Los machos de peces cíclidos Lamprologous callipterus son 12 veces más grandes que las hembras
Pero existe un segundo morfo macho que es 60 veces más pequeño que los gigantes constructores de nidos
La diferencia en el tamaño del cuerpo (o dimorfismo sexual) entre machos y hembras es común en todo el reino animal. Uno de los ejemplos más extremos de dimorfismo sexual se encuentra en la especie de pez cíclido Lamprologous callipterus del lago Tanganica en el este de África, donde los machos son 12 veces más grandes (más pesados) que las hembras.
La razón ecológica de esta notable diferencia de tamaño es el hecho de que esta especie utiliza para construir nidos conchas de caracol vacías que se encuentran en el fondo del lago. Por lo tanto, los machos deben ser lo suficientemente grandes para llevar conchas con la boca, mientras que las hembras deben ser lo suficientemente pequeñas para caber dentro de las conchas de caracol para poner huevos, donde están bien protegidos de los depredadores.
Las diferencias específicas del sexo en el tamaño del cuerpo son importantes para la biología de esta especie, ya que los machos pequeños no podrían llevar caracoles vacíos y las hembras grandes no podrían entrar en las conchas para reproducirse.
La característica más peculiar de esta especie, sin embargo, es la existencia de un segundo morfo macho, que es 60 veces más pequeño (más ligero) que los gigantes constructores de nidos. Estos pequeños compañeros se cuelan en las conchas cuando una hembra está despistada, solo para fertilizar los huevos recién puestos allí. Ya se ha demostrado que los machos gigantes del nido y los parásitos enanos sólo engendran hijos que se desarrollan en el mismo tipo masculino que su padre.
En un nuevo estudio, Pooja Singh, anteriormente de la Universidad de Graz, Michael Taborsky y Catherine Peichel, quienes ahora se encuentran en el Instituto de Ecología y Evolución (IEE) de la Universidad de Berna, y Christian Sturmbauer de la Universidad de Graz, desentrañaron cómo se determinan los tamaños alternativos y los diferentes sexos en estos cíclidos.
Imagen: Un gigante dueño de un nido encima de una concha mientras libera espermatozoides para fecundar los óvulos que se depositan en su interior. Una mirada detrás de las cortinas cerradas (boceto) revela que además de la hembra, también hay un macho enano que intenta fertilizar los huevos desde el interior de la concha. Crédito: Michael y Bárbara Taborsky
El mecanismo genético que subyace a este sistema reproductivo único
Los análisis genómicos revelaron una región del cromosoma sexual Y que difiere entre machos y hembras. "Este fue un primer paso importante, porque estos cíclidos carecen de los cromosomas sexuales altamente diferenciados que conocemos de los humanos y muchos otros animales", dice Pooja Singh, primera autora de esta publicación.
Este fue un desafío que valió la pena, porque de ese modo las primeras etapas de la evolución de los cromosomas sexuales podrían reconstruirse en relación con un mecanismo genético determinante del tamaño que parecía estar influenciado por conflictos intrasexuales e intersexuales.
Los investigadores encontraron que esta pequeña región genómica similar a una Y también contenía el gen regulador de la hormona del crecimiento GHRHR, lo cual era intrigante. "Se sabe que este gen cumple una importante función reguladora para el crecimiento en los mamíferos, y las mutaciones de este gen pueden conducir al enanismo también en los humanos", explica la coautora Katie Peichel.
Como este gen se ha identificado ahora en los peces, probablemente surgió hace más de 440 millones de años, antes de que los vertebrados acuáticos conquistaran los dominios terrestres. En los cíclidos incubadores de caracoles estudiados, este gen regulador del tamaño aparentemente ha evolucionado junto con los loci genéticos determinantes del sexo.
¿Quién fue primero, el gigante o el enano?
Los diferentes roles reproductivos de machos y hembras, y de machos que pertenecen al tipo nidificador o al tipo parásito, sugieren presiones selectivas en conflicto que producen un éxito reproductivo que depende del tamaño del cuerpo. En cuanto al dimorfismo de tamaño de los machos, es interesante reflexionar sobre el orden cronológico más probable.
El coautor Michael Taborsky propone que los gigantes precedieron a los enanos: "Todo el sistema reproductivo de esta especie depende de la actividad esencial de construcción de nidos de los machos gigantes, que deben ser lo suficientemente grandes como para recolectar caracoles vacíos. El morfo enano podría entonces originarse por una mutación puntual respectiva en la región del genoma que determina el sexo y el tamaño, lo que lleva a una táctica reproductiva alternativa de gran éxito".
La investigación se ha publicado en Molecular Ecology: Genomic basis of Y‐linked dwarfism in cichlids pursuing alternative reproductive tactics
