Descubren nuevas formas de plasticidad sexual en los peces

En biología se acepta que la forma y la función de un órgano van de la mano. Sin embargo, un estudio internacional con participación del Consejo Superior de Investigaciones Científicas (CSIC) ha demostrado que no siempre es así cuando se trata de las gónadas de los peces. Por ejemplo, la exposición de las hembras de pez cebra a altas temperaturas durante su desarrollo puede hacer que las gónadas expresen genes masculinos. La investigación se publica en la revista Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America (PNAS).

Los peces tienen un desarrollo sexual muy plástico, puesto que exhiben diversas formas de hermafroditismo. Incluso en las especies con sexos separados, que son la mayoría, la alteración del ambiente durante el desarrollo temprano, por ejemplo debido a temperaturas anormalmente altas, puede dar lugar a un mayor número de machos. Esto se debe a que algunas hembras genéticas terminan por diferenciarse morfológicamente como machos. Estas hembras masculinizadas, denominadas ‘neomachos’, pueden alterar la proporción de sexos y amenazar la supervivencia de las
poblaciones en un escenario de calentamiento global.

Investigadores del Instituto de Ciencias del Mar (Barcelona) en colaboración con científicos del Temasek Life Sciences Laboratory (Singapur), liderados por Laszlo Orbán, han descubierto mediante el estudio de varias familias de pez cebra (una especie con sexos separados) que el grado de masculinización como respuesta a la temperatura elevada depende de la familia.

Así, algunas familias son altamente sensibles al calor, “lo que indica que el resultado está relacionado con la interacción entre la genética y el medio ambiente”, explica Francesc Piferrer, co-director del estudio e investigador del CSIC en el Instituto de Ciencias del Mar.

Hembras que expresan genes ‘masculinos’
Los investigadores expusieron larvas y juveniles de peces cebra a ambientes con temperaturas elevadas. Al llegar a la etapa adulta, los peces eran morfológicamente machos o hembras, no se observaron peces con gónadas de ambos sexos o hermafroditas. Entre los machos encontraron machos y ‘neomachos’, tal y como se esperaba. Sin embargo, al analizar los peces que permanecieron como hembras, los científicos hallaron dos tipos: las hembras de aspecto normal, en términos de forma y función, y las que, a pesar de tener ovarios, tenían un transcriptoma (la función) muy
similar al de los machos, en sus gónadas se expresan mayoritariamente genes ‘masculinos’.

Cambio en la función sin cambio en la forma
Tal como explica Piferrer, “esto significa un cambio importante en la función de las gónadas sin cambio visible en la forma del órgano, una observación novedosa en vertebrados. No sabemos si esto puede estar ocurriendo en poblaciones naturales de pez cebra u otras especies expuestas a temperaturas anormalmente elevadas”. Pero el
descubrimiento de familias altamente sensibles al calor y la presencia de machos "encubiertos" que parecen hembras, “significa que tenemos que replantear nuestra estrategia de cómo evaluamos los efectos de las temperaturas elevadas en el sexo de los peces en un escenario de cambio climático”, añade.

Ribas, L., Liew, W.C., Díaz, N, Sreenivasan, R., Orban, L., Piferrer, F., 2017. Heat-induced masculinization
in domesticated zebrafish is family-specific and yields a set of different gonadal transcriptomes.
Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America (PNAS). DOI:
10.1073/pnas.1609411114

Imagen: Ejemplar de pez cebra. / IATS-CSIC