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La determinación sexual ambiental y la extinción de los dinosaurios
Alberto González Fairén
Entre la gran diversidad de mecanismos de determinación sexual de los vertebrados, dos son compartidos por un gran número de ellos: la determinación genética y la ambiental. El hecho de que el sexo de los dinosaurios estuviese determinado por la temperatura de incubación de sus huevos pudo tener consecuencias fatales para su supervivencia después del gran impacto asteroidal que marcó el final del Mesozoico.
os dinosaurios y los cocodrilos son miembros del grupo de los Arcosaurios, que apareció al principio del periodo Triásico, hace unos 245 millones de años. Al final del Triásico, el grupo estaba representado por los dinosaurios, los camposaurios, los pterosaurios y los cocodrilianos. Las aves modernas descienden probablemente de Arcosaurios capaces de volar que aparecieron a principios del Jurásico, y que compartieron el cielo con los pterosaurios durante todo el Cretácico. Por lo tanto, los únicos Arcosaurios que perviven hoy en día son los cocodrilos y las aves.

Curiosamente, el modo de determinación del sexo en cocodrilos y aves responde a dos modelos bien diferentes. En los cocodrilos (como en las tortugas y en algunos lagartos), la determinación sexual es ambiental: han desarrollado un sistema dependiente del entorno, mediante el cual el sexo del individuo queda determinado por la temperatura de incubación del huevo. Las aves, por el contrario (y al igual que los mamíferos, las serpientes, muchos lagartos, los anfibios y algunos peces) cuentan con cromosomas o genes que determinan específicamente el sexo del individuo. De cualquier modo, los programas genéticos implicados en la determinación sexual en ambos casos están muy relacionados, ya que la estrategia genética parece haber evolucionado a partir de la ambiental, como demuestran los análisis filogenéticos y moleculares (Figura 1).
Figura 1: Cronología de la evolución de la determinación sexual durante el Fanerozoico. (Adaptado de Miller et al., 2004).
En realidad, la independencia del entorno que confiere el modo genético de determinación sexual debe ser ventajosa, ya que ha evolucionado de manera diferente en cada uno de esos grupos: en los mamíferos, se desarrolló el sistema heterogamético XX-XY a partir de autosomas primitivos y merced a la aparición del gen SRY en el cromosoma Y hace 200 o 300 millones de años; en insectos, el proceso fue similar, pero sucedió hace mucho más tiempo; y en aves el sistema ZZ-ZW tiene como individuos heterogaméticos a las hembras.

La estrategia de determinación sexual ambiental puede obedecer a dos patrones diferentes: en un caso, temperaturas por encima o por debajo de un rango medio establecido, derivan en la generación de un solo sexo (todos machos o todas hembras, según las especies: en las tortugas, las temperaturas elevadas producen hembras; en los lagartos, machos); en el otro patrón, el que usan los cocodrilos, las temperaturas intermedias dan lugar a un sexo (machos, en los cocodrilos), y las que están por encima o por debajo, al otro. Incluso en algunas especies, la sensibilidad a la temperatura dura tan sólo dos o tres días en una fase muy concreta de la incubación.

Evidentemente, cambios sostenidos en el tiempo de la temperatura ambiental pueden derivar en serios problemas para la supervivencia de algunas especies con estrategia ambiental para la determinación del sexo, ya que la reproducción sexual eficiente requiere un balance ajustado entre machos y hembras. Es muy posible que la extinción de los dinosaurios estuviera íntimamente vinculada a su modo de determinación sexual, que parece que podría haber seguido una estrategia ambiental.

Impacto!
En este sentido, y después de gozar de un ambiente relativamente benigno durante el Jurásico y el Cretácico inicial, el final del Mesozoico fue una época de profundos cambios. Como epílogo de esta época convulsa, el gran impacto de Chicxulub, al final del Cretácico (hace 65 millones de años, ver Figura 2), tuvo un efecto determinante sobre una serie de factores interrelacionados, incluyendo la competencia por el alimento, las variaciones en el nivel del mar, o incluso el cambio climático. En consecuencia, los dinosaurios, que ya se encontraban en clara decadencia como grupo dominante entre los vertebrados, terminaron por desaparecer. Posiblemente, los drásticos cambios ambientales derivaron en una preponderancia de machos en la descendencia, durante un periodo demasiado prolongado como para permitir que las poblaciones se recuperaran.

Los efectos globales del impacto sobre los grupos con determinación sexual genética serían menos dramáticos. Pero, ¿qué factores determinaron la extinción de los dinosaurios, permitiendo al tiempo la supervivencia de cocodrilos, tortugas y algunos lagartos? Posiblemente intervinieron factores biológicos y fisiológicos no totalmente conocidos, que permitieron a estos grupos adaptarse con éxito a un entorno en profundo cambio. Entre tales diferencias, cabe mencionar la unión de las regiones uterinas que forman las membranas del huevo y las capas calcáreas, que podrían haber estado separadas en los dinosaurios; el desarrollo precoz de la cintura pélvica en las hembras de dinosaurio, acompañado del establecimiento de pautas de movilidad y de anidada muy diferentes de las de los demás grupos; o diferencias en la ventilación pulmonar o en la estructura del cerebro. En el caso de las aves, además, las diferencias se acentuaron hace 170 millones de años, cuando evolucionaron a la endotermia, lo que determinó que cambiaran su estrategia de determinación sexual al modo genético. Y en el caso de cocodrilos y tortugas, sus hábitos de vida en las interfases tierra-agua (estuarios, ríos) les habría proporcionado cierto grado de protección frente a los cambios.
Reconstrucción paleogeográfica de los continentes hace 65 millones...
Figura 2: Reconstrucción paleogeográfica de los continentes hace 65 millones de años. El impacto de Chicxulub se muestra en rojo. En azul, la posición de los continentes modernos, entonces sumergidos. (En Smith et al., 1994).

NOTA: El Editor de este sitio desea agradecer al Sr. Daniel Marín Arcones por su valiosa colaboración y amistad.
 
 
Madrid, España, 18 de Agosto de 2006.
 
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