Il Sesso delle spigole dipende dalla temperatura dell’Acqua

A differenza dei mammiferi e degli uccelli, nei quali il sesso è stabilito al momento del concepimento dai cromosomi sessuali, nei pesci e nei rettili è comune che il sesso venga determinato, almeno in parte, dalla temperatura ambientale durante una fase cruciale dello sviluppo. Questo è il caso della spigola, ma con una particolarità: la stessa temperatura può produrre maschi o femmine a seconda del momento dello sviluppo del pesce. Questo fenomeno è stato evidenziato da uno studio congiunto tra l’unità di Genetica Animale e Biologia Integrativa (GABI, INRAE, AgroParisTech, Università di Paris-Saclay) e il laboratorio MARBEC (IRD, Ifremer, Università di Montpellier, CNRS).

Il Sesso Determinato dalla Temperatura nelle Prime Fasi di Vita

Il sesso di molte specie di pesci e rettili è influenzato dalla temperatura a cui l’organismo è esposto all’inizio della vita. Questo permette un adattamento delle popolazioni alle condizioni ambientali, quando una particolare condizione offre vantaggi riproduttivi a un sesso rispetto all’altro. Per esempio, se la fertilità è legata alla dimensione delle femmine, queste verranno favorite in condizioni che ne stimolano una rapida crescita. Questo effetto della temperatura si verifica durante un periodo ben definito (l’incubazione nei rettili e i primi stadi di sviluppo post-schiusa nei pesci). Nelle popolazioni naturali di spigole, il rapporto sessuale è mediamente bilanciato (con un numero simile di maschi e femmine), ma si registrano variazioni influenzate dalle condizioni climatiche annuali. Tuttavia, in acquacoltura si osserva spesso una predominanza di maschi (dal 75% al 95% della popolazione), mentre le femmine sono più ricercate per la loro crescita più rapida e pubertà più tardiva. Questa situazione ha spinto allevatori e ricercatori a indagare sulle cause di tali differenze.

Un Mix Complesso di Controllo Genetico e Influenza della Temperatura

Studi precedenti hanno evidenziato che il sesso delle spigole è determinato sia da fattori genetici (senza cromosomi X o Y, ma con una “tendenza sessuale” verso il maschio o la femmina legata all’effetto combinato di numerosi geni) sia dalla temperatura dell’acqua durante i primi mesi di vita. Tuttavia, l’effetto della temperatura è stato a lungo oggetto di dibattito: mentre la maggior parte degli studi dimostrava un effetto femminilizzante delle basse temperature, alcuni indicavano un effetto contrario, con basse temperature che favorivano i maschi.

Un’Ipotesi Evolutiva per Spiegare l’Effetto della Temperatura

In generale, temperature basse rallentano la crescita degli animali a sangue freddo, come i pesci. Sembrava quindi controintuitivo che le femmine, che crescono più velocemente dei maschi, fossero favorite da temperature basse. “Questa contraddizione ha spinto i ricercatori a formulare un’ipotesi originale”: “La stagione di deposizione delle uova della spigola va da febbraio a fine marzo. Si potrebbe quindi ipotizzare che una deposizione precoce, in acque fredde, permetta una stagione di crescita più lunga e, di conseguenza, una maggiore dimensione alla riproduzione, un aspetto importante per le femmine. Questo spiegherebbe perché l’acqua fredda favorisca lo sviluppo delle femmine. Invece, una bassa temperatura prolungata durante la crescita ma prima della differenziazione sessuale, rallentando la crescita, potrebbe favorire il sesso maschile.”

Per verificare questa ipotesi, i ricercatori hanno allevato spigole a bassa temperatura (16°C) per periodi da 11 a 244 giorni dalla fecondazione, trasferendoli poi a una temperatura più favorevole di 21°C. I ricercatori hanno così confermato l’ipotesi che una temperatura inferiore ai 17°C nei primi 56 giorni di vita indirizza preferenzialmente le giovani spigole verso il sesso femminile. Al contrario, prolungare l’esposizione a basse temperature oltre i 56 giorni ha avuto l’effetto opposto, orientando i pesci verso il sesso maschile, fino a ottenere oltre il 90% di maschi dopo 230 giorni a 16°C.

Un Caso Unico nel Regno Animale

Questa è la prima osservazione di effetti opposti della temperatura sul determinismo sessuale in diversi stadi di sviluppo, rivelando una complessità inedita degli effetti della temperatura su questo processo. Questi risultati aprono nuove prospettive di comprensione dell’evoluzione dei sistemi di determinazione del sesso, degli effetti del cambiamento climatico sulle popolazioni naturali e della gestione delle pratiche di allevamento. “In questa controversia tra ‘freddo=maschio’ e ‘freddo=femmina’, entrambe le parti avevano ragione,” commenta ironicamente Marc Vandeputte, “era solo una questione di tempistica.”