Lorsque la parthénogenèse est un mode de reproduction exclusif ou préférentiel, le phénomène est déclenché génétiquement. Dans d’autres cas, elle peut être déterminée par les conditions extérieures : la température, la lumière, la nourriture, la densité des populations. Expérimentalement, les méthodes sont soit chimique (choc hypotonique, par exemple) soit mécanique (piqûre, choc électrique, par exemple), soit thermique (froid).

L’embryon qui résulte d’une parthénogenèse est un parthénogénote ou parthénote. Chez les mammifères, les parthénotes expérimentaux transférés «in utéro» ne sont jamais viables.

Ce mode de reproduction peut conduire à l’établissement rapide de populations d’individus pouvant posséder des caractères génétiques favorables à de nouvelles conditions environnementales.

Selon que les espèces parthénogénétiques sont diploïdes ou polyploïdes, et que le gamète femelle est issu d’une méiose ou pas, on peut distinguer plusieurs cas.

Deux cas sont possibles :

• le gamète femelle n’est pas le résultat d’une méiose, il est à 2n chromosomes comme l’individu produit ; il a rigoureusement le même patrimoine génétique que celui dont il est issu ;
• le gamète femelle provient d’une méiose, l’individu produit est à (n) chromosomes, chacun de ses gènes n’est représenté que par un allèle. Le développement à partir d’un gamète femelle à (n), sans l’intervention du génome mâle, conduit théoriquement à un organisme haploïde à (n) chromosomes. Des mécanismes cytologiques particuliers permettent de rétablir la diploïdie.

Dans le cas où le gamète femelle provient d’une méiose, alors que pour une espèce diploïde chaque gène de l’individu produit n’est représenté que par un allèle, chez les polyploïdes, il est représenté par au moins deux allèles (c’est le cas des tétraploïdes).

Dans le règne animal, ce phénomène est très répandu chez les invertébrés : insectes (abeilles, pucerons), nématodes. Il est plus exceptionnel dans quelques groupes de vertébrés (reptiles, oiseaux) et n’est pas connu chez les mammifères (il peut s’amorcer mais n’aboutit jamais).

Chez les abeilles, les gamètes femelles (issus de la méiose) fécondés produisent des femelles diploïdes (ouvrières ou exceptionnellement reines), tandis que les mâles haploïdes, à n chromosomes, proviennent des gamètes femelles non fécondés.

Chez certaines espèces d’insectes (pucerons), et de crustacés, il y a alternance entre la parthénogenèse et la reproduction sexuée. La parthénogenèse est alors dite cyclique. Dans des cas plus rares (chez certains insectes, comme les phasmes), la parthénogenèse est le seul moyen de reproduction. La parthénogenèse est alors dite constante.

La parthénogenèse est observée dans de nombreuses familles, en particulier les Composées (pissenlit). Dans ce cas, l’oosphère (gamète femelle) est restée à 2n. La plante obtenue est un clone maternel. Beaucoup plus rarement, la parthénogenèse peut se dérouler à partir d’une oosphère normale, issue d’une méiose. Dans ce cas, si le phénomène ne s’accompagne pas d’une régulation doublant le nombre chromosomique de l’embryon haploïde, celui-ci n’est ordinairement pas viable.