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sábado, 2 de septiembre de 2017

Tilapias, culturistas y el sexo de los cocodrilos

Crocodylus acutus. Foto
¿Por qué unos individuos son machos y otros hembras? Dejemos a un lado el caso de las plantas, en las que la determinación del sexo es algo más compleja, y fijémonos en los animales. En ellos el sexo está biológicamente determinado bien por la genética (es decir, está fijado en los cromosomas), bien por la temperatura de incubación, lo que ocurre en algunos anfibios, reptiles y peces que no poseen cromosomas sexuales en su material genético. El medio modifica el metabolismo de las células embrionarias, haciendo que se diferencien unas de otras y determinando el sexo.
Por lo general, en el caso de los cocodrilos, a mayores temperaturas la proporción de machos será mayor, mientras que a bajas temperaturas la proporción de hembras aumenta, aunque en algunas especies las hembras se desarrollan en mayor proporción tanto a temperaturas bajas como altas, y los machos se desarrollan en mayor proporción a temperaturas intermedias. [1] Al menos esto es lo que se sabía hasta ahora, pero esta misma semana, el 1 de septiembre, gracias a un artículo publicado en Science,  hemos sabido que las cosas están cambiando. Empecemos por ver este vídeo.
Chris Murray (derecha) sacar sangre de un cocodrilo para la prueba de 17 α-metiltestosterona. Foto 
Si quieres saber si un cocodrilo es un macho o una hembra, tienes que atraparlo, lo cual no resulta fácil con animales como el cocodrilo americano (Crocodylus acutus) un animal que alcanza cinco metros de longitud y 500 kg de peso. Una vez atrapado, inmovilizado y cegado, hay que introducir el índice en la cloaca, la cavidad situada en la base de la cola. Si hay una protuberancia, es un macho, si no la hay, hembra. Capturar adultos es complicado. Capturar crías es más fácil, pero determinar su sexo es más difícil, así que el equipo de investigación, dirigido por  Murray, ecofisiólogo de la Universidad Tecnológica de Tennessee en Cookeville, capturaba crías y luego las examinaba en el laboratorio del Parque Nacional Palo Verde de Costa Rica. Los jóvenes cocodrilos tienen un pequeño nódulos en la cloaca, que en los machos tiende a ser más largo, más rojo, más complejo y con un lóbulo más.
Después de examinar los genitales de casi 500 cocodrilos en Palo Verde, Murray y sus colegas encontraron algo extraño: la proporción de sexos escapaba a las tasas normales, porque el número de machos cuadriplicaba al de hembras. Las biopsias pusieon de relieve que los tejidos de los animales estaban contaminados con un esteroide sintético. Desde el principio, los investigadores sospecharon que ese esteroide era el causante del cambio de sexo.
El esteroide, la hormona 17α-metiltestosterona (MT), se prescribe a los hombres con deficiencias de testosterona y a las mujeres mayores con cáncer de mama. Se sabe también que los culturistas abusan de ella, pero ¿cómo podría haber aparecido en un remoto pantanal de la Costa Rica rural? Una posible pista: Las piscifactorías de los alrededores del Parque alimentan a las tilapias con piensos enriquecidos con la hormona, que transforma a las hembras en machos de crecimiento más rápido y comercialmente más rentables. Murray y su equipo están investigando ahora sí esa es la causa del cambio de sexo en los cocodrilos.
La investigación tiene interés para el ecosistema del pantanal  y para la población en general. Además de distorsionar la proporción de sexos, la hormona podría interrumpir la reproducción de los animales, lo que significa una seria preocupación habida cuenta de que los cocodrilos americanos ya están catalogados como vulnerables, y esa zona de Costa Rica es un santuario para la especie. La contaminación también podría estar alterando el comportamiento de los cocodrilos, haciéndolos más feroces. Si eso es así, podría incrementarse el conflicto con los seres humanos, que ya es de por sí un problema en Costa Rica. La hormona podría también afectar a las tortugas, aves, peces y otras criaturas acuáticas. Y dado que todas las piscifactorías tropicales alimentan las tilapias con piensos enriquecidos en MT, la hormona podría estar causando problemas en otros lugares.
Las piscifactorías de tilapias se han multiplicado en Centroamérica como consecuencia del incremento de la demanda en Estados Unidos y otros lugares. Los criadores les alimentan con piensos enriquecidos en  17α-methyltestosterona para aumentar la proporción de los machos, que son de mayor tamaño que las hembras. Foto
Durante más de 20 años, investigadores de todo el mundo se han preocupado por los efectos de los disruptores endocrinos. Un disruptor endocrino o disruptor hormonal, es una sustancia química, ajena a la especie animal a la que afecta, capaz de alterar el equilibrio hormonal, es decir, de generar la interrupción de algunos procesos fisiológicos controlados por hormonas, o de generar una respuesta de mayor o menor intensidad a lo habitual. Tienen origen natural o artificial, y pueden actuar a dosis muy bajas sobre una gran diversidad de organismos. Normalmente, al hablar de interruptores endocrinos nos referimos a sustancias contaminantes que pueden provocar infertilidad o incluso cambios de sexo en peces e invertebrados. En los seres humanos parece que no tienen un efecto tan radical, pero sí afectan a la fertilidad y pueden provocar pequeñas deformaciones como genitales ambiguos o testículos que no bajan al escroto.
De los pocos andrógenos conocidos que afectan al medioambiente, el acetato de trembolona, un esteroide sintético suministrado al ganado para acelerar su crecimiento, ha sido la fuente de mayor preocupación. Los resultados de varias investigaciones han encontrado que un derivado excretado por el ganado reduce la fertilidad de los ciprínidos usados en laboratorio, transforma el pez cebra femenino en macho e induce otros efectos masculinizantes. Hasta el momento la MT no estaba citada como un disruptor endocrino.
Cuando Murray llegó a Palo Verde en 2012  como estudiante de doctorado, el director de la Estación de Investigación del Parque le dijo  que investigar sobre el sexo de los cocodrilos era un tema del máximo interés para una tesis: un estudio reciente había encontrado en el parque una proporción 3:1 entre machos y hembras.
Para comprobar ese dato, Murray formó un grupo para capturar cuantos animales les fuera posible y averiguar lo que estaba pasando. Después de identificar el sexo de 474 cocodrilos de siete lugares diferentes, descubrieron que la población era aún más sesgada que el estudio anterior, con aproximadamente 3,5 machos por cada hembra. La disparidad se mantiene en todas las edades. En 2015, los machos representaron casi el 80% de las crías y el 60% de los adultos.
Distribución de Crocodylus acutus. Fuente
Las cifras resultan aún más sorprendentes porque el calentamiento global debería estar favoreciendo las proporciones de sexos en dirección contraria. A diferencia de los humanos, los cocodrilos y los caimanes no tienen cromosomas sexuales. Si un embrión se convierte en macho o en hembra depende de la temperatura del nido durante la incubación. La media de las temperaturas bajas en Palo Verde ha aumentado alrededor de 2,5 °C en menos de 20 años. Para medir el impacto que el aumento debería haber tenido, Murray y su equipo guardaron termoreceptores dentro de huevos de plástico y los enterraron en 25 nidos de cocodrilos. En 2016, el equipo estimó, basándose las temperaturas de los nidos, que las hembras debían superar a los machos en casi dos a uno. Algo estaba distorsionando los efectos térmicos.
Los investigadores habían oído que varias granjas de tilapia alrededor del parque usaban MT y se preguntaron si podría influir en el desarrollo sexual de los animales. Para comprobar la hipótesis de trabajo, inyectaron tres concentraciones diferentes de MT en huevos del cocodrilo americano (Alligator mississippiensis), que sirvieron como testigos. Luego los incubaron a temperaturas que sólo debían producir hembras. Aproximadamente el 60% de los huevos dosificados con los dos niveles más altos de MT produjeron machos. La MT tiene un efecto masculinizante, concluyeron.
En abril, encajó otra pieza del rompecabezas. El grupo informó que había encontrado el producto químico en muestras de sangre y yemas de huevo de los cocodrilos de Palo Verde, lo que confirmaba que habían estados expuestos a la MT. En contra de lo que se aseguraba, la hormona no se biodegradaba en determinadas condiciones naturales.  Estudios anteriores realizados por las agencias reguladoras de los alimentos habían afirmado que las tilapias engordadas con piensos enriquecidos en MT eran seguras para el consumo humano. Ahora había que revisar esos estudios, porque aunque todavía no se pueda afirmar nada concluyente que afecte al consumidor en general, los niveles bajos de andrógenos pueden ser perjudiciales para mujeres embarazadas.
La fuente de la hormona sigue siendo la gran pregunta. La MT no aparece normalmente en el medio natural, porque  está ligada a los medios antrópicos. Las piscifactoría de tilapia son el sospechoso número uno, ya que podrían liberar la MT en el medio acuático. Cómo llegaban hasta los cocodrilos es otra cuestión. Puede que de vez en cuando algunos cocodrilos se metan en las granjas y se den un festín. Pero todos los cocodrilos examinados en Palo Verde contienen MT, y todos no pueden haber estado alguna vez dentro de las piscifactorías. En lugar de ese supuesto, Murray y sus colegas sospechaban que la tilapia se escapan de las granjas y son devoradas por los cocodrilos, que absorben la MT y la almacenan en la grasa corporal.  Cuando las hembras producen huevos, pasan la hormona a sus crías.
Murray reconoce que él y sus colegas no tienen ninguna evidencia directa que implique las granjas y están investigando otras fuentes potenciales. El compuesto ha aparecido en la sangre y en los huevos de cocodrilos en el río Tárcoles a unos 100 km de Palo Verde, que, además, forma parte de otra cuenca fluvial Los cocodrilos contaminados de Palo Verde pueden estar migrando a la zona de Tárcoles, piensa Murray. Pero la MT también podría entrar en el medio ambiente a través de otras rutas, posiblemente desde la contaminación que se origina río arriba en la capital del país, San José. Dado que, legalmente o ilegalmente,  la gente está consumiendo la hormona, podría entrar en las aguas residuales de la ciudad. Algunos ecólogos como Kevin Fitzsimmons, un biólogo de la Universidad Arizona, que ha trabajado en piscifactorías de tilapias de todo el mundo, sostiene que los culturistas utilizan tanta MT que resulta más probable que sean ellos, más que las piscifactorías, los culpables de estar contaminando las aguas.
En definitiva, esta historia es una muestra más de cómo, directa o indirectamente, las actividades humanas están interfiriendo en los procesos que condicionan la biodiversidad. ©Manuel Peinado Lorca. @mpeinadolorca.



[1] Gunther, H.V., Eidenmüller B. (2005). Incubation of reptile eggs. Krieger Pub. p. 214.