Ciencia y salud

Por José Antonio Lozano Teruel

A más temperatura, más machos

Los legados más importantes del pensamiento de la Grecia antigua son los de Aristóteles y su maestro Platón. Para Aristóteles el sexo venía determinado por el calor de la pasión del progenitor masculino durante el coito. Por ello, para procrear hijos varones aconsejaba a los jóvenes fecundar a sus parejas durante el verano. ¿Un disparate? Sí, en el caso de los seres humanos. No, en otras especies tanto vegetales como animales, incluyendo bastante vertebrados. Coincidente con el final del año 2011, acaba de publicarse en Plos Genetics una investigación de científicos españoles revelando los mecanismos epigenéticos moleculares por los que la temperatura puede decidir el sexo de algunos animales.

A más temperatura, más machos

DETERMINACIÓN DEL SEXO

En un artículo titulado La determinación sexual, en esta misma sección (http://cienciaysalud.laverdad.es/8_3_64.html), analizábamos en su día las bases científicas de la determinación sexual en los humanos (es decir, lo que hace que tras la fecundación el embrión sea macho o hembra) y  de la diferenciación sexual (el desarrollo de los caracteres propios de cada sexo). En los seres humanos la determinación del sexo corresponde  a la variante de mecanismo conocida como determinación cromosómica pues la combinación cromosómica XX o la XY es la responsable del correspondiente sexo genético.

Pero en la Naturaleza se conocen otros tres mecanismos para conseguirlo:
1.    La determinación génica: el sexo no viene determinado por un cromosoma sino que existen genes responsables del sexo, uno o varios, que pueden o no localizarse en un cromosoma sexual.
2.    La haplodiploidía, mecanismo característico de insectos sociales como hormigas, abejas o termitas. La determinación sexual no depende de la presencia de cromosomas sexuales, pero los machos y las hembras tienen diferente constitución cromosómica. Por lo general, las hembras son diploides, generadas por fecundación; y los machos haploides, generados por partenogénesis y mitosis.
3.    El mecanismo que comentamos hoy, la determinación ambiental del sexo. Pueden influir factores como la duración del día, la nutrición, la humedad, la composición iónica del medio ambiente, el pH, la densidad  e, incluso, factores sociales de la población.  Se da bastante en anfibios y reptiles, sobre todo en cocodrilos, tortugas y algunos lagartos (no en serpientes), pero también se ha observado e algunas especies de pájaros, como el pavo australiano, y en peces.

De entre los factores determinantes, indudablemente el más importante es la temperatura. Su influencia puede tener consecuencias diversas. Según Gunther Köhler, experto en el tema, en los reptiles pueden darse hasta cuatro situaciones diferentes: a). Las temperaturas más altas favorecen el nacimiento de más hembras, como suele suceder en las tortugas; b). Lo contrario. Las temperaturas más altas producen un mayor número de machos. Ocurre en algunos cocodrilianos y saurios; c) A temperaturas más extremas (altas o bajas) se incrementan las hembras. Observable en algunos lagartos, cocodrilianos e, incluso, tortugas; d). Lo contrario, más nacimientos de hembras a temperaturas intermedias. Se da en algunas especies de salamanquesas.

En algunas ocasiones el carácter del sexo puede tener consecuencias económicas importantes como ocurre con las técnicas de acuicultura ya que existen grandes diferencias en la velocidad de desarrollo y peso de los individuos dependiendo de su sexo. Por ejemplo, el tamaño medio de las lubinas hembra es superior al de las lubina macho.  La lubina es una de las especies mediterráneas de peces más apreciadas y la acuicultura ha supuesto una revolución en su cultivo, con crecimientos productivos anuales en España superiores al 20%, desde  4.592 toneladas de 1991 a 13.840 del año 2009. España es el primer productor acuícola global de la Unión europea. En Europa, los datos son semejantes, alcanzando actualmente las 120.000 toneladas. La acuicultura representa ya casi el 90% de la producción total de lubina en el mundo.

Ya se sabía que en la lubina su determinación sexual depende de la combinación de factores genéticos y ambientales, de modo que con un aumento de la temperatura era posible conseguir que una población con un porcentaje similar de hembras y machos pasase a tener de un 100% de machos. Lo más intrigante era que los efectos de la temperatura eran máximos en un tiempo en el que las gónadas no sólo no estaban aun diferenciadas, sino que ni siquiera se habían empezado a formar. ¿Cómo era posible?. ¿Qué mecanismos moleculares estaban implicados?.

LA INVESTIGACIÓN

En los últimos años, en esta Sección, nos hemos ocupado de la Epigenética y sus efectos. En esencia se trata de que diversos factores medio ambientales,  sin cambiar la secuencia de un genoma (el orden de las bases A, T, G,C), el genotipo, pueden ocasionar la metilación de alguna(s) de ellas, en lugares específicos del genoma, afectando el que un un(os) gen(es) se exprese(n) o no, con lo que se modifica el fenotipo.

La investigación liderada por el doctor Francesc Piferrer, del Institut de Ciències del Mar del CSIC, con colaboradores de ese Instituto y del laboratorio de Ictiología Genética de la Universidad de Gerona ha demostrado que los efectos producidos por la temperatura en la determinación del sexo de las lubinas se deben a que una temperatura más alta favorece, antes de la formación de las gónadas, el que se hipermetile una zona del genoma específica, la del promotor cyp 19a, con lo cual la función de este promotor queda disminuida y se frena la transcripción o expresión del gen sobre el que realiza su función promotora, el gen de la aromatasa.  La enzima aromatasa juega un papel esencial en la conversión de las hormonas sexuales andrógenicas  en las estrógenicas, por lo que el resultado final es que el cociente andrógenos/estrógenos se eleva. La relación entre andrógenos y estrógenos es determinante para la regulación y control de los mecanismos de determinación del sexo. Por ejemplo, los estrógenos son necesarios  para la formación de los ovarios en todos los vertebrados no mamíferos. Sin aromatasa no hay estrógenos y sin estrógenos no se forman los ovarios.

Conclusión: Como ya sospechaba Aristóteles el calor, la temperatura, puede influir en el futuro sexo. No en el hombre, pero sí en muchos animales y plantas y, por primera vez, científicos españoles han descubierto un mecanismo molecular que explica el proceso.

Más en:
http://www.plosgenetics.org/article/info%3Adoi%2F10.1371%2Fjournal.pgen.1002447