Geographic Variation in Sex Determination Patterns in the River Turtle Podocnemis lewyana: Implications for Global Warming

Abstract Species with temperature-dependent sex determination (TSD) are more vulnerable to climate change than species with genetically based sex determination because an increase in average environmental temperature could lead to biased offspring sex ratios. In TSD species, the relationship between sex ratio and constant incubation temperature is characterized by two parameters: the pivotal temperature (Tpiv) and the transitional range of temperature (TRT) that produces both sexes. Species with variation in either of these parameters should have more potential to adapt to new climatic conditions, therefore putting them at lower risk to global warming. In this study, we incubated eggs of the turtle Podocnemis lewyana (Testudines: Podocnemididae) from two geographically isolated populations (Magdalena and Sinú rivers) under controlled microclimatic conditions to corroborate the TSD pattern previously reported for this species and to estimate the degree of inter- and intrapopulation variation in Tpiv and TRT. We used these estimates, together with information found in the literature on other life history traits of P. lewyana, to evaluate its adaptive potential or vulnerability to climate change. We found interpopulation variation in TRT and intrapopulation variation in Tpiv. This latter parameter exhibited a high broad-sense heritability, demonstrating this species' potential to adapt to climate change; however, when considering the narrow TRT found in this study, the species' equatorial distribution and related adaptations to relatively more stable climates, its fragmented populations and low vagility that prevent gene flow, and its low genetic variability, we concluded that the ability of P. lewyana to adapt to climate change is limited. Resumen Las especies con determinación sexual dependiente de la temperatura (DST) son más vulnerables al cambio climático que aquellas con determinación sexual genética, ya que un aumento en la temperatura ambiental puede llevar a sesgos en las proporciones sexuales de la progenie. En especies con DST la relación entre las proporciones sexuales y la temperatura constante de incubación, está caracterizada por dos parámetros: la temperatura pivotal (Tpiv) y el rango de transición de temperaturas (RTT) en el que se producen ambos sexos. Las especies con más variación en alguno de estos parámetros tienen más potencial para adaptarse a nuevas condiciones climáticas, y en consecuencia ser menos vulnerables al calentamiento global. En este estudio incubamos huevos de la tortuga Podocnemis lewyana provenientes de dos poblaciones geográficamente aisladas (ríos Sinú y Magdalena) bajo condiciones microclimáticas controladas para corroborar la presencia de DST anteriormente registrada para esta especie, y para estimar el grado de variación en la Tpiv y el RTT entre y dentro de las poblaciones. Usamos esos estimaciones con información publicada sobre otros rasgos de historia de vida de P. lewyana para evaluar su potencial adaptivo o vulneribilidad al cambio climático. Encontramos variación interpoblacional en el RTT y variación intrapoblacional en la Tpiv. Este último parámetro exhibió un alto nivel de heredabilidad de sentido amplio demostrando el potencial que esta especie tiene para adaptarse al calentamiento global. Sin embargo considerando el RTT tan estrecho encontrado, su distribución tropical y en consecuencia adaptación a climas estables, la fragmentación de sus poblaciones y baja movilidad que previenen el flujo genético y su baja variabilidad genética, concluimos que la habilidad de P. lewyana para adaptarse al cambio climático es limitada.