Efectos colaterales del cambio climático: cambios en la proporción sexual de algunas especies

En la mayoría de los animales, la diferenciación sexual en machos y hembras está determinada genéticamente. En este caso, que un individuo sea macho o hembra queda marcado en el momento de la concepción y la formación del zigoto, ya sea por la presencia de un cromosoma sexual (determinación cromosómica) o por la combinación alélica de un gen determinado, que puede estar localizado o no en un cromosoma sexual (determinación génica). 
En los mamíferos placentarios la determinación sexual es cromosómica, de forma que las hembras tienen un par de cromosomas sexuales iguales (homogaméticos: XX), mientras que los machos tienen dos cromosomas sexuales distintos (heterogaméticos: XY). En el caso de las aves, la determinación sexual también es cromosómica, pero en este caso, el sexo homogamético será el macho (ZZ), y el heterogamético será la hembra (ZW). 
Este tipo de determinación sexual es responsable de que en estas especies la proporción de sexos teórica o sex-ratio dentro de una población sea 1:1, ya que tras la formación de los gametos, los dos alelos sexuales se combinan dando lugar a un 50% de embriones homogaméticos y un 50% heterogaméticos. 
Pero además de este tipo de determinación sexual que ya se encuentra fijada en el zigoto, hay algunas especies de reptiles en las que la determinación sexual se produce durante el desarrollo del embrión, por lo que el nacimiento de un macho o una hembra dependerá de las condiciones ambientales, sobre todo de la temperatura que experimentan los huevos durante las primeras fases de la incubación.

En la gráfica anterior se pueden ver los 3 casos de diferenciación sexual que se pueden dar en algunas especies de reptiles. El Caso I corresponde a la Tuátara, un reptil endémico de Nueva Zelanda en el que a Temperaturas bajas se desarrollan más hembras mientras que a temperaturas altas nacerán más machos. El Caso II corresponde a muchas especies de Tortugas y en estas sucede lo contrario que en las tuátaras, naciendo más hembras si las temperaturas son elevadas. Y por último, el caso III corresponde a los cocodrilos y caimanes, en los que si las temperaturas son demasiado altas o demasiado bajas se producen más hembras, mientras que el sex-ratio se iguala a temperaturas intermedias.
En estos tres casos teóricos, el sex-ratio poblacional será similar al que tiene lugar en las poblaciones de especies con determinación cromosómica, ya que los años en que las temperaturas sean altas nacerán mayoritariamente individuos de un sexo, lo que se compensará en los años en los que las temperaturas sean bajas, ya que entonces nacerán más individuos del sexo contrario. 
Los datos de las series recogidas dejan pocas dudas acerca del incremento de las temperaturas, tanto a nivel global como a escala local, y asimismo confirman que ese incremento se ha hecho más patente coincidiendo con la revolución industrial y el aumento del consumo de combustibles fósiles. Estas evidencias son tan claras que el consenso entre los científicos acerca del cambio climático y de la influencia antropogénica en el mismo es superior al 97%.
¿Puede afectar el incremento de las temperaturas al sex-ratio poblacional de los reptiles?
Ante el incremento en las temperaturas que está experimentando nuestro planeta y teniendo en cuenta que la determinación sexual en muchas especies de reptiles está relacionada con la temperatura de desarrollo de los embriones, no parece descabellado pensar que ese cambio en el sex-ratio ya se estuviera produciendo.
En el año 2007, un grupo de investigadores de la Universidad de Exeter, en el Reino Unido, y de varios centros de investigación en Estados Unidos, desarrollaron un modelo en el que trataron de predecir como podría afectar el aumento de las temperatura al sex-ratio de una población de Tortuga boba (Caretta caretta) que se reproducía en la Isla de Bald Head, en Carolina del Norte. Para hacerlo, midieron la temperatura de la arena en los lugares de puesta y estimaron la relación de esa temperatura con las temperatura del aire, de la cual había registros históricos desde hacía muchos años. De esta forma, pudieron evaluar la relación sexual en el pasado y estimar cómo sería esta relación sexual en el futuro. 

En el periodo comprendido entre 1980 y 2005 no se detectó una tendencia temporal significativa en la relación sexual  estimándose la relación sexual promedio anual en un 58% a favor de las hembras (Hawkes et al, 2007). Según los modelos que desarrollaron estos autores, un incremento de 7,5ºC en la temperatura del aire, que es el máximo aumento que predice el peor de los escenarios implicaría que el 100% de las crías nacerían como hembras, pero un incremento de tan solo 1ºC sería suficiente para que el sesgo a favor de las hembras ya fuera muy significativo, lo que acabaría afectando irreversiblemente a la supervivencia de la especie (Hawkes et al, 2007).

Desgraciadamente, esas predicciones acaban de confirmarse en una de las mayores poblaciones mundiales de otra especie de tortuga marina, la Tortuga verde (Chelonia mydas) que se reproduce en la Gran Barrera de Coral australiana. En un trabajo publicado recientemente (Jensen et al, 2018), se estudiaron dos poblaciones de esta especie que se reproducían en los dos extremos de la barrera de coral, una en el norte y otra en el sur, y que se encontraban separadas genéticamente entre sí, ya que los apareamientos siempre se producían en la proximidad de las playas donde luego se producían las puestas. 
Trabajos anteriores ya habían confirmado que la población del norte había empezado a mostrar algunos síntomas de declive a partir de mediados de la década de los 90 del siglo XX, cuando la reproducción en la Isla de Raine, la mayor colonia de la especie, fue prácticamente nula, pero se había atribuido este fracaso al incremento del nivel del mar en la zona que podría haber anegado los nidos de las playas.
Proporción relativa de machos y hembras en juveniles, subadultos y adultos de tortuga verde, en poblaciones del norte de la barrera de coral (naranja), del sur (azul). Las bandas negras corresponden a otras poblaciones y las rayadas a haplotipos no identificados (Jensen et al, 2018). 
Cuando se identificó la proporción sexual en ambas poblaciones, los resultados resultaron alarmantes, ya que mientras que en la población del sur la proporción de hembras respecto al total ya era de aproximadamente el 65%, en la población del norte las hembras representaban el 99,1% de los juveniles, el 99,8% de los subadultos y el 86,8% de los adultos (Jensen et al, 2018). Al combinar los registros históricos de temperaturas con los datos obtenidos sobre el sex-ratio, se confirmó que las colonias de tortugas verdes del norte de GBR habían estado produciendo principalmente hembras durante más de dos décadas y que el sesgo hacía las hembras se había ido incrementando paulatinamente, por lo que la feminización completa de esta población es muy posible a corto plazo. Por si esto fuera poco, el incremento de temperaturas no solo tuvo un efecto radical sobre la feminización de la población, sino que las temperaturas más extremas también incrementaron la tasa de mortalidad de los embriones. 
Estudios como estos confirman que el cambio climático no solo afecta al medio ambiente o a la fenología reproductiva de algunas especies, sino que incluso puede provocar la extinción de muchas especies al interferir en su desarrollo e incluso en su determinación sexual.
Referencias- Hawkes LA, Broderick AC, Godfrey MH & Godley BJ (2007) Investigating the potential impacts of climate change on a marine turtle population. Global Change Biology 13: 923–932. doi: 10.1111/j.1365-2486.2007.01320.x- Jensen MPJ, Allen CD, Eguchi T, Bell IP,  LaCasella EL, Hilton WA, Hof CAM & Dutton PH (2018) Environmental warming and feminization of one of the largest sea turtle populations in the world. Current Biology 28: 154–159. https://doi.org/10.1016/j.cub.2017.11.057