La determinazione del sesso nei rettili in funzione della
temperatura
Alessandro Bellese, Med Vet
Negli anni
settanta alcune ricerche sulla riproduzione di alcuni cheloni (T. greca, E.
orbicularis) hanno evidenziato che la temperatura d’incubazione delle uova
influenza il sesso dei neonati.
Fino a quella data si pensava che in tutti i vertebrati il sesso fosse
geneticamente controllato, anche se cambi di sesso avvengono nei pesci e negli anfibi, ma
successivamente alla schiusa.
Studi successivi hanno mostrato che la determinazione del sesso dipendente dalla
temperatura (DSDT) è ampiamente diffusa nei rettili.
La DSDT avviene in:
- Tuatara (Sphenodon
punctatum)
- Coccodrilli: tutte le specie
- Cheloni: 12 gruppi
- Squamati: Iguania, Gekkota, Lacertidae
I cromosomi sessuali non sono coinvolti e la DSDT avviene presto durante il primo
terzo dello sviluppo embrionale, perciò si tratta sicuramente di determinazione del sesso
e non di cambio di sesso.
Tra le specie con DSDT, l’intervallo di temperatura in cui il sesso viene
determinato è relativamente breve ed ha variazioni specifiche. Per fare alcuni esempi
riguardanti i cheloni:
Specie |
Temperatura d’incubazione |
Sex ratio |
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<= 30°C
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98-100% maschi |
Testudo greca
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30,5°C |
50%-50% |
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>= 31°C |
98-100% femmine |
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<= 30°C |
98-100% maschi |
Testudo hermanni |
31;5°C |
50%-50% |
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>= 33°C |
98-100% femmine |
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<= 26°C |
98-100% maschi |
Gopherus polyphemus |
30,5°C |
50%-50% |
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>= 32°C |
98-100% femmine |
Nella maggior parte dei coccodrilli e sauri le alte temperature d’incubazione
producono maschi mentre le basse producono femmine.Nei cheloni alte temperature producono
femmine, quelle basse maschi.
In alcune specie di coccodrilli, sauri e cheloni le femmine risultano da incubazione ad
alte e basse temperature, mentre i maschi a quelle intermedie.
La temperatura media durante questo periodo regola la direzione della
differenziazione delle gonadi. All’intervallo di temperatura soglia le gonadi possono
divenire ovaie o testicoli.
Il meccanismo fisiologico non è ancora del tutto compreso. Alla temperatura
appropriata per la produzione di un sesso piuttosto che un altro, l’enzima aromatasi
è prodotto in quegli individui che diverranno femmine mentre l’enzima 5 alfa
reduttasi è prodotto in quelli che diverranno maschi. Questi enzimi inducono
rispettivamente la conversione di testosterone ad estradiolo per iniziare la
differenziazione delle ovaie o diidrotestosterone per iniziare quella testicolare.
I geni che codificano per la produzione di aromatasi o 5 alfa reduttasi sono
attivati e disattivati dalla temperatura.
Le implicazioni ecologiche e le conseguenze della DSDT sono affascinanti e
complesse, ma soggette a continue discussione da parte dei vari studiosi.
Secondo alcuni, poiché la temperatura d’incubazione determina la sex ratio
della covata, la femmina avrebbe il potenziale di determinare il sesso dei propri figli
selezionando il sito di deposizione in base alla temperatura.
In popolazioni dove la sex ratio è spostata verso un sesso, la produzione di un
maggior numero di nati dell’altro sesso, darebbe un vantaggio in fitness (capacità
che un organismo ha di sopravvivere e di trasmettere i propri geni alle generazioni
successive; successo biologico) a quelle femmine che hanno selezionato il sito di
deposizione in base alla sex ratio della popolazione. Attualmente non ci sono studi che
dimostrino che questo avvenga o come una femmina possa conoscere la sex ratio della
popolazione
Secondo altri autori invece in natura il sito ed il metodo di deposizione fanno
sì che alla fine il rapporto dei sessi sia proporzionale. Per fare un esempio, Osadnik
(1987) ha scoperto durante esperimenti di laboratorio, che Phelsuma dubia (un geco diurno del Madagascar)
tendeva a produrre più maschi quando le uova erano incubate alle più alte temperature
del range. In particolare temperature d’incubazione superiori ai 30°C producono più
maschi e temperature inferiori più femmine.
Ulteriori esperimenti, hanno prodotto l’interessante risultato che, se la
temperatura varia nell’arco della giornata tra 20 e 32°C viene prodotto circa lo
stesso numero di maschi e femmine. Esperimenti sul campo hanno dato simili risultati. In
particolare in un sito di deposizione comunitario a Mahajamga, Osadnik ha misurato
variazioni giornaliere di temperatura tra i 23,5 ed i 32,2°C ed è stato in grado di
determinare che la sex ratio dei neonati in quel sito era di 1:1.
La
conclusione di questi esperimenti sembrerebbe essere che il fenomeno della variazione
della sex ratio dipendente dalla temperatura, sia solamente un “problema di
laboratorio”. Le variazioni che si verificano nei siti di deposizione in natura
producono una sex ratio bilanciata tra i due sessi, in condizioni d’incubazione
artificiale invece la temperatura è costante e provoca il “problema”
La DSDT però, potrebbe avere significative conseguenze sulla popolazione
associate alla predazione dei nidi. In ambienti naturali, dove c’è un mosaico di
siti di deposizione disponibili basati sulla temperatura (ad esempio siti ombreggiati
sotto gli alberi o al contrario siti in aree aperte non ombreggiate) e dove tale mosaico
porta come risultato globale un rapporto tra i sessi paritario, una predazione basata sul
sito di deposizione, potrebbe causare la perdita di un numero sostanzioso d’individui
di un sesso piuttosto che di un altro, con il risultato di una deviazione della sex ratio.
Variazioni nella temperatura terrestre potrebbero influenzare la struttura delle
popolazioni animali con DSDT. Cambiamenti climatici, sia dovuti ad eventi ciclici naturali
sia all’innalzamento globale della temperatura causati dall’uomo, potrebbero
riflettersi in cambiamenti della temperatura dei siti di deposizione e quindi della sex
ratio delle popolazioni e quindi avere conseguenze sulla sopravvivenza delle specie.
In ogni caso, la
comprensione di questo fenomeno, potrebbe essere utile per finalità conservazionistiche
per aumentare il quoziente riproduttivo di specie minacciate d’estinzione e
sottoposte a progetti di riproduzione in cattività.
Pubblicato su Animalia n. 1 gennaio
2003
