El impacto del calentamiento global en la reproducción de los peces puede ser temporal

Experimento de diez años realizado con róbalo europeo revela que la sobrepoblación de machos causada por el agua caliente es revertida por el nacimiento de más hembras en la tercera generación

Por André Julião  |  Agência FAPESP – En muchas especies de peces, la temperatura del agua determina si la cría nacerá macho o hembra, un mecanismo biológico que, frente al calentamiento global, amenaza con extinguir poblaciones enteras debido a la escasez de hembras. Sin embargo, un estudio internacional realizado en España, Francia y Brasil descubrió que este conocido efecto de masculinización puede ser compensado a lo largo de las generaciones. En un experimento de diez años con más de 3.000 individuos de róbalo europeo (Dicentrarchus labrax), los científicos observaron que la mayoría de machos nacidos en las primeras generaciones bajo calor intenso fue sorprendentemente revertida por el nacimiento de más hembras en la tercera generación.

Los resultados fueron publicados en marzo en la revista Global Change Biology.

“Observamos que los efectos del calentamiento no son acumulativos para algunos linajes de esta especie, lo que nos da cierta esperanza respecto al impacto del cambio climático sobre los peces, al menos en lo que se refiere a los aspectos reproductivos”, explica Maira da Silva Rodrigues, coautora del estudio, realizado durante su doctorado en el Instituto de Biociencias de Botucatu de la Universidad Estatal Paulista (IBB-Unesp), en Brasil, con una beca de la FAPESP.

Rodrigues llevó a cabo los análisis de las gónadas, testículos y ovarios de la tercera generación de róbalos europeos del experimento, bajo la orientación de Rafael Henrique Nóbrega, profesor del Departamento de Biología Celular y Molecular del IBB-Unesp, apoyado por la FAPESP.

“El mayor número de machos es un fenómeno que afecta a poblaciones de especies de peces cuyo sexo está determinado, en parte, por la temperatura del agua. Desde hace tiempo se debate si un planeta más cálido podría llevar a estas especies a la extinción, ya que, en teoría, dejarían de existir hembras. Lo que muestra el estudio es que, al menos para la especie analizada, ocurre una compensación que podría contrarrestar este efecto perjudicial del calentamiento”, explica Nóbrega.

Sin embargo, la tercera generación, es decir, los nietos de la primera generación e hijos de la segunda generación estudiadas, no quedó totalmente inmune a los efectos de haberse desarrollado en un ambiente más cálido (21 °C, en lugar de los 16 °C de las poblaciones de control).

“Los machos de la generación más reciente, que presentó una mayor proporción de hembras, mostraron un retraso significativo en la maduración de las gónadas. No sabemos qué podría ocurrir con la siguiente generación debido a ello. Las hembras, por su parte, no tuvieron afectado su desarrollo gonadal”, afirma Rodrigues.

Mensajeros ambientales

El trabajo se realizó con una especie del hemisferio Norte, que vive en aguas normalmente más frías que las de los trópicos. A pesar de su nombre, es un pariente lejano de los peces conocidos como robalo en Brasil y presenta un desarrollo sexual diferente.

Aún no se sabe cuál sería el efecto del calentamiento a lo largo de generaciones en especies tropicales y neotropicales, como las de Brasil. Por ello, los investigadores están ampliando sus estudios a especies brasileñas, comenzando por el lambari (Astyanax lacustris).

“Uno de los enfoques más innovadores de estas investigaciones es el papel de los microARN presentes en el semen, que pueden actuar como mensajeros ambientales capaces de transmitir información del padre a la descendencia”, afirma Nóbrega.

Según el investigador, estos pequeños ARN pueden influir directamente en el desarrollo embrionario, la fertilidad y la capacidad adaptativa de las futuras generaciones de peces, abriendo una nueva frontera para comprender la herencia paterna en los vertebrados.

En un trabajo anterior apoyado por la FAPESP (proyectos 20/15237-0 y 18/10265-5), el grupo de Botucatu, en colaboración con investigadores de Argentina y Canadá, mostró que el calor no solo altera directamente la proporción sexual, sino que también activa mecanismos hormonales profundos.

En el gráfico, tres especies analizadas por el grupo de Botucatu desde la perspectiva de la respuesta hormonal y del desarrollo sexual bajo temperaturas elevadas (imagen: Maira Rodrigues/IBB-Unesp)

Los experimentos con el pez medaka (Oryzias latipes), nativo de Asia, demostraron que las hormonas tiroideas, especialmente la T3, actúan como elementos clave en la masculinización inducida por la temperatura.

La exposición al calor activa el eje del estrés, aumentando los niveles de cortisol, que a su vez estimula el eje tiroideo, elevando los niveles de T3 y promoviendo el desarrollo testicular. Cuando esta respuesta al estrés es bloqueada, la masculinización deja de producirse, lo que evidencia que el fenómeno depende de una compleja interacción entre distintos sistemas hormonales.

“Los descubrimientos están cambiando la forma en que se perciben los efectos del cambio climático. En lugar de respuestas simples y lineales, mostramos que existe un escenario complejo, en el que hormonas, genes, historial ambiental y herencia transgeneracional interactúan para moldear el destino de las poblaciones”, destaca Rodrigues.

“Aún no se sabe hasta qué punto estos mecanismos serán suficientes para compensar los impactos del calentamiento global. Pero está claro que, para predecir el futuro de la biodiversidad, será esencial mirar más allá de una sola generación y comprender cómo la vida responde, se adapta y, posiblemente, resiste a lo largo del tiempo”, concluye Nóbrega.

El artículo Transgenerational heat exposure triggers unexpected compensatory sex ratio responses in a temperature-sensitive fish under climate warming está disponible en: onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1111/gcb.70807.