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Le tartarughe marine, come molti altri rettili, hanno un importante legame con la temperatura ambientale: se saranno maschi o femmine, infatti, dipende proprio dalla temperatura intorno all'uovo. Se le uova nel nido sono esposte a temperature molto alte per un lungo periodo di tempo, daranno alla luce delle femmine, mentre se sono soggette a temperature più basse, daranno vita a tartarughine di sesso maschile.
Questo fenomeno è noto ormai da secoli, da quando i primi naturalisti illuministi tedeschi e francesi cominciarono a esplorare l'Europa e le colonie, accorgendosi presto che in molte specie di rettili la determinazione del sesso è influenzata proprio dalla temperatura ambientale. Anche se però all'epoca tale fenomeno – che fu definito dagli scienziati determinazione del sesso dipendente dalla temperatura (TSD) – fu considerato una sorta di scherzo della natura, successivamente ci si chiese come fosse possibile che moltissime specie dipendessero tanto dai capricci del clima, rischiando così di non trovare il giusto equilibrio fra i sessi da cui dipende ovviamente il futuro di una popolazione.
In un primo momento si cercò di rispondere a questo dilemma da un punto di vista ecologico ed evolutivo, e in effetti appare ormai chiaro ai ricercatori che tale sistema abbia permesso ai rettili, e in particolar modo alle tartarughe, di garantirsi il giusto numero di maschi riproduttori soprattutto in quelle specie che come la Caretta caretta – per ciascun evento riproduttivo – possono produrre centinaia di uova in una volta sola. Il problema però è stato risollevato quando l'innalzamento delle temperature globali causato dall'uomo ha fatto sì che dalle covate nascessero un numero sempre maggior di femmine, a discapito invece dei maschi. Tutto ciò ha cominciato a preoccupare molto gli esperti, ma ha anche permesso ai biologi di approfondire meglio la questione per capire meglio questo fenomeno.
E da quello che si è scoperto grazie a uno studio condotto dalla Duke University e pubblicato sulle pagine di Current Biology, gli scienziati hanno ora compreso che molto probabilmente non è in realtà l'uovo di questi rettili a reagire alle diverse temperature, ma è l'intero corpo del nascituro in formazione a essere sensibile sin dalle prime fasi dello sviluppo.
Compiendo infatti degli esperimenti su dei tessuti di embrioni ancora non sviluppati, i biologi della Duke University hanno notato che le cellule somatiche delle gonadi di Trachemys scripta – una delle più note tartarughe da compagnia presenti in America e in Europa – se incubate a basse temperature indurranno la produzione di cellule di Sertoli, ovvero le cellule di sostegno dei testicoli dei vertebrati, mentre nel caso venissero incubate ad alte temperature si differenziano in cellule di sostegno dell'ovaio, fornendo così i presupposti per la nascita delle femmine.
Inoltre, il numero di "cellule germinali" che un embrione porta con sé – e che può essere incrementato a secondo della temperatura – può anche scatenare un effetto diretto sulla maturazione sessuale delle gonadi stesse, che porta l'embrione a diventare per forza femmina, anche se all'inizio le cellule stavano per dare il via al percorso che li stava conducendo verso la direzione opposta.
Ciò dimostra che gli improvvisi sbalzi di temperatura, che sempre più spesso colpiscono le spiagge in estate, possono in un qualche maniera invertire la maturazione sessuale degli embrioni ancora incompleti deposti da poco. «La determinazione del sesso in base alla temperatura non è solo un meccanismo – ha affermato l'autrice senior dello studio Blanche Capel – Le temperature più elevate sembrano influenzare la determinazione del sesso in modi incrementali attraverso più tipi di cellule nell'embrione. E visto che le temperature che producono le femmine sono anche le temperature che aumentano il numero di cellule germinali, abbiamo un grandissimo problema di conservazione per quelle specie che subiranno maggiormente le pazzie del clima da qui ai prossimi anni».
Ma come mai così tanti rettili si affidano all'incertezza delle temperature per determinare il sesso dei nascituri?
«In origine, quando il clima era regolato da cicli millenari e non dall'effetto serra provocato dall'uomo, una femmina di tartaruga che si schiudeva con più cellule germinali era presumibilmente più adatta alla riproduzione rispetto alle altre – ha chiarito Boris Tezak, un borsista che collabora con Capel – Abbiamo collegato la storia evolutiva femminile di questi animali all'aumento del numero di cellule germinali, generazione dopo generazione. E se questo processo le ha rese più adatte alla riproduzione, spiega anche perché lo sviluppo sessuale dipendente ancora dalla temperatura, anche se oggi le condizioni atmosferiche sono molto diverse (e più calde) rispetto a quelle del recente passato della Terra».
Cosa succederà quando le temperature medie del pianeta impediranno alle uova di questi animali di produrre dei maschi? Gli scienziati sono moderatamente pessimisti sotto questo punto di vista, ma non tutti sono così tragici come ci si aspetterebbe. Secondo infatti Capel e Tezak i futuri biologi della conservazioni avranno un gran da fare per permettere a questi animali di riprodursi, ma è anche vero che non è detta la parola fine sul futuro dei rettili temperatura-dipendenti.
È infatti probabile che qualche maschio mutato riesca a nascere anche a temperature molto alte e che sopravvivendo fino all'età adulta possa trasmettere la propria mutazioni alle future generazioni. Ma anche altri sistemi potrebbero venire in soccorso delle tartarughe: per esempio se la ricerca cominciasse a riprodurre maschi in laboratorio dotati delle caratteristiche genetiche più adatte al clima che cambia – tramite le nuove tecniche di editing come le CRISPR – affinché i loro figli maschi riescano a sopravvivere anche a temperature più alte.
Molto può ancora succedere, tuttavia la maggior parte dei sforzi di conservazione dovrà necessariamente passare anche per la lotta agli effetti devastanti della crisi climatica.
