Sexo de verano y bebés de primavera

Original cartoon by Alex Martin
Fuente: Caricatura original de Alex Martin

Los viajeros de avión de larga distancia afligidos por el jet-lag se vuelven muy conscientes de sus relojes corporales internos. El reloj circadiano interno del cuerpo normalmente funciona durante aproximadamente 24 horas, con ajustes finos todos los días mediante luz ambiental al amanecer y al anochecer. Es ampliamente conocido que los ciclos día / noche en las funciones corporales están regulados por la hormona melatonina, producida en el cerebro por la pequeña glándula pineal. Muchos viajeros ahora tragan pastillas de melatonina para combatir el jet-lag. Pero es mucho menos conocido que los animales de larga vida tienen un segundo tipo de reloj biológico, también regulado por la melatonina, que rige las funciones corporales durante todo el año. Innumerables experimentos con animales han demostrado que los cambios en la duración del día (el intervalo entre el amanecer y el atardecer) regulan este reloj circanual. En muchos mamíferos, especialmente aquellos que viven en regiones con inviernos y veranos muy contrastados, el apareamiento y el nacimiento están estrechamente vinculados a momentos específicos del ciclo anual. Los humanos, por supuesto, no tienen una temporada de reproducción obvia, pero estamos sujetos a ciclos anuales con efectos más sutiles. Muchos han tratado de explicar estos ciclos como respuestas directas a las condiciones ambientales, pero también debemos considerar otra posibilidad: los procesos evolutivos a largo plazo pueden guiar los patrones estacionales observados de concepciones y nacimientos para que coincidan con los ciclos promedio anuales en el ambiente.

Explorando las estaciones de nacimiento humano

Adolphe Quetelet, un intelectual belga que hizo contribuciones pioneras a la astronomía, las matemáticas, las estadísticas y la sociología, fue uno de los primeros en identificar un patrón estacional en los nacimientos humanos. Su influencia perdura a través de su Índice de Masa Corporal (IMC), que todavía se utiliza -con pequeños ajustes- como un indicador clave en la biología humana. En un tratado sobre el nacimiento y la mortalidad publicado en 1869, Quetelet discutió no solo el tiempo de nacimiento en el ciclo día / noche (ver mi publicación del 14 de septiembre, 2015 ¿Cuándo es el mejor momento para dar a luz? ) Sino también el patrón anual. Su gráfico que muestra los datos de los Países Bajos durante el período de 12 años 1815-1826 mostró un pico principal en febrero / marzo y un marcado descenso en julio. Observando que el patrón estacional era más marcado en las aldeas que en las ciudades, lo atribuyó a las diferencias de temperatura ambiental. Pero la información del Hemisferio Sur lo convenció de que la posición del sol en el cielo gobernaba los patrones estacionales.

Graph adapted from Quetelet, 1869; inset portrait in the public domain.
Ilustración gráfica de un patrón estacional en frecuencia de nacimiento humano identificado en los datos holandeses para 1815-1826 por Adolphe Quetelet (recuadro).
Fuente: Gráfico adaptado de Quetelet, 1869; retrato insertado en el dominio público.

Un flujo creciente de informes de variación anual en las tasas de natalidad humanas eventualmente siguió la historia innovadora de Quetelet. Tres documentos de la bióloga Ursula Cowgill, todos publicados en 1966, representan un hito importante. En uno de ellos, una revisión mundial de los registros de nacimiento de muchas poblaciones humanas diferentes reveló que la variación estacional es prácticamente universal. Pero los patrones de picos y valles difieren entre las regiones geográficas, y un hallazgo crucial fue un cambio general de 6 meses en los patrones estacionales entre los hemisferios norte y sur. Cowgill concluyó que los patrones anuales de nacimiento están controlados principalmente por las condiciones climáticas locales, pero también están influenciados por factores culturales. Ella sugirió que la temperatura ambiente podría afectar la tasa de concepción y señaló que la urbanización y la industrialización alteraron los patrones estacionales en diversos grados. Otro de sus documentos de 1966, que se basa principalmente en los registros del bautismo parroquial de la ciudad inglesa de York de 1538 a 1812, ilustra esto. Antes de 1752, dos picos anuales eran evidentes, uno principal en febrero-abril (correspondiente al gráfico de Quetelet para datos holandeses del siglo XIX) y uno secundario en septiembre-noviembre. Pero en los siguientes 60 años la variación anual en los nacimientos fue mucho menos marcada.

Chart adapted from Cowgill, 1966a
Gráfico que muestra los patrones anuales de nacimientos y las concepciones inferidas para diversas poblaciones en los hemisferios norte y sur. En países de latitudes meridionales (Argentina, Chile, Nueva Zelanda, Sudáfrica) el patrón se desplazó en 6 meses, como se muestra con datos desplazados para Inglaterra y Gales.
Fuente: Gráfico adaptado de Cowgill, 1966a

Varios estudios posteriores en varios países europeos mostraron una modificación gradual de un patrón estacional original con un pico de nacimiento importante en la primavera, aunque comenzando en diferentes momentos. Un notable documento de 2007 de Ramón Cancho-Candela y sus colegas analizaron los datos de más de 33 millones de nacimientos en España durante el período 1941-2000. Durante los primeros 20 años (1941-1960), un patrón de dos picos fue claramente evidente, con una frecuencia máxima de nacimiento en abril y un aumento menor en septiembre. A partir de entonces, el patrón cambió lentamente, con picos cada vez menos obvios y finalmente desapareciendo después de 1990. Así, la pérdida gradual de un patrón de nacimiento estacional se produjo mucho más recientemente en España que con los datos de Cowgill de York.

Chart adapted from Cancho-Candela et al., 2007
El gráfico que muestra los patrones anuales de nacimiento en España promedió durante seis períodos de 10 años entre 1941 y 2000. Este estudio de más de 33 millones de nacimientos muestra la extinción gradual de un patrón inicial con un claro pico de primavera.
Fuente: Gráfico adaptado de Cancho-Candela et al., 2007

Pero los patrones de nacimiento estacionales en América del Norte presentan un enigma inexplicable. Muchos estudios informan un pico de otoño, comúnmente en septiembre. Esto coincide con el patrón a menudo reportado para el Hemisferio Sur en lugar del típico para las latitudes del norte. Cowgill sugirió que los factores sociales controlan principalmente los ritmos de concepción en América del Norte, mientras que los factores ambientales predominan en otros lugares.

Pequeños lémures con horarios rígidos

En 1968 obtuve mi primera experiencia de comportamiento de los primates en condiciones naturales en el sureste de Madagascar estudiando lemures de ratón menores, primates relativamente primitivos que pesan solo dos onzas. Me las arreglé para reconstruir una imagen general del ciclo anual: a finales de septiembre y principios de octubre (la contraparte sur de nuestra primavera norte) las hembras adultas se vuelven receptivas en una sincronía cercana. La mayoría concibe de inmediato y da a luz a fines de noviembre / principios de diciembre después de un embarazo de dos meses. Encontré consistencia año a año en el momento de la temporada de cría. Cuando regresé a mi sitio de campo en Madagascar en 1970, la reproducción siguió exactamente el mismo patrón. Las temporadas de apareamiento y nacimiento de lémures de ratón menores están estrechamente limitadas, y duran unas pocas semanas. Esto, por supuesto, difiere claramente del patrón humano de nacimientos durante todo el año con picos y valles. Con embarazos de 9 meses y lactancia natural durante varios años, los cambios estacionales en el medio ambiente tienen efectos más confusos.

Author’s photograph (left) and two photographs taken by Marcel Hladik (middle and right)
El autor estudió lémures en Madagascar en 1970 (derecha), con imágenes de un lémur ratón menor (en el medio) y un bebé unos días después del nacimiento (derecha).
Fuente: fotografía del autor (izquierda) y dos fotografías tomadas por Marcel Hladik (centro y derecha)

¿Qué impulsa a los lemures de ratones menores a aparearse en una época específica del año? Las mañanas y los nacimientos ocurren durante la estación húmeda de Madagascar en octubre-marzo. Esta es también la parte más caliente del año, por lo que la lluvia o la temperatura podrían influir directamente en la reproducción. Sin embargo, el reloj circanual, que responde al cambio de la duración del día, también podría desencadenar el apareamiento internamente. Esto se puede probar directamente con experimentos de laboratorio. Cuando estudiaba una colonia de cría de lémures de ratón en el University College de Londres, utilicé un reloj de luz especial que reproducía automáticamente el patrón anual de la variación de la duración del día en Madagascar. Esto me permitió inducir a estos diminutos primates a reproducirse en un momento conveniente del año. En una etapa, incluso logré reducir el intervalo entre las temporadas de reproducción al comprimir el ciclo anual de duración del día en 9 meses.

Factores que influyen en los patrones estacionales

En un intento por identificar los factores que impulsan los patrones de nacimiento humano, los investigadores a menudo han buscado un vínculo directo con las condiciones ambientales, enfatizando los factores climáticos como la temperatura y la lluvia (lo que puede influir en la disponibilidad de alimentos). Una sugerencia es que el balance de energía influye en la ovulación; otra es que las altas temperaturas inhiben la esperma. También es posible que la disminución de la actividad sexual durante los meses más calurosos produzca tasas de concepción más bajas. Algunos autores, por lo tanto, han examinado la concepción como el enfoque principal, con una retroactividad de 9 meses desde los nacimientos registrados. Pero los patrones anuales de variación en la temperatura y las precipitaciones son bastante consistentes entre los años en cualquier región dada, por lo que los patrones estacionales que cambian con el tiempo no se pueden explicar convincentemente como una respuesta directa a los factores climáticos.

Los experimentos a largo plazo en seres humanos para explorar los factores subyacentes a los patrones estacionales en la reproducción son imposibles, por lo que las explicaciones se basan en gran medida en la evidencia circunstancial. En dos artículos de 1990, Till Roenneberg y Jürgen Aschoff aplicaron un análisis estadístico sofisticado para distinguir los factores biológicos y sociales que influyen en los patrones anuales en las concepciones humanas, retroactivo 9 meses desde los nacimientos. Examinaron un conjunto de datos mundial masivo que incluye 3.000 años de tasas de natalidad mensuales de 166 regiones diferentes. Los patrones observados dependen claramente de la latitud: la estacionalidad se vuelve más pronunciada en las latitudes más altas y hay un cambio de 6 meses entre los hemisferios norte y sur. Además, Roenneberg y Aschoff pudieron demostrar convincentemente por primera vez que la variación en la duración del día sí influye en la reproducción humana a escala global. También se encontró que la temperatura ambiente era importante, y también identificaron la duración diaria de la luz solar como un factor que influye en los patrones de concepción anual.

Posible origen de las estaciones de nacimiento humano

Adaptation of figures from Dorélien, 2013 (birth seasonality in Ethiopia) and ClimaTemps.com (annual variation in temperature and rainfall for Afar, Ethiopia)
Variación anual de los nacimientos durante 2 años (arriba) y para la temperatura y las precipitaciones (abajo) en Etiopía.
Fuente: Adaptación de las cifras de Dorélien, 2013 (estacionalidad del nacimiento en Etiopía) y ClimaTemps.com (variación anual de la temperatura y las precipitaciones en Afar, Etiopía)

Mirando hacia atrás en nuestro pasado evolutivo, cualquier base biológica para los patrones de nacimiento estacionales en los humanos modernos presumiblemente se habría establecido en África. Fuera de África, la evidencia fósil de nuestra especie se remonta a hace más de 120,000 años en el Medio Oriente (un período de tiempo relativamente corto en términos evolutivos), y es ampliamente aceptado que los humanos ancestrales emigraron de África. Entonces, los patrones que vemos hoy probablemente reflejarán la adaptación a las condiciones ambientales en el noreste de África. Tomando como ejemplo la región de Afar en Etiopía, con una variación relativamente limitada en la temperatura diaria promedio (21-28 o C) y dos picos de lluvia separados en abril y agosto, la frecuencia de nacimiento es típicamente superior a la media entre enero y septiembre, pero disminuye progresivamente Octubre y diciembre. Esto correspondería a una mayor probabilidad de concepción entre abril y septiembre. Los diversos patrones que vemos hoy en el Hemisferio Norte tal vez se deriven de una distribución tan original a través del ajuste de las condiciones de temperatura locales y las influencias culturales. Si bien el uso cada vez mayor de la iluminación artificial y la calefacción ha modificado gradualmente e incluso suprimido el patrón original, tal vez persista como una corriente subterránea, con efectos sutiles sobre nuestra biología.

Referencias

Becker, S. (1991) Patrones estacionales de nacimientos y concepciones en todo el mundo. Avances en Medicina Experimental y Biología 286 : 59-72.

Cancho-Candela, R., Andrés-de Llano, JM y Ardura-Fernández, J. (2007) Disminución y pérdida de la estacionalidad del nacimiento en España: análisis de 33 421 731 nacimientos de más de 60 años. Journal of Epidemiology & Community Health 61 : 713-718.

Chandwani, KD, Cech, I., Smolensky, MH, Burau, K. y Hermida, RC (2004) Patrón anual de la concepción humana en el estado de Texas. Chronobiology International 21 : 73-93.

Cowgill, UM (1966a) La temporada de nacimiento en el hombre. Hombre, ns 1 : 232-241.

Cowgill, UM (1966b) Temporada de nacimiento en el hombre: situación contemporánea con especial referencia a Europa y el hemisferio sur. Ecología 47 : 614-623.

Cowgill, UM (1966c) Estudio histórico de la estación de nacimiento en la ciudad de York, Inglaterra. Nature 209 : 1067-1070.

Dorélien, AM (2013) Un momento para nacer: la estacionalidad del nacimiento en el África subsahariana. Population Studies Center Research Report 13-785 : 1-60.

Quetelet, A. (1869) Physique Sociale ou Essai sur le Développement des Facultés de l'Homme. París: J.-B. Baillière et Fils.

Roenneberg, T. & Aschoff, J. (1990a) El ritmo anual de la reproducción humana. I. Biología, sociobiología o ambos? Journal of Biological Rhythms 5 : 195-216.

Roenneberg, T. y Aschoff, J. (1990b) Ritmo anual de la reproducción humana. II. Correlaciones ambientales Journal of Biological Rhythms 5 : 217-239.

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