Les temperatures extremes alteren la reproducció de les espècies
Investigadores de la UAB han demostrat que la calor extrema pot canviar el destí genètic d’una espècie. Resultats publicats recentment indiquen que l’augment de les temperatures està modificant processos biològics fonamentals en les espècies, des de la fertilitat fins a la determinació del sexe.
La biodiversitat està desapareixent a un ritme alarmant, impulsada per l’activitat humana: contaminació, gasos d’efecte hivernacle i temperatures extremes. Però com afecten exactament aquests factors de cara a la reproducció i la supervivència de les espècies? Un grup de recerca de la Universitat Autònoma de Barcelona (UAB) liderat per la Aurora Ruiz-Herrera, professora del Departament de Biologia Cel·lular, de Fisiologia i d’Immunologia, investigadora de l’Institut de Biotecnologia i de Biomedicina (IBB-UAB) i ICREA Acadèmia, s’ha proposat respondre a aquesta pregunta centrant-se en l’estudi de rèptils i peixos, espècies clau per a l’equilibri dels ecosistemes. La presència i l’estat de salut d’aquestes especies influeixen directament en l’estructura i el funcionament de les xarxes tròfiques terrestres i aquàtiques, la qual cosa els converteix en autèntics sentinelles de l’estat mediambiental del planeta.
L’equip de la UAB acaba de publicar dos estudis i un article de revisió en rèptils que demostren com els canvis en la temperatura ambiental poden alterar els processos genètics per a la reproducció i l’evolució de les espècies.
En un dels estudis, publicat a PLOS Genetics, l’equip de la UAB ha descobert que les temperatures extremes alteren la recombinació genètica en el dragonet terrestre de Guibé (Paroedura guibeae), un petit rèptil que habita als ecosistemes càlids de Madagascar. La recombinació és un procés fonamental per a les espècies, ja que genera diversitat genètica, la qual cosa augmenta les probabilitats que una espècie s’adapti a canvis ambientals, i influeix en l’evolució, ja que determina quines combinacions genètiques es transmeten a la descendència. L’equip liderat per Aurora Ruiz-Herrera ha observat que, en condicions de calor, s’incrementen els esdeveniments de recombinació i es produeixen una fragmentació més elevada de l’ADN i canvis en l’estructura dels cromosomes. Aquests resultats revelen que la temperatura no només afecta l’expressió dels gens, sinó també la manera en què es transmet la informació genètica entre generacions.
«Aquest estudi ens ajuda a entendre que l'escalfament global no només afecta el clima, sinó que també influeix en els mecanismes d'adaptació dels animals per sobreviure», explica Laura González Rodelas, investigadora del grup de la UAB i coautora de la recerca.
El segon estudi, fet en paral·lel conjuntament amb un consorci internacional i publicat a GigaScience (Oxford University Press), s’ha centrat en el dragó barbut central (Pogona vitticeps), una espècie australiana capaç de canviar de sexe si els ous s’incuben a altes temperatures. Aquest fenomen, conegut com a reversió sexual induïda per temperatura, permet que individus genèticament masculins (portadors dels cromosomes ZZ) es desenvolupin com a femelles funcionals. Gràcies a una nova seqüenciació genòmica d’alta qualitat, les investigadores han pogut estudiar en detall els cromosomes sexuals d’aquesta espècie i comprendre millor com l’entorn pot reprogramar el desenvolupament biològic. La nova seqüenciació, que inclou acoblaments complets dels cromosomes sexuals Z i W, obre la porta a identificar gens clau implicats en la determinació sexual i a entendre com l’ambient pot alterar els programes genètics que defineixen el sexe.
«Aquest nou genoma serà un recurs fonamental per facilitar i accelerar la recerca sobre les particularitats reproductives d’aquesta espècie, així com per a estudis comparatius amb altres rèptils», explica Laia Marín Gual, investigadora del grup de la UAB i coautora de l’estudi.
Tots dos estudis subratllen un missatge clar: la temperatura no només canvia el clima, sinó que també pot canviar la manera en què es transmet la vida, destaca l’equip de recerca de la UAB. Són troballes amb implicacions profundes per a la biologia evolutiva i la conservació d’espècies en un món cada vegada més càlid, assenyalen.
«Estem començant a entendre com l’entorn pot modelar directament l’arquitectura genètica dels organismes. Aquests resultats ens acosten a desentranyar els mecanismes que permeten als rèptils adaptar-se i persistir en condicions extremes», explica Aurora Ruiz-Herrera. «Comprendre aquests processos és clau per anticipar quines espècies són més vulnerables al canvi climàtic i dissenyar estratègies de conservació més eficaces, perquè protegir la biodiversitat també és protegir el futur de tots», conclou la investigadora i professora catedràtica del Departament de Biologia Cel·lular, de Fisiologia i d’Immunologia de la UAB.
Referències:
González-Rodelas L, Marín-García C, Romero C, Pujol G, Marín-Gual L, Kratochvíl L, et al. (2025) Recombination plasticity in response to temperature variation in reptiles. PLoS Genet 21(8): e1011772. https://doi.org/10.1371/journal.pgen.1011772
Hardip R Patel, Kirat Alreja, Andre L M Reis, J King Chang, Zahra A Chew, Hyungtaek Jung, Jillian M Hammond, Ira W Deveson, Aurora Ruiz-Herrera, Laia Marin-Gual, Clare E Holleley, Xiuwen Zhang, Nicholas C Lister, Sarah Whiteley, Lei Xiong, Duminda S B Dissanayake, Paul D Waters, Arthur Georges, A near telomere-to-telomere phased genome assembly and annotation for the Australian central bearded dragon Pogona vitticeps, GigaScience, Volume 14, 2025, giaf085, https://doi.org/10.1093/gigascience/giaf085
Laia Marín-Gual, Paul D Waters, Aurora Ruiz-Herrera, Male meiosis at the helm: shaping genomes and sex chromosomes in emerging vertebrate models, Biology of Reproduction, 2025; ioaf175, https://doi.org/10.1093/biolre/ioaf175