibility of testimonial sources, and so on—the fair treatment of different groups of individuals is an important goal. But individuals can be legitimately grouped in many different ways. Using a framework and fairness constraints explored in research on algorithmic fairness, I show that eliminating certain forms of bias across groups for one way of classifying individuals can make it impossible to eliminate such bias across (...) groups for another way of dividing people up. And this point generalizes if we require merely that assessments be approximately bias-free. Moreover, even if the fairness constraints are satisfied for some given partitions of the population, the constraints can fail for the coarsest common refinement, that is, the partition generated by taking intersections of the elements of these coarser partitions. This shows that these prominent fairness constraints admit the possibility of forms of intersectional bias. (shrink)

Thomas Hurka’s recursive account of value appeals to certain intuitions to expand the class of intrinsic values, placing concepts of virtue and desert within the realm of second and third order intrinsic goods, respectively. This is a formalization of a tradition of thought extending back to Aristotle and Kant via the British moralists, G. E. Moore, and W. D. Ross. However, the evidential status of such intuitions vis a vis the real, intrinsic value of virtue and desert is hostage to (...) alternative explanations. If there is a plausible competing explanation for these intuitions, then the (putative) fact that desert and virtue are intrinsic (rather than instrumental or derivative) goods seems a much less obvious choice for the best explanation. As it turns out, there are plausible evolutionary explanations for these intuitions about desert and virtue. These evolutionary explanations suggest that it is adaptive to value desert and virtue separately from their instrumentality for other goods. Consequently, these explanations debunk intuitions about the intrinsic value of desert and virtue. (shrink)

Highlights: -/- • -/- Proposes forward-looking approach to studying climate collapse risks. • -/- Suggests diminishing returns on climate adaptation as a collapse mechanism. • -/- Suggests strategies for sustainable adaptation pathways in face of climate change. • -/- Illustrates analysis with examples of small island states and global food security. -/- Abstract: -/- This article proposes a forward-looking approach to studying societal collapse risks related to climate change. Such an approach should indicate how to study emerging collapse risks and (...) suggest strategies for adapting to them. Our approach is based on three postulates that facilitate a forward-looking approach: (1) collapse, if it occurred, would be a lengthy process rather than an abrupt event; (2) significant collapse risks already exist in some places; and (3) diminishing returns on adaptation to intensifying climate impacts are a key driver of collapse risks. The first two postulates suggests that collapse risks can be studied in process, while the third points to strategies for adaptation pathways that avoid unsustainable diminishing returns. Applying diminishing returns to climate change adaptation, rather than sociopolitical complexity or resource extraction, is also a novel theoretical contribution to collapse literature. [Open access]. (shrink)

Breast cancer treatment is being transformed by artificial intelligence (AI). Nevertheless, most scientists, engineers, and physicians aren't ready to contribute to the healthcare AI revolution. In this paper, we discuss our experiences teaching a new American student undergraduate course that seeks to train the next generation for cross-cultural design thinking, which we believe is critical for AI to realize its full potential in breast cancer treatment. The main tasks of this course are preparing, performing and translating interviews with healthcare professionals (...) from both Portugal and the USA. Since the course is offered in Portugal as a short-term faculty-led study abroad program, students can explore the effect of culture on healthcare delivery and the design of healthcare technologies. The learning tests demonstrated student growth for breast cancer treatment in many areas important for the development of AI. In respect to understanding breast cancer care, most students had undervalued the effect of cancer and its treatment on the quality of life of women before taking this course and most were unaware of the importance of multidisciplinary care teams. Regarding AI in medical, students became more mindful of data privacy issues and the need to consider the effect of AI on healthcare professionals. (shrink)

Can an ugly experiment be a good experiment? Philosophers have identified many beautiful experiments and explored ways in which their beauty might be connected to their epistemic value. In contrast, the present chapter seeks out (and celebrates) ugly experiments. Among the ugliest are those being designed by AI algorithms. Interestingly, in the contexts where such experiments tend to be deployed, low aesthetic value correlates with high epistemic value. In other words, ugly experiments can be good. Given this, we should conclude (...) that beauty is not generally necessary or sufficient for epistemic value, and increasing beauty will not generally tend to increase epistemic value. (shrink)

The brain in its plasticity and inherent 'sociality' can be proclaimed and projected as a revolutionary organ. Far from the old reactions which opposed the authenticity of political theory and praxis to the dangerous naturalism of 'cognitive science' (with images of men in white coats, the RAND Corporation or military LSD experiments), recent decades have shown us some of the potentiality of the social brain (Vygotsky, and more recently Negri 1995 and Negri 2000, Virno 2001). Is the brain somehow inherently (...) a utopian topos? If in some earlier papers I sought to defend naturalism against these reactions, here I consider a new challenge: the recently emerged disciplines of neuronormativity, which seek in their own way to overcome the nature-normativity divide. This is the task of a materialist brain theory today. 1. The setup: horns of a dilemma There is a lingering zone of what one might think of as sore cognitive muscle tissue in the area of materialism. It is an area of both contested territory and in some cases, a kind of pathos of distance of the 'Ugh! Keep that thing away from me!' sort. I have in mind the combination of materialism as an emancipatory socio-political project (which need not be construed in strictly Marx-Engels terms, if we think of Lucretius et al.) and as a cold-hearted 'spontaneous philosophy of the men in white coats', e.g. nefarious neurophilosophers. Faced with this rather massive alternative, this choice between two projects, I have stubbornly been saying since some discussions with Negri in the late 90s. (shrink)