¿Cómo se adaptaron los delfines para reproducirse en el mar?

El esperma de los delfines se ha adaptado para permitir la reproducción en el mar, según revela un estudio con participación de investigadores del Instituto Nacional de Investigación y Tecnología Agraria y Alimentaria del Consejo Superior de Investigaciones Científicas (INIA-CSIC). A diferencia de sus parientes terrestres, que usan la glucosa como fuente de energía, los espermatozoides del delfín metabolizan ácidos grasos para permitir su motilidad y adquirir la capacidad de fecundar al óvulo. El trabajo ha sido publicado en la revista “Currenty Biology”.

Hace 50 millones de años, cuando algunos herbívoros decidieron volver al mar, tuvieron que evolucionar y cambiar su morfología para adaptarse a la natación. Su metabolismo cambió drásticamente al sustituir la alimentación vegetal por una dieta rica en grasa y proteína, basada el consumo de pescado. Esta transformación contribuyó a la adaptación a las nuevas condiciones de falta de oxígeno durante largos periodos de tiempo.

“Al cambiar la dieta de vegetales y polisacáridos de origen vegetal por proteínas y grasa, empezaron a usar los ácidos grasos como sustrato energético”, explica Alfonso Gutiérrez-Adán, uno de los autores del estudio e investigador del INIA-CSIC.

“Los músculos se adaptaron para utilizar las grasas como fuente energética, mientras que la glucosa se reservó para algunos tejidos específicos como el cerebro”, añade el investigador.

Grandes transformaciones

En estas nuevas condiciones, también sus órganos y estrategias reproductivas sufrieron grandes transformaciones. Entre ellas, los delfines perdieron las glándulas seminales productoras del líquido seminal que nutre a los espermatozoides en su eyaculado, por lo que la fuente energética para poder desplazarse y fecundar el ovocito debía encontrarse acumulada en su interior.

“Hemos descubierto que muchas de las enzimas de la ruta glicolítica, responsable de metabolizar la glucosa en el testículo, están inactivadas en el delfín. Esto se debe a que la vía que utilizan los espermatozoides para producir energía y moverse es la fosforilación oxidativa de lípidos, lo que supone que la especie experimentara una extraordinaria adaptación, imprescindible para reproducirse en las nuevas condiciones marinas”, matiza el científico.

Para llegar a estas conclusiones, el equipo del INIA-CSIC analizó esperma de delfín y, en especial, los requerimientos de glucosa o piruvato para el movimiento, así como su motilidad al inactivar la ruta de beta-oxidación mitocondrial de ácidos grasos.

Diferencias con otros mamíferos

También realizó análisis metabolómicos para comprobar sus diferencias con el esperma de mamíferos terrestres como el toro.

En el estudio han participado además investigadores del Centro de Investigaciones Marinas y Ambientales de la Universidad de Oporto, responsables de identificar las mutaciones en los genes glicolíticos.

También ha colaborado la Facultad de Veterinaria de la Universidad Complutense de Madrid (UCM), y el Oceanogràfic de la Ciudad de las Artes y las Ciencias de Valencia, que aportó las muestras espermáticas de delfín.

Los cetáceos se dividen en dos grandes grupos, los odontocetos (cetáceos dentados) y los misticetos (ballenas barbadas). Mientras que los primeros poseen dientes, como los delfines y las orcas, los segundos tienen barbas para filtrar, tragar y expulsar el agua del mar a través de las barbas.

Los investigadores han advertido que las mutaciones experimentadas por los delfines para adaptarse a la vida en el mar también se han observado en otras especies dentro del grupo de los odontocetos.

Dieta de proteínas y grasas

“El cambio parece imprescindible para su adaptación al mar y a una dieta de proteínas y grasas. Sin embargo, la alimentación de las ballenas barbadas se basa en el kril, pequeños crustáceos marinos de diversas especies que forman parte del plancton y cuya composición es rica en un carbohidrato: la quitina”, señala Gutiérrez-Adán.

“Aunque es difícil recoger esperma de estos animales y aún no sabemos mucho acerca de su metabolismo, en los misticetos no se han observado estas mutaciones en los genes glicolíticos”, relata.

En la siguiente fase del estudio, los investigadores se centrarán en analizar la fuente energética y la estrategia que utilizan los delfines en el proceso de capacitación espermática.

“Entender todo el proceso de adaptación espermática podría servir para aplicar estos conocimientos a biotecnologías reproductivas de las especies ganaderas y a los humanos”, concluye Gutiérrez-Adán.

El cetáceo más frecuente en el Mediterráneo

El delfín listado (Stenella coeruleoalba) es el cetáceo más avistado en España y, con diferencia, el cetáceo más frecuente del mar Mediterráneo.

Presenta un cuerpo muy estilizado, pero un poco más robusto que otras especies de su género. La aleta dorsal es más bien falciforme. Presenta un hocico claramente diferenciado del melón y de tamaño corto.

Las aletas pectorales son largas y estrechas. Su patrón de coloración presenta diferencias claras en sentido dorsoventral.

La parte ventral es más bien clara, mientras que la dorsal es de un color gris oscuro. Tiene una banda gris más clara que se extiende desde el área torácica hasta la capa del animal (parte dorsal por detrás de la aleta dorsal).

Puede estar ausente en algunos individuos. Hay una banda bastante oscura que se origina en el hocico, mayoritariamente negro, y que se extiende dorsalmente, rodeando el ojo, hasta la zona anal.

También hay otra banda oscura que se inicia en el ojo y se va ensanchando hasta las aletas pectorales y una tercera banda, mucho más corta, entre las dos anteriores y que suele colgar de la primera franja, según la Asociación Cetácea.

Puede alcanzar los 2,56 metros de longitud, aunque su tamaño medio oscila entre los 1,8 y los 2,7 metros. En el Mediterráneo, el tamaño varia de forma progresiva de norte a sur, siendo los individuos del margen sur unos 3 centímetros más grandes que los del norte.

Los ejemplares más grandes son entre 5 y 8 centímetros más pequeños que los delfines listados del Atlántico noreste. No se han encontrado diferencias de tamaño entre los ejemplares de la zona oriental y los de la occidental.

Dimorfismo sexual

Como en el resto del mundo, el delfín listado también presenta cierto dimorfismo sexual en el Mediterráneo, donde los machos son unos 2 centímetros más grandes que las hembras. Los recién nacidos miden entre 90 y 100 cm (entre 90 y 95 en el Mediterráneo) y pesan alrededor de unos 11 kg. El peso máximo registrado para un adulto ha sido de 156 kg.

Se trata  de una especie que habita aguas subtropicales y templadas de todo el mundo. Es el cetáceo más abundante, y uno de los más conocidos del Mediterráneo, donde se le puede encontrar distribuido por toda su cuenca, a pesar de que no están repartidos uniformemente.

De hecho, en la región occidental, que abarca desde el estrecho de Gibraltar hasta la península italiana y Sicilia, el delfín listado es muy abundante, mientras que en la oriental, situada desde la península italiana hasta las costas de Turquía, su abundancia es bastante menor. No hay constancia de su presencia en el mar Negro.

En la región más occidental del Mediterráneo, que es la más estudiada, se ha visto que hay más ejemplares en la parte norte que no en el sur. Diferentes estudios concluyen que es especialmente abundante en las áreas con una producción primaria más alta. En este sentido, hay dos regiones importantes para el delfín listado en el Mediterráneo.

Por un lado, la zona Liguro-Provenzal que, gracias al afloramiento de aguas profundas ricas en nutrientes y zooplancton, es una de las zonas más productivas del Mediterráneo. Por otro lado, el mar de Alborán, aunque en este caso, su alta productividad se debe a la entrada de aguas atlánticas, ricas en nutrientes, a través del estrecho de Gibraltar.

La alta productividad en ambas áreas favorece la presencia de pequeños peces y cefalópodos, que son la presa principal del delfín listado. Hay dos áreas con una presencia menor de este cetáceo, que corresponden a las aguas que rodean las islas Baleares, desde la península Ibérica hasta la costa norte de África.

Esta menor densidad, se debería a la falta de procesos oceanográficos que favorezcan la producción primaria. También se especula que puede ser debida a que la epidemia que ha causado la mortandad más grande de esta especie en las última décadas (el brote de morbilivirus de los años 1990 y 1992), empezó y fue más intensa en esta zona.

Estudios recientes (Gómez de Segura et al., 2006) sugieren que la población de delfín listado de las islas Baleares y la península Ibérica se habría ido recuperando, alcanzando unas densidades superiores a las calculadas a principios de los 90.

Informe de referencia (en inglés): https://www.cell.com/current-biology/fulltext/S0960-9822(21)00760-0

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