Na espécie humana a formação de gêmeos univitelinos ou idênticos é deleterminada por um processo conhecido como:
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Os gêmeos dizigóticos ou bivitelinos são originados a partir da liberação de dois ovócitos no momento da ovulação. Nesse caso, por serem gerados de ovócitos e espermatozoides diferentes, apresentam pouca semelhança genética, apenas aquela que ocorre entre outros irmãos. Por essa razão, os gêmeos dizigóticos são chamados de fraternos.
A placenta dos gêmeos dizigóticos é separada. Todavia, algumas vezes, não é possível distingui-las facilmente em virtude da proximidade excessiva entre elas. A proximidade pode ser tão grande que a diferenciação só pode ser feita observando-se a região conhecida como zona T, onde é possível visualizar dois âmnios e dois córions. Diferentemente dos gêmeos monozigóticos, os gêmeos dizigóticos nem sempre apresentam o mesmo sexo.
A gestação de gêmeos dizigóticos é muito comum em tratamentos para infertilidade. Em razão da inserção de vários embriões no útero da mulher, pode ocorrer a fixação e desenvolvimento de mais de um bebê.
Existem ainda os gêmeos monozigóticos ou univitelinos, que se caracterizam principalmente pela semelhança entre os indivíduos. Esses gêmeos são formados a partir do mesmo zigoto, ou seja, após o processo de fertilização. Em virtude dessa característica, possuem o mesmo patrimônio genético, sendo considerados, portanto, idênticos.
Esses gêmeos obrigatoriamente são do mesmo sexo, diferentemente dos gêmeos dizigóticos. Vale destacar, no entanto, que algumas características, tais como as impressões digitais e outras características fenotípicas, não são idênticas nos gêmeos monozigóticos, pois são obtidas a partir da interação do genótipo com o meio.
A formação dos gêmeos monozigóticos pode ocorrer no primeiro dia da fertilização ou então até 14 dias após. Em 30% dos casos, essa formação inicia-se com a separação dos blastômeros por volta do terceiro dia, quando o zigoto ainda é chamado de mórula. Nesses casos, durante o desenvolvimento, observa-se a formação de cório e âmnio individuais. Em 70% dos casos, no entanto, a formação começa mais tardiamente e verifica-se a formação de um córion e dois âmnios, quando a divisão inicia-se até o oitavo dia de fecundação, e um âmnio e um córion quando a divisão é iniciada após esse período.
Algumas vezes, problemas na separação dos gêmeos geram o desenvolvimento de indivíduos unidos por alguma parte do corpo, os chamados gêmeos siameses. Eles podem ser gerados por divisão incompleta ou por divisão com posterior fusão de algumas estruturas. De acordo com o nome da parte que se encontra fusionada, os gêmeos recebem uma diferente denominação, como toracópagos (unidos pelo tórax) e cefalópagos (unidos pela cabeça).
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