La termoregolazione comportamentale degli embrioni di rettile promuove il successo e la sincronizzazione della schiusa

Biologia delle comunicazioni volume 6, numero articolo: 848 (2023) Citare questo articolo

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Gli embrioni dei rettili possono muoversi all’interno delle uova per cercare condizioni termiche ottimali, falsificando il tradizionale presupposto secondo cui gli embrioni sono semplicemente occupanti passivi all’interno delle loro uova. Tuttavia, il significato adattivo di questo comportamento termoregolatorio rimane un argomento controverso. Qui dimostriamo che la termoregolazione comportamentale degli embrioni di tartaruga ha accorciato i periodi di incubazione che possono ridurre la durata dell’esposizione ad ambienti pericolosi, ha ridotto la mortalità delle uova imposta da temperature letali elevate e la schiusa sincronizzata che riduce il rischio di predazione. Il nostro studio fornisce prove empiriche che la termoregolazione comportamentale da parte degli embrioni di tartaruga è adattiva.

Sebbene il comportamento degli stadi di vita postembrionali sia ben documentato, la complessità e il significato adattivo del comportamento embrionale sono stati sottovalutati e poco studiati1,2,3. Tradizionalmente si presumeva che gli embrioni fossero passivi nei confronti del loro ambiente, ma prove sempre più evidenti dimostrano che gli embrioni sono in grado di adattarsi comportamentalmente e fisiologicamente in risposta ai cambiamenti ambientali1. Un caso impressionante di comportamento embrionale è l'osservazione che gli embrioni di rettili ovipari possono spostarsi all'interno delle uova per cercare ambienti termici adatti4,5,6. Tuttavia, il significato adattivo del comportamento termoregolatore embrionale rimane fortemente controverso7,8; alcuni autori sostengono che il comportamento termoregolatore dell'embrione migliora la vitalità della prole4,7 mentre altri sostengono che questo comportamento sia selettivamente neutro, data la limitata eterogeneità termica all'interno delle uova e la limitata capacità degli embrioni di muoversi all'interno dell'uovo8,9. In realtà, la termoregolazione comportamentale embrionale può essere possibile in uova relativamente grandi (ad esempio, le tartarughe), ma non in uova piccole (ad esempio, le lucertole)6.

Se la termoregolazione comportamentale embrionale è adattiva, questo comportamento dovrebbe consentire all’embrione di trovare un ambiente termico che migliori la sua forma fisica alla luce del modello costi-benefici della termoregolazione10. Teoricamente, la termoregolazione comportamentale da parte degli embrioni può migliorare il successo dello sviluppo attraverso i seguenti percorsi4,11. Innanzitutto, la termoregolazione comportamentale può consentire agli embrioni di trovare ambienti termici che accelerano lo sviluppo. In secondo luogo, la termoregolazione comportamentale può ridurre i differenziali termici tra le uova all’interno di un nido, sincronizzando la schiusa per diluire il rischio di predazione. In terzo luogo, la termoregolazione comportamentale può consentire agli embrioni di evitare temperature estreme letali e quindi ridurre la mortalità embrionale durante lo sviluppo. Per verificare queste ipotesi, abbiamo inibito il comportamento termoregolatorio degli embrioni in nidi seminaturali bloccando farmacologicamente i canali potenziali transitori dei recettori (TRP) che rilevano i cambiamenti di temperatura12, al fine di misurare gli effetti della termoregolazione comportamentale embrionale sul periodo di incubazione, sul successo della schiusa e sulla schiusa. sincronizzazione nella tartaruga cinese dal guscio molle (Pelodiscus sinensis). In questo modo, siamo stati in grado di documentare il significato adattivo della termoregolazione comportamentale embrionale nelle specie in cui abbiamo scoperto per la prima volta questo fenomeno comportamentale.

Abbiamo usato la capsazepina per inibire il comportamento termoregolatore degli embrioni di tartaruga11. Per verificare se la capsazepina stessa influisce sullo sviluppo embrionale e sui tratti della schiusa, abbiamo condotto esperimenti di incubazione delle uova in laboratorio a una temperatura costante di 30 °C; quindi, non era disponibile alcun gradiente termico per la termoregolazione comportamentale da parte degli embrioni. L'applicazione della capsazepina sulle uova non ha influenzato il periodo di incubazione, la variazione del periodo di incubazione, il successo della schiusa o le caratteristiche della schiusa, tra cui la lunghezza e la larghezza del carapace, la massa corporea e il tempo di raddrizzamento (Tabella S1). Inoltre, la data di schiusa uniforme tra le uova suggerisce una schiusa sincrona in questa specie (Tabella S1). Pertanto, la capsazepina non ha influenzato lo sviluppo embrionale o i tratti della schiusa.