Tartarughe, l’embrione influenza la determinazione del sesso

Maschio o femmina? Per molti rettili e alcuni pesci, il sesso del nascituro dipende dalla temperatura cui l’embrione è esposto durante il suo sviluppo nell’uovo. Questo fenomeno – qui avevamo parlato delle pogone – può rappresentare un grosso problema quando si considerano i cambiamenti climatici: se una maggior temperatura determina lo sviluppo in senso femminile dell’embrione, il rischio è che il riscaldamento globale porti alla femminilizzazione di intere covate, come è stato osservato ad esempio in alcune tartarughe marine.

Eppure, i rettili sono sopravvissuti a lungo nel corso della storia, attraversando anche periodi con condizioni climatiche estreme, come dimostrano le ricostruzioni filogenetiche. Come si concilia questo con l’apparente vulnerabilità delle specie nelle quali la determinazione del sesso è legata alla temperatura? Uno studio appena pubblicato su Current Biology fornisce parte della soluzione al quesito: gli embrioni sono in grado di spostarsi all’interno dell’uovo in risposta a un gradiente termico, e i ricercatori hanno dimostrato che questo tipo di comportamento consente loro anche d’influenzare la determinazione del sesso.

Muoversi nell’uovo

Per i rettili esiste una temperatura, diversa fra le specie, che consente di far nascere maschi e femmine in egual proporzione. Per la tartaruga cinese palustre tricarinata (Mauremys reevesii), questa temperatura è stata individuata, in condizioni semi-naturali, a 27,9 gradi centigradi: man mano che la temperatura aumenta o diminuisce, cresce il divario fra la nascita di maschi (con un ambiente più freddo) e femmine (con un ambiente più caldo). Ci sono però delle strategie che gli animali possono mettere in atto per tamponare i cambiamenti del regime termico. Ad esempio, la femmina può deporre le uova in periodi o luoghi più freddi, optando per la deposizione in primavera invece che in estate oppure all’ombra invece che in un luogo esposto al sole.

E poi c’è la strategia indagata nello studio appena pubblicato: l’embrione può contribuire alla determinazione del suo stesso sesso, modificando così le proporzioni tra neonati maschi e femmine. «In precedenza, avevamo dimostrato che l’embrione è in grado di termoregolarsi muovendosi all’interno dell’uovo, per cui eravamo curiosi di scoprire se questo comportamento fosse anche in grado di determinare il sesso del nascituro», spiega in un comunicato Wei-Guo Duo, professore della Chinese Academy of Sciences e uno degli autori dello studio. «Volevamo sapere se e come ciò possa aiutare a tamponare l’impatto del riscaldamento globale sul rapporto tra i sessi in queste specie».

I ricercatori hanno incubato le uova di tartaruga cinese palustre tricarinata in stagni (sia in laboratorio sia all’esterno) facendo in modo che vi fosse sempre un gradiente termico, per cui un’estremità dell’uovo risultava più calda dell’altra. La differenza poteva arrivare a 4,7 gradi centigradi: un dato già importante, perché un cambiamento di soli due gradi della temperatura esterna può, da solo, spostare in modo sostanziale la proporzione tra maschi e femmine. Metà delle uova esaminate sono quindi state trattate con una sostanza, la capsazepina, in grado di bloccare i sensori termici dell’organismo e impedire così la termoregolazione.

Alla schiusa delle uova, i ricercatori hanno scoperto che gli embrioni sottoposti al trattamento si erano sviluppati quasi tutti come maschi o come femmine, a seconda della temperatura d’incubazione. L’altra metà, rappresentata dagli embrioni in grado di percepire la temperatura e quindi spostarsi nell’uovo per trovare quella ottimale, erano invece maschi e femmine in pari proporzione.

Trovare la temperatura giusta

In pratica, quindi, se l’uovo ha un gradiente termico, l’embrione può spostarsi per trovare il punto in cui la temperatura non è né troppo alta né troppo bassa: è quella che Richard Shire, uno degli autori dell’articolo e professore alle Maquarie University in Australia, chiama la “Zona Riccioli d’Oro”, riferendosi al principio di Riccioli d’Oro impiegato in alcuni campi scientifici. Così, il tartarughino non ancora nato può proteggersi dalle temperature estreme, e il rapporto tra i sessi dei neonati risultare relativamente proporzionato.

Questo meccanismo, tuttavia, ha dei limiti. «La termoregolazione dell’embrione risulta limitata se il gradiente all’interno dell’uovo è scarso, così come se l’embrione è troppo grande per riuscire a spostarsi o troppo giovane per aver imparato a farlo», spiega Du. L’effetto “tampone” di contrasto alle temperature esterne è limitato anche nel caso vi siano episodi con picchi di alte temperature, per i quali ci si aspetta un aumento di frequenza a causa dei cambiamenti climatici.

Quindi, scrivono gli autori, la termoregolazione da parte dell’embrione può influenzare la determinazione del sesso solo in alcune circostanze, ossia quando la temperatura del nido è comunque vicina a quella che consentirebbe la nascita di maschi e femmine in egual rapporto e l’embrione ha effettivamente la possibilità di termoregolarsi spostandosi. Gli autori spiegano che vi potrebbero essere altri meccanismi con cui le specie mitigano il rischio legato alle temperature estreme. «I nostri prossimi studi esploreranno il significato adattativo della termoregolazione embrionica e di altre strategie, sia comportamentali che fisiologiche, che gli embrioni di tartaruga e le madri possono adottare per tamponare l’effetto del riscaldamento globale».

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