Близнецы — это два потомка , рожденные в результате одной беременности . [1] Близнецы могут быть либо монозиготными («идентичными»), то есть они развиваются из одной зиготы , которая разделяется и образует два эмбриона , либо дизиготными («неидентичными» или «двуяйцевыми»), то есть каждый близнец развивается из отдельной яйцеклетки, и каждая яйцеклетка оплодотворяется своей собственной клеткой спермы. [2] Поскольку однояйцевые близнецы развиваются из одной зиготы, они будут иметь один и тот же пол, в то время как разнояйцевые близнецы могут быть одного пола, а могут и нет. В очень редких случаях близнецы могут иметь одну и ту же мать и разных отцов ( гетеропатернальная суперфекундация ).
Напротив, плод , который развивается в утробе матери в одиночку (гораздо более распространенный случай у людей), называется синглтоном , а общий термин для одного потомка многоплодной беременности — множественным . [3] Неродственные двойники , сходство которых сопоставимо со сходством близнецов, называются двойниками . [4]
Коэффициент рождаемости близнецов у людей в Соединенных Штатах вырос на 76% с 1980 по 2009 год, с 9,4 до 16,7 пар близнецов (от 18,8 до 33,3 близнецов) на 1000 рождений. [5] У народа йоруба самый высокий уровень рождения близнецов в мире — 45–50 пар близнецов (от 90 до 100 близнецов) на 1000 живорождений, [6] [7] [8] возможно, из-за высокого потребления определенного вида ямса , содержащего натуральный фитоэстроген , который может стимулировать яичники к высвобождению яйцеклетки с каждой стороны. [9] [10] В Центральной Африке на 1000 живорождений приходится 18–30 пар близнецов (или 36–60 близнецов). [11] В Южной Америке , Южной Азии и Юго-Восточной Азии наблюдаются самые низкие показатели; только 6-9 наборов близнецов на 1000 живорождений. В Северной Америке и Европе наблюдаются промежуточные показатели от 9 до 16 наборов близнецов на 1000 живорождений. [11]
Многоплодная беременность гораздо менее вероятно доношена до полного срока, чем одноплодная, при этом беременность двойней длится в среднем 37 недель, на три недели меньше, чем полный срок. [12] Женщины, у которых в семье были разнояйцевые близнецы, имеют более высокий шанс родить разнояйцевых близнецов, поскольку существует генетически связанная тенденция к гиперовуляции . Не существует известной генетической связи для рождения однояйцевых близнецов. [13] Другие факторы, которые увеличивают вероятность рождения разнояйцевых близнецов, включают возраст матери, препараты для лечения бесплодия и другие методы лечения бесплодия, питание и предыдущие роды. [14] Некоторые женщины намеренно обращаются к препаратам для лечения бесплодия, чтобы зачать близнецов. [15] [16]
Подавляющее большинство близнецов являются либо дизиготными (разнояйцевыми), либо монозиготными (идентичными). У людей дизиготные близнецы встречаются чаще, чем монозиготные. [17] Менее распространенные варианты обсуждаются далее в статье.
Разнояйцевые близнецы могут быть любыми из следующих:
Среди неблизнецовых рождений мальчики-одиночки встречаются немного (примерно на пять процентов) чаще, чем девочки-одиночки. Показатели для одиночек немного различаются в зависимости от страны. Например, соотношение полов при рождении в США составляет 1,05 мальчиков/девочек, [18] тогда как в Италии оно составляет 1,07 мальчиков/девочек. [19] Однако мальчики также более подвержены внутриутробной смерти, чем девочки , и поскольку уровень внутриутробной смертности у близнецов выше, это приводит к тому, что девочки-близнецы встречаются чаще, чем мальчики-близнецы. [20]
Зиготность — степень идентичности генома близнецов .
Дизиготные ( ДЗ ) или разнояйцевые близнецы (также называемые «неидентичными близнецами», «разнояйцевыми близнецами», «биовулярными близнецами» и, неформально в случае женщин, «сорооральными близнецами») обычно возникают, когда две оплодотворенные яйцеклетки имплантируются в стенку матки одновременно. Когда две яйцеклетки независимо оплодотворяются двумя разными сперматозоидами , получаются разнояйцевые близнецы. Две яйцеклетки, или яйцеклетки , образуют две зиготы , отсюда и термины дизиготные и биовулярные . Разнояйцевые близнецы — это, по сути, два обычных брата или сестры , которые развиваются в утробе матери вместе и рождаются в одно и то же время, так как они возникают из двух отдельных яйцеклеток, оплодотворенных двумя отдельными сперматозоидами , как и обычные братья и сестры. Это наиболее распространенный тип близнецов. [21]
Дизиготные близнецы, как и любые другие братья и сестры, практически всегда будут иметь разные последовательности на каждой хромосоме из-за хромосомного кроссинговера во время мейоза . Дизиготные близнецы разделяют в среднем 50 процентов генов друг друга, так же как братья и сестры, зачатые и рожденные в разное время. Как и любые другие братья и сестры , дизиготные близнецы могут выглядеть одинаково , особенно если они одного возраста. Однако дизиготные близнецы также могут выглядеть очень по-разному (например, быть разнополыми).
Исследования показывают, что существует генетическая предрасположенность к рождению дизиготных близнецов. Однако только мать оказывает какое-либо влияние на шансы рождения таких близнецов; не существует известного механизма, с помощью которого отец мог бы вызвать высвобождение более одной яйцеклетки . Частота рождения дизиготных близнецов колеблется от шести на тысячу родов в Японии (аналогично частоте рождения монозиготных близнецов) до 14 и более на тысячу в некоторых африканских странах. [22]
Дизиготные близнецы также чаще встречаются у матерей старшего возраста, причем частота рождения близнецов удваивается у матерей старше 35 лет. [23] С появлением технологий и методов, помогающих женщинам забеременеть, частота рождения разнояйцевых близнецов заметно возросла. [ необходима цитата ]
Монозиготные ( MZ ) или идентичные близнецы появляются, когда одна яйцеклетка оплодотворяется, образуя одну зиготу (отсюда и «монозиготные»), которая затем делится на два отдельных эмбриона . Вероятность рождения идентичных близнецов относительно мала — около 3 или 4 на 1000 родов. [24]
Что касается спонтанного или естественного монозиготного близнецового рождения, теория 2007 года, связанная с экстракорпоральным оплодотворением (ЭКО), предполагает, что монозиготные близнецы могут образовываться, когда бластоциста содержит две внутренние клеточные массы (ВКМ), каждая из которых приведет к образованию отдельного плода, а не в результате разделения эмбриона при вылуплении из zona pellucida (студенистого защитного покрытия вокруг бластоцисты). [25]
Монозиготные близнецы также могут быть созданы искусственно путем разделения эмбрионов. Это может быть использовано в качестве расширения экстракорпорального оплодотворения (ЭКО) для увеличения количества доступных эмбрионов для переноса эмбрионов . [26]
Монозиготные близнецы рождаются с частотой около 3 на 1000 родов во всем мире. [27]
Вероятность рождения монозиготных близнецов в результате одного оплодотворения равномерно распределена во всех популяциях мира. [23] Это резко контрастирует с рождением дизиготных близнецов, частота которых колеблется от примерно шести на тысячу рождений в Японии (почти как частота рождения однояйцевых близнецов, которая составляет около 4–5) до 15 и более на тысячу в некоторых частях Индии [28] и до более 20 в некоторых странах Центральной Африки. [11] Точная причина разделения зиготы или эмбриона неизвестна.
Методы ЭКО с большей вероятностью создают дизиготных близнецов. При ЭКО родах на каждые 1000 приходится около 21 пары близнецов. [29]
Монозиготные близнецы генетически почти идентичны и имеют один и тот же хромосомный пол, если только не произошла мутация во время развития. Дети монозиготных близнецов генетически тестируются как полубратья и сестры (или полные братья и сестры, если пара монозиготных близнецов размножается с другой парой или с тем же человеком), а не как двоюродные братья и сестры. Однако у идентичных близнецов не одинаковые отпечатки пальцев , потому что даже в пределах утробы матери зародыши касаются разных частей своей среды, что приводит к небольшим вариациям в их соответствующих отпечатках и, таким образом, делает их уникальными. [30]
Монозиготные близнецы всегда имеют одинаковый генотип . Обычно из-за фактора окружающей среды или дезактивации разных Х-хромосом у монозиготных близнецов женского пола, а в некоторых крайне редких случаях из-за анеуплоидии , близнецы могут выражать разные половые фенотипы , обычно из-за неравномерного разделения зиготы синдрома Клайнфельтера XXY . [31] [32] [33]
Монозиготные близнецы, хотя генетически очень похожи, генетически не являются абсолютно одинаковыми. ДНК в белых кровяных клетках 66 пар монозиготных близнецов была проанализирована на предмет 506 786 однонуклеотидных полиморфизмов, известных в человеческих популяциях. Полиморфизмы появились в 2 из 33 миллионов сравнений, что привело исследователей к выводу, что клетки крови монозиготных близнецов могут иметь порядка одного различия в последовательности ДНК на каждые 12 миллионов нуклеотидов, что подразумевает сотни различий по всему геному. [34] Мутации, вызывающие различия, обнаруженные в этом исследовании, могли произойти во время эмбрионального деления клеток (после момента оплодотворения). Если они происходят на ранней стадии развития плода, они будут присутствовать в очень большой доле клеток тела. [ требуется цитата ]
Другой причиной различий между монозиготными близнецами является эпигенетическая модификация , вызванная различным влиянием окружающей среды на протяжении их жизни. Эпигенетика относится к уровню активности любого конкретного гена. Ген может быть включен, выключен или может быть частично включен или выключен у индивидуума. Эта эпигенетическая модификация вызвана экологическими событиями. Монозиготные близнецы могут иметь заметно разные эпигенетические профили. Исследование 80 пар монозиготных близнецов в возрасте от трех до 74 лет показало, что у самых молодых близнецов относительно мало эпигенетических различий. Количество эпигенетических различий увеличивается с возрастом. У пятидесятилетних близнецов эпигенетические различия были более чем в три раза больше, чем у трехлетних близнецов. Близнецы, которые провели свою жизнь раздельно (например, усыновленные двумя разными парами родителей при рождении), имели самые большие различия. [35] Однако некоторые характеристики становятся более похожими по мере взросления близнецов, такие как IQ и личность. [36] [37] [38]
В январе 2021 года в журнале Nature Genetics было опубликовано новое исследование группы исследователей из Исландии, в котором предполагалось, что однояйцевые близнецы могут быть не такими уж идентичными, как считалось ранее. [39] Четырехлетнее исследование монозиготных (однояйцевых) близнецов и их расширенных семей показало, что у этих близнецов есть генетические различия, которые начинаются на ранних стадиях эмбрионального развития. [40]
Исследование 1981 года умершего плода близнеца XXX без сердца показало, что хотя его фетальное развитие предполагало, что это был идентичный близнец, поскольку он делил плаценту со своим здоровым близнецом, тесты показали, что это, вероятно, был близнец с полярным телом . Авторы не смогли предсказать, может ли здоровый плод возникнуть в результате близнеца с полярным телом. [41] Однако исследование 2012 года показало, что полярное тело может привести к здоровому плоду. [42]
В исследовании 2003 года утверждалось, что многие случаи триплоидии возникают из-за сесквизиготных (полуидентичных) близнецов, которые происходят, когда одна яйцеклетка оплодотворяется двумя сперматозоидами и разделяет три набора хромосом на два отдельных набора клеток. [43] [44]
Степень разделения близнецов в утробе матери зависит от того, разделились ли они на две зиготы и когда. Дизиготные близнецы всегда были двумя зиготами. Монозиготные близнецы разделяются на две зиготы в какой-то момент очень ранней беременности. Время этого разделения определяет хориальность (количество плацент) и амниотичность (количество плодных оболочек) беременности. Дихориальные близнецы либо никогда не разделялись (т. е. были дизиготными), либо разделялись в течение первых 4 дней. Моноамнионные близнецы разделяются после первой недели. [ необходима цитата ]
В очень редких случаях близнецы становятся сиамскими близнецами . Несросшиеся монозиготные близнецы формируются до 14 дня эмбрионального развития, но когда близнецы появляются после 14 дней, близнецы, скорее всего, будут сиамскими. [45] Кроме того, могут быть различные степени общей среды обитания близнецов в утробе матери, что потенциально приводит к осложнениям беременности . [ требуется ссылка ]
Распространенное заблуждение, что наличие двух плацент автоматически подразумевает наличие дизиготных близнецов, однако если монозиготные близнецы разделяются достаточно рано, то расположение плодных оболочек и плацент в утробе матери фактически неотличимо от такового у дизиготных близнецов.
Исследование 2006 года показало, что инсулиноподобный фактор роста , присутствующий в молочных продуктах, может увеличить вероятность рождения дизиготных близнецов. В частности, исследование показало, что матери -веганки (исключающие молочные продукты из своего рациона) имеют одну пятую вероятности иметь близнецов, чем матери-вегетарианки или всеядные, и пришло к выводу, что «Генотипы, благоприятствующие повышенному уровню ИФР и диетам, включающим молочные продукты, особенно в районах, где гормон роста дают скоту, по-видимому, повышают вероятность многоплодной беременности из-за стимуляции яичников». [52]
С 1980 по 1997 год число близнецов в США выросло на 52%. [53] Этот рост можно, по крайней мере, частично объяснить растущей популярностью препаратов для лечения бесплодия и процедур, таких как ЭКО, которые приводят к многоплодным родам чаще, чем неинвазивное оплодотворение. Это также может быть связано с увеличением содержания гормонов роста в пище. [52]
Около 1 из 90 человеческих рождений (1,1%) происходит в результате беременности близнецами. [54] Частота рождения дизиготных близнецов сильно различается среди этнических групп , варьируясь от 45 на 1000 рождений (4,5%) для йоруба до 10% для Линья Сан Педро, крошечного бразильского поселения, которое относится к городу Кандидо Годой . [55] В Кандидо Годой каждая пятая беременность заканчивается рождением близнецов. [56] Аргентинский историк Хорхе Камараса выдвинул теорию о том, что эксперименты нацистского врача Йозефа Менгеле могут быть причиной высокого соотношения близнецов в этом районе. Его теорию отвергли бразильские ученые, которые изучали близнецов, живущих в Линья Сан Педро; они предположили, что генетические факторы внутри этого сообщества являются более вероятным объяснением. [57] Высокий уровень рождения близнецов также наблюдался в других местах мира, включая:
Широкое использование препаратов для лечения бесплодия, вызывающих гиперовуляцию (стимулированное высвобождение нескольких яйцеклеток матерью), вызвало то, что некоторые называют «эпидемией многоплодных родов ». В 2001 году впервые в истории США частота рождения близнецов превысила 3% от всех родов. Тем не менее, частота рождения монозиготных близнецов по всему миру остается на уровне примерно 1 из 333. [ необходима цитата ]
В исследовании записей о рождении детей 5750 женщин хауса , проживающих в зоне Саванны в Нигерии , было 40 близнецов и 2 тройни на 1000 родов. Двадцать шесть процентов близнецов были монозиготными. Частота многоплодных родов, которая была примерно в пять раз выше, чем наблюдаемая в любой западной популяции, была значительно ниже, чем у других этнических групп, которые живут в жарком и влажном климате южной части страны. Частота многоплодных родов была связана с возрастом матери, но не имела никакой связи с климатом или распространенностью малярии . [63] [64]
Близнецы чаще встречаются у людей африканского происхождения. [65]
Факторы, предрасполагающие к монозиготному рождению близнецов, неизвестны.
Беременности дизиготными близнецами немного более вероятны, если у женщины присутствуют следующие факторы:
Женщины, проходящие определенные процедуры по лечению бесплодия, могут иметь больше шансов на дизиготные многоплодные роды. В Соединенных Штатах было подсчитано, что к 2011 году 36% близнецов родились в результате зачатия с помощью вспомогательных репродуктивных технологий . [66]
Риск рождения близнецов может варьироваться в зависимости от того, какие типы лечения бесплодия используются. При экстракорпоральном оплодотворении (ЭКО) это в первую очередь связано с введением нескольких эмбрионов в матку. Гиперстимуляция яичников без ЭКО имеет очень высокий риск рождения нескольких детей. Отмена ановуляции с помощью кломифена (торговые наименования включают Кломид ) имеет относительно меньший, но все же значительный риск многоплодной беременности.
15-летнее немецкое исследование [67] 8220 близнецов, рожденных естественным путем (то есть 4110 беременностей) в Гессене, дало средний интервал времени между родами 13,5 минут. [68] Интервал между родами близнецов измерялся следующим образом:
В исследовании говорится, что возникновение осложнений «становится более вероятным с увеличением интервала между родами близнецов», и предлагается, чтобы интервал был коротким, хотя и отмечается, что исследование не изучает причины осложнений и не учитывает такие факторы, как уровень опыта акушера, желание роженицы или «стратегии ведения» процедуры родов второго близнеца.
Также были случаи, когда близнецы рождались с разницей в несколько дней. Возможно, мировым рекордом по продолжительности временного разрыва между первыми и вторыми родами стало рождение близнецов с разницей в 97 дней в Кельне, Германия, первый из которых родился 17 ноября 2018 года. [69]
Исследователи подозревают, что примерно 1 из 8 беременностей начинается как многоплодная, но только один плод доводится до полного срока, потому что другой плод умирает на очень ранней стадии беременности и не был обнаружен или зарегистрирован. [70] Ранние акушерские ультразвуковые исследования иногда выявляют «дополнительный» плод, который не развивается, а вместо этого распадается и исчезает в матке. Существует несколько причин «исчезновения» плода, включая его воплощение или поглощение другим плодом, плацентой или матерью. Это известно как синдром исчезающего близнеца . Кроме того, в неизвестном проценте случаев две зиготы могут слиться вскоре после оплодотворения, в результате чего образуется один химерный эмбрион, а позже и плод.
Сиамские близнецы (или когда-то часто используемый термин «сиамские») — это монозиготные близнецы, тела которых соединяются во время беременности. Это происходит, когда зигота начинает разделяться после 12-го дня [46] после оплодотворения и не разделяется полностью. Это состояние встречается примерно в 1 из 50 000 человеческих беременностей. Большинство сиамских близнецов в настоящее время обследуются для хирургического вмешательства, чтобы попытаться разделить их на отдельные функциональные органы. Степень сложности возрастает, если жизненно важный орган или структура являются общими для близнецов, например, мозг , сердце , печень или легкие .
Химера — это обычный человек или животное, за исключением того, что некоторые из их частей на самом деле произошли от их близнеца или от матери. Химера может возникнуть либо из монозиготных плодов-близнецов (где это невозможно обнаружить), либо из дизиготных плодов, которые можно идентифицировать путем сравнения хромосом из разных частей тела. Количество клеток, полученных от каждого плода, может варьироваться от одной части тела к другой и часто приводит к характерной мозаичной окраске кожи у человеческих химер. Химера может быть интерсексуальной , состоящей из клеток близнеца-мужчины и близнеца-женщины. В одном случае тесты ДНК определили, что женщина, Лидия Фэрчайлд , загадочным образом не была матерью двух из своих трех детей; она оказалась химерой, и двое детей были зачаты из яйцеклеток, полученных из клеток близнеца их матери. [71]
Иногда один из плодов-близнецов не сможет полностью развиться и продолжит вызывать проблемы у своего выжившего близнеца. Один плод действует как паразит по отношению к другому. Иногда паразитический близнец становится почти неотличимой частью другого, и иногда это требует медицинского лечения.
Очень редкий тип паразитического близнецового размножения — это когда один жизнеспособный близнец подвергается опасности, когда другая зигота становится раковой, или «молярной». Это означает, что клеточное деление молярной зиготы продолжается бесконтрольно, что приводит к раковому росту, который захватывает жизнеспособный плод. Обычно это происходит, когда у одного близнеца есть либо триплоидия , либо полная отцовская однородительская дисомия , что приводит к маленькому или отсутствующему плоду и раковой, переросшей плаценте, напоминающей гроздь винограда.
Иногда у женщины случается выкидыш на ранних сроках беременности, но беременность продолжается; один из близнецов выкидыша, но другого удалось выносить. Это явление похоже на синдром исчезающего близнеца , но обычно происходит позже, так как близнец не реабсорбируется.
Очень часто близнецы рождаются с низким весом при рождении . Более половины близнецов рождаются с весом менее 5,5 фунтов (2,5 кг), в то время как средний вес при рождении здорового ребенка должен составлять около 6–8 фунтов (3–4 кг). [72] Во многом это связано с тем, что близнецы, как правило, рождаются недоношенными . Преждевременные роды и низкий вес при рождении, особенно менее 3,5 фунтов (1,6 кг), могут увеличить риск возникновения ряда проблем со здоровьем, таких как потеря зрения и слуха, умственная отсталость и детский церебральный паралич . [73] Существует повышенная вероятность потенциальных осложнений по мере уменьшения веса ребенка при рождении.
У монозиготных близнецов, которые делят плаценту, может развиться синдром переливания крови от одного близнеца к другому. Это состояние означает, что кровь от одного близнеца переливается в другого. Один близнец, близнец-«донор», маленький и анемичный , другой, близнец-«реципиент», большой и полицитемический . Это состояние ставит под угрозу жизни обоих близнецов.
Мертворождения происходят, когда плод умирает после 20 недель беременности. Существует два типа мертворождения, включая внутриутробную смерть и интранатальную смерть. Внутриутробная смерть происходит, когда ребенок умирает на поздних сроках беременности. Интранатальная смерть, которая встречается чаще, происходит, когда ребенок умирает во время родов матери. Причина мертворождения часто неизвестна, но процент мертворожденных детей выше при близнецах и многоплодных родах. Кесарево сечение или индукция рекомендуются после 38 недель беременности для близнецов, потому что риск мертворождения увеличивается после этого времени. [74]
Гетеротопическая беременность — чрезвычайно редкий тип дизиготной близнецовой беременности, при котором один из близнецов имплантируется в матку как обычно, а другой остается в маточной трубе как внематочная беременность . Внематочная беременность должна быть разрешена, поскольку она может быть опасна для жизни матери. Однако в большинстве случаев внутриматочную беременность можно спасти. [ необходима цитата ]
For otherwise healthy twin pregnancies where both twins are head down a trial of vaginal delivery is recommended at between 37 and 38 weeks.[75][76] Vaginal delivery in this case does not worsen the outcome for the infant as compared with Caesarean section.[75] There is controversy on the best method of delivery where the first twin is head first and the second is not.[75] When the first twin is not head down a caesarean section is often recommended.[75] It is estimated that 75% of twin pregnancies in the United States were delivered by caesarean section in 2008.[77] In comparison, the rate of caesarean section for all pregnancies in the general population varies between 14% and 40%.[78] In twins that share the same placenta, delivery may be considered at 36 weeks.[79] For twins who are born early, there is insufficient evidence for or against placing preterm stable twins in the same cot or incubator (co-bedding).[80]
Twin studies are utilized in an attempt to determine how much of a particular trait is attributable to either genetics or environmental influence. These studies compare monozygotic and dizygotic twins for medical, genetic, or psychological characteristics to try to isolate genetic influence from epigenetic and environmental influence. Twins that have been separated early in life and raised in separate households are especially sought-after for these studies, which have been used widely in the exploration of human nature. Classical twin studies are now being supplemented with molecular genetic studies which identify individual genes.
This phenomenon is known as heteropaternal superfecundation. One 1992 study estimates that the frequency of heteropaternal superfecundation among dizygotic twins, whose parents were involved in paternity suits, was approximately 2.4%.[citation needed]
Dizygotic twins from biracial couples can sometimes be mixed twins, which exhibit differing ethnic and racial features. One such pairing was born in London in 1993 to a white mother and Caribbean father.[81]
Among monozygotic twins, in extremely rare cases, twins have been born with different sexes (one male, one female).[82] When monozygotic twins are born with different sexes it is because of chromosomal defects. The probability of this is so small that multiples having different sexes is universally accepted as a sound basis for in utero clinical determination that the multiples are not monozygotic.
Another abnormality that can result in monozygotic twins of different sexes is if the egg is fertilized by a male sperm but during cell division only the X chromosome is duplicated. This results in one normal male (XY) and one female with Turner syndrome (45,X).[83] In these cases, although the twins did form from the same fertilized egg, it is incorrect to refer to them as genetically identical, since they have different karyotypes.
Monozygotic twins can develop differently, due to their genes being differently activated.[84] More unusual are "semi-identical twins", also known as "sesquizygotic". As of 2019[update], only two cases have been reported.[85][86] These "half-identical twins" are hypothesized to occur when an ovum is fertilized by two sperm. The cell assorts the chromosomes by heterogonesis and the cell divides into two, with each daughter cell now containing the correct number of chromosomes. The cells continue to develop into a morula. If the morula then undergoes a twinning event, two embryos will be formed, with different paternal genes but identical maternal genes.[87]
In 2007, a study reported a case of a pair of living twins, which shared an identical set of maternal chromosomes, while each having a distinct set of paternal chromosomes, albeit from the same man, and thus they most likely share half of their father's genetic makeup. The twins were both found to be chimeras. One was an intersex XX, and one a XY male. The exact mechanism of fertilization could not be determined but the study stated that it was unlikely to be a case of polar body twinning.[88][89]
The likely genetic basis of semi-identical twins was reported in 2019 by Michael Gabbett and Nicholas Fisk. In their seminal publication, Gabbett, Fisk and colleagues documented a second case of sesquizygosis and presented molecular evidence of the phenomenon.[85] The reported twins shared 100% of their maternal chromosomes and 78% of their paternal genomic information. The authors presented evidence that two sperm from the same man fertilized an ovum simultaneously. The chromosomes assorted themselves through heterogonesis to form three cell lines. The purely paternal cell line died out due to genomic imprinting lethality, while the other two cell lines, each consisting of the same maternal DNA but only 50% identical paternal DNA, formed a morula which subsequently split into twins.[85][90]
Mirror image twins result when a fertilized egg splits later in the embryonic stage than normal timing, around day 9–12. This type of twinning could exhibit characteristics with reversed asymmetry, such as opposite dominant handedness, dental structure, or even organs (situs inversus).[91] If the split occurs later than this time period, the twins risk being conjoined. There is no DNA-based zygosity test that can determine if twins are indeed mirror image.[92] The term "mirror image" is used because the twins, when facing each other, appear as matching reflections.[93]
There have been many studies highlighting the development of language in twins compared to single-born children. These studies have converged on the notion that there is a greater rate of delay in language development in twins compared to their single-born counterparts.[94] The reasons for this phenomenon are still in question; however, cryptophasia was thought to be the major cause.[95] Idioglossia is defined as a private language that is usually invented by young children, specifically twins. Another term to describe what some people call "twin talk" is cryptophasia where a language is developed by twins that only they can understand. The increased focused communication between two twins may isolate them from the social environment surrounding them. Idioglossia has been found to be a rare occurrence and the attention of scientists has shifted away from this idea. However, there are researchers and scientists that say cryptophasia or idioglossia is not a rare phenomenon. Current research is looking into the impacts of a richer social environment for these twins to stimulate their development of language.[96]
Non-human dizygotic twinning is a common phenomenon in multiple animal species, including cats, dogs, cattle, bats, chimpanzees, and deer. This should not be confused with an animal's ability to produce a litter, because while litters are caused by the release of multiple eggs during an ovulation cycle, identical to the ovulation of dizygotic twins, they produce more than two offspring. Species such as sheep, goats, and deer have a higher propensity for dizygotic twinning, meaning that they carry a higher frequency of the allele responsible for the likelihood of twins, rather than the likelihood of litters (Whitcomb, 2021). Cases of monozygotic twinning in the animal kingdom are rare but have been recorded on a number of occasions. In 2016, a C-section of an Irish Wolfhound revealed identical twin puppies sharing a singular placenta. South African scientists, who were called in to study the identical twins wrote that... "To the best of our knowledge, this is the first report of monozygotic twinning in the dog confirmed using DNA profiling" (Horton, 2016). Additionally, armadillos have also been known to produce monozygotic twins, sometimes birthing two sets of identical twins during one reproductive cycle. Monozygotic twinning in armadillos functions as an evolutionary adaptation preventing inbreeding. Once an armadillo offspring enters its reproductive stage, the organism is forced to leave the nest in search of its mate, rather than mating with its siblings. Not only does monozygotic twinning dissuade from armadillo siblings inbreeding, but by forcing migration from the nest, this adaptation ensures the increased genetic variation and geographical population diffusion of armadillo species.
Due to the increased parental investment provided for their offspring, larger mammals with longer life spans have slower reproductive cycles and tend to birth only one offspring at a time. This commonly repeated behavior in larger mammals evolved as a fixed, naturally-selected adaptation, resulting in a decreased twinning propensity in species such as giraffes, elephants, and hippopotami. Despite this adaptation, a case of rare monozygotic twinning has been documented in two elephant calves at the Bandipur Tiger Reserve in Karnataka, India. Chief Veterinarian of the Wildlife Trust of India, NVK Ashraf, in response to the twinning event, wrote that "in species that invest longer time in producing a baby, taking care of two twin calves will be difficult. Therefore, the incidence of twinning will be comparatively less."Ashraf's insight not only illuminates the rarity of twinning among large mammals in the natural world, but directs our attention to the increased twinning propensity of animals under human care. This increased twinning propensity is thought to be either caused by random mutation facilitated by genetic drift, or the positive selection of the "twinning" trait in human-controlled conditions. Due to the removal of natural predators and unpredictable environmental conditions with the increase of human-provided food and medical care, species residing in nature reserves, zoos, etc., carry an increased likelihood of reversing their naturally-selected traits that have been passed on for generations. When considering this phenomenon in relation to twinning, larger mammals not commonly associated with high twinning propensities can perhaps produce twins as an adaptive response to their human-controlled environment. Additionally, the high twinning propensity in species is thought to be positively correlated with the infant mortality rate of the reproducing organism's environment (Rickard, 2022, p.2). Thus if a species lives in a controlled environment with a low infant mortality rate, the frequency of the "twinning trait" could increase, leading to a higher likelihood of producing twin offspring. In the case of the monozygotic twin calves in India, their existence could be connected to a new, positively selected adaptation of twinning attributed to species living under human care (Ward, 2014, p.7-11).
Species with small physicalities and quick reproductive cycles carry high twinning propensities as a result of increased predation and high mortality rates. As scientists continue to study the origin of dizygotic twinning in the animal kingdom, many have turned to species that demonstrated an increased output of twins during periods of evolutionary distress and natural selection. Through their studies on Vespertilionidae and Cebidae species, scientists Guilherme Siniciato Terra Garbino (2021) and Marco Varella (2018) have proven that smaller species experiencing infertility in old age and/or unstable habits as a result of increased predation or human interference can experience have undergone natural selection in gaining even higher twinning propensities. In his study on the evolution of litter size in bats, Garbino discovered that the vespertilionidae genus has higher twinning propensities as a result of their high roosting habitats. When tracked phylogenetically, scientists determined that the common ancestor of bats carried a higher twinning propensity which was then lost, and picked up again, eighteen times in evolutionary history. While other bat subfamilies such as Myotinae and Murinae inevitably lost the twinning trait, the family Vespertilionidae retained a high trait frequency due to mutation and environmental conditions that triggered natural selection. The height and exposed nature of Vespertilionidae's roosting locations resulted in a sharp increase in species mortality rate. Natural selection offsets these dangers by positively selecting high twinning propensity, resulting in not only Vespertilionidae's increased ability to produce twins but the increased likelihood of the genus's reproductive survival. This means that despite the family's high exposure to factors that would seemingly increase mortality rates, Vespertilionidae counteracts their environmental conditions through the evolutionary adaptation of dizygotic twins.
The prevalence of dizygotic twinning in monkeys is thought to be an "insurance adaptation" for mothers reproducing at the end of their fertile years. While dizygotic twinning has been observed in species such as gorillas and chimpanzees, monkeys in the cebidae genus are found to be more likely to produce twins because of their small size and insect-based diet (Varella, 2018). This is because their small size indicates shorter gestation periods and the rapid maturation of offspring, resulting in a shorter lifespan where organisms are rapidly replaced by newer generations. The smaller size of the cebidae genus also makes these species more susceptible to predators, thus triggering the heightened pace of birth, maturation, reproduction, and death. Meanwhile, cebidae's insectivorous existence can be correlated with this genus's heightened ability to reproduce, as more resources become available, more organisms can take advantage of these resources. Thus, monkeys that are smaller and have more access to food, such as the cebidae genus, have the ability to produce more offspring at a quicker pace. In terms of dizygotic twinning, it has been observed that older mothers within the cebidae genus have a higher chance of producing twins than those at the beginning stages of their fertility. Despite their access to resources, the cebidae genus has a high mortality rate attributed to their size, meaning that in order to "keep up" their quickened lifecycle, they must produce an excess of offspring in ensuring generational survival. The positively-selected adaptation of twinning counteracts the genus's high mortality rate by giving older mothers the chance to produce more than one offspring. This not only increases the likelihood that one or more of these offspring will reach reproductive maturity, but gives the mother a chance to birth at least one viable offspring despite their age. Due to their short life cycles, the cebidae genus is more inclined to produce dizygotic twins in their older reproductive years, thus signaling that the trait of high twinning propensity is one that is passed down in service of this genus's survival.
Unlike singleton gestation where identification of patients at risk for PTL is often difficult, every multiple gestation is at risk for PTL, so all patients can be managed as being at risk.
{{cite web}}: CS1 maint: unfit URL (link)
