La parthénogenèse est une forme de reproduction asexuée par laquelle les femelles peuvent produire des œufs viables sans fécondation par les mâles. C’est une capacité possédée par une grande variété d’espèces végétales et animales, y compris la plupart des plantes non vasculaires (hépatiques, hornworts et mousses), un genre de plantes succulentes en Afrique du Sud, un assortiment d’invertébrés, en particulier certains arthropodes (puces d’eau, daphnies, rotifères, pucerons, certaines abeilles, certains scorpions et guêpes parasites) et quelques vertébrés (certains reptiles, poissons et, dans quelques cas, oiseaux et requins). En général, la parthénogenèse est rare — la plupart des animaux capables de reproduction asexuée sont très simples — soit des éponges, soit des cnidaires (méduses, corail, etc.), trop simples pour avoir des sexes.
Le processus de parthénogenèse ne doit pas être confondu avec la qualité de l’hermaphrodisme – une espèce avec des parties reproductrices mâles et femelles. Chez la plupart des espèces hermaphrodites, la reproduction est toujours sexuée et nécessite deux participants. La parthénogenèse est le seul moyen pour les animaux complexes de se cloner. Dans certains cas, il peut en résulter une descendance génétiquement distincte des parents, selon que l’œuf est haploïde ou diploïde. Comme toute autre forme de reproduction, la parthénogenèse a ses avantages (reproduction sans besoin d’un mâle) et ses faiblesses (faible diversité génétique, sensibilité aux mutations néfastes qui persistent à travers les générations).
De nombreuses espèces pouvant subir une parthénogenèse sont également capables d’utiliser des moyens sexuels pour se reproduire. Cela brasse les gènes par recombinaison, augmentant la diversité génétique au-delà d’un seuil nécessaire. Chez certains reptiles, notamment le whiptail du Nouveau-Mexique, la reproduction se fait exclusivement par parthénogenèse. Ces espèces ont tendance à être polyploïdes, car elles ont plus de deux ensembles de chromosomes, ce qui signifie que leurs génomes sont des combinaisons de deux ou plusieurs espèces de lézards parents du même genre. Le mécanisme par lequel le mélange des chromosomes entre les espèces conduit à la parthénogenèse est inconnu, mais c’est ce qui est observé. La polyploïdie se produit chez certains hybrides entre deux espèces ou plus.
Bien qu’il n’y ait pas de cas naturels connus de parthénogenèse chez les mammifères, elle a été induite artificiellement chez des lapins (Gregory Pincus, 1936), des souris (Tokyo University of Agriculture, 2004) et des singes. La parthénogenèse induite chez les souris et les singes entraîne souvent un développement anormal, car les chromosomes de la mère sont imprimés deux fois dans le génome de la progéniture, et de nombreux génomes de mammifères dépendent complètement d’un mélange de gènes des deux sexes pour un développement en douceur. En conséquence, pour des raisons éthiques, il est peu probable que les naissances humaines vivantes par parthénogenèse soient poursuivies, bien que le processus puisse être utilisé pour créer des embryons à des fins d’expérimentation. Le scientifique sud-coréen Hwang Woo-Suk y est parvenu en 2007 alors qu’il tentait d’être le premier à cloner un humain. Il n’a pas réussi le clonage, mais a produit des embryons humains viables fabriqués par parthénogenèse artificielle.