Estrategias de Inversión Parental en Peces Xiphophorus

Los organismos que se reproducen sexualmente muestran una gran variedad en cuánto invierten en sus crías. En algunas especies, esta inversión termina antes de la fertilización, mientras que en otras continúa incluso después de que los jóvenes alcanzan la adultez. Por ejemplo, algunos peces liberan millones de huevos en el agua para ser fertilizados, mientras que mamíferos grandes, como las orcas, pueden cuidar solo un joven durante muchos años.

Generalmente, hay una conexión entre cuánto invierte un padre en sus crías y las posibilidades de que esas crías sobrevivan. Sin embargo, puede haber intercambios entre la energía que un padre gasta en sus crías y su propia supervivencia y reproducción. Factores como cuántas veces puede reproducirse un padre, cuántos jóvenes tiene a la vez y su esperanza de vida pueden influir en este equilibrio.

#Tamaño de la Cría y Supervivencia

Una forma de medir la inversión parental es a través del tamaño de la cría. En general, las crías más grandes tienen mejores posibilidades de supervivencia hasta que maduran. Aunque no siempre es así, los jóvenes más grandes tienden a evitar peligros como ser comidos o morir de hambre. Los investigadores han especulado que entender las razones de las diferencias en el Tamaño de las crías entre especies podría explicar cómo evolucionaron estos rasgos.

Otra forma en que los padres ayudan a que sus jóvenes sobrevivan es a través de la viviparidad, donde los Embriones se desarrollan internamente en lugar de en huevos. Este método puede reducir el riesgo de muerte para los embriones y también puede proporcionar un mejor ambiente durante el desarrollo. Algunas especies pueden incluso proporcionar nutrientes directamente a sus jóvenes durante este tiempo. La mayoría de las especies ofrecen algo de nutrición a través de la yema en el huevo, mientras que otras dan nutrientes antes y después de la fertilización.

La evolución de diferentes estrategias para proporcionar nutrientes después de la fertilización ha ocurrido muchas veces a lo largo de las especies. Algunas familias de peces son un gran estudio de caso para examinar estas estrategias, especialmente en lo que respecta a la viviparidad y cómo afecta el tamaño de la cría.

#Estudiando Peces Poeciliidos

La familia de peces poeciliidos permite explorar cómo han evolucionado el tamaño de la cría y las estrategias de nutrientes. Estos peces pueden dar a luz crías vivas, y con el tiempo, sus antepasados han desarrollado diferentes formas de invertir en sus jóvenes. Algunos no ofrecen cuidado post-fertilización, mientras que otros brindan un apoyo extenso. Sorprendentemente, en algunas especies poeciliidas, las crías más grandes pueden no siempre provenir de madres que proveen más nutrientes.

Esta discrepancia puede ser complicada porque el tamaño de los jóvenes a menudo depende de rasgos relacionados con la madre, como su propio tamaño y edad. Los factores ambientales también pueden influir fuertemente en el tamaño de los jóvenes, sin importar cuánto cuidado dé la madre.

Por ejemplo, en entornos con poca depredación, las madres pueden invertir en huevos más grandes, resultando en recién nacidos más grandes, mientras que en áreas con alta depredación, los huevos pueden ser más pequeños. Hay muchas variables a considerar al observar las diferencias en el tamaño de la cría, particularmente al comparar especies estrechamente relacionadas.

#Las Especies de Xiphophorus

Las especies de Xiphophorus ofrecen una forma única de entender estos temas porque habitan una variedad de entornos ecológicos. Algunos viven en ríos cerca del nivel del mar, mientras que otros prosperan en arroyos de montaña más altos. Estudios previos sugirieron que las especies de Xiphophorus no proporcionan nutrientes después de la fertilización, lo que llevó a enfocarse solo en el tamaño del huevo. Sin embargo, esta idea necesita más investigación, especialmente en especies de entornos extremos.

En esta investigación, miramos a Xiphophorus malinche, que han desarrollado crías extraordinariamente grandes. Nuestro objetivo es descubrir las razones de este aumento de tamaño. Al examinar embriones tanto en entornos de laboratorio controlados como en sus hábitats naturales, investigaremos los factores que llevan a un mayor tamaño de la cría en este pez.

#Midiendo el Tamaño de las Crías entre Especies

Para comparar los tamaños de las crías recién nacidas de diferentes especies de Xiphophorus, recolectamos grupos de crías a medida que nacían. Cada camada fue pesada y medida, y se calcularon los tamaños promedio. Observamos cinco especies: X. birchmanni, X. malinche, X. cortezi, X. pygmaeus y X. variatus. Notablemente, las crías de Xiphophorus malinche fueron significativamente más grandes que todas las demás.

También examinamos Híbridos entre X. malinche y X. birchmanni. Los híbridos F1 tenían tamaños más parecidos a X. malinche, mientras que los F2 y los híbridos naturales eran intermedios. Una estimación de la heredabilidad del tamaño de las crías sugiere un componente genético en estas diferencias.

#Midiendo el Peso de los Embriones

Para ver cómo se desarrollan los embriones a lo largo del tiempo en las especies de Xiphophorus, medimos sus pesos secos en diferentes etapas. Recolectamos hembras embarazadas de la naturaleza, junto con un pequeño número de hembras no embarazadas con huevos de yema. Al analizar los pesos secos de los embriones en varias etapas, podemos comparar los patrones de crecimiento de X. malinche y X. birchmanni.

Los datos mostraron que los embriones de X. malinche mantienen su peso durante el desarrollo, indicando algún tipo de provisión de nutrientes, mientras que los embriones de X. birchmanni perdieron peso, sugiriendo una falta de cuidado post-fertilización. Esta diferencia en los perfiles de desarrollo sugiere que las madres de X. malinche proporcionan más recursos a sus embriones en comparación con X. birchmanni.

#Tamaño del Embrión en Híbridos F1

Para comparar directamente los tamaños de los embriones de los híbridos F1 y las especies puras, inseminamos artificialmente tanto a X. malinche como a X. birchmanni. Nuestros resultados confirman que los embriones de X. malinche son más grandes que los embriones de X. birchmanni. Los híbridos F1, dependiendo de qué padre provienen, exhiben tamaños que caen entre sus padres.

La presencia de embriones más grandes en el cruce de X. malinche sugiere que los efectos maternos y la genética de la cría juegan un papel en la determinación del tamaño.

#Análisis de Expresión Génica

También exploramos la expresión génica en el tejido ovárico de ambas especies. Se encontraron genes específicos relacionados con la provisión de nutrientes y el embarazo que estaban más activos en X. malinche. Esto sugiere que puede haber mecanismos en juego que mejoran el suministro de nutrientes a los embriones en desarrollo. Notablemente, los genes asociados con la señalización de prolactina, involucrados en la entrega de nutrientes durante el embarazo en mamíferos, estaban altamente expresados en X. malinche en comparación con la otra especie.

Las pruebas de inmunoquímica confirmaron que la proteína de prolactina está presente en los tejidos ováricos de ambas especies, sugiriendo que ambas podrían compartir este sistema hormonal, pero X. malinche parece utilizarlo de manera más efectiva para nutrir a sus jóvenes.

#Diferencias Ecológicas en los Hábitats

Al comparar hábitats, notamos que X. malinche tienden a vivir en aguas más frías y menos ricas en nutrientes que X. birchmanni. Como resultado, X. malinche producen crías más grandes, probablemente como una adaptación a la escasez de recursos. También encontramos diferencias en la reproducción estacional, siendo X. malinche más pronunciada en su patrón estacional en comparación con X. birchmanni, que se reproduce durante todo el año.

Para probar qué tan bien toleran las crías de ambas especies el hambre, las pusimos en condiciones con y sin comida. Aunque ambas especies crecieron de manera similar cuando la comida era abundante, las crías de X. malinche mostraron una mejor tolerancia al hambre en comparación con las crías de X. birchmanni, sugiriendo que ser más grandes al nacer les ayuda a sobrevivir en condiciones más difíciles.

#Diferencias en la Viabilidad de Híbridos

Al finalizar la investigación, encontramos que la viabilidad de las crías híbridas variaba según la dirección del cruce. Las madres de X. malinche y los padres de X. birchmanni produjeron muchas crías F1 viables, mientras que el cruce inverso a menudo resultó en partos prematuros o muertes fetales. Esto indica que los efectos maternos influyen significativamente en la salud de los jóvenes, señalando un claro conflicto genético sobre la asignación de nutrientes durante el desarrollo embrionario.

#Conclusión

A través de esta investigación, demostramos una variación sustancial en el tamaño de la cría dentro de las especies de Xiphophorus. Los hallazgos sugieren que el tamaño más grande de las crías en X. malinche puede haber evolucionado para adaptarse a los recursos limitados de su entorno. Además, los signos iniciales de matrotrofia en X. malinche indican un cambio en las técnicas reproductivas en comparación con especies estrechamente relacionadas.

Los estudios futuros necesitarán investigar cómo estas diferentes estrategias reproductivas contribuyen a la aptitud y supervivencia general en varios contextos ecológicos. La interacción única de influencias genéticas y ambientales en el tamaño de la cría es crucial para entender la dinámica evolutiva dentro de este fascinante grupo de peces.