Transcript Ecofisiología Animal

Ecofisiología Animal
Aspectos adaptativos de
adquisición y distribución de
recursos
Fisiología
• Se encarga de buscar la respuesta a la
pregunta:
¿Cómo funciona el organismo?
• Un estudio de función con respecto a:
– Proceso
– Forma, Estructura
– Actividad
Ecofisiología
• Comprende aspectos de fisiología,
ecología y evolución.
• Aumenta a la interrogante de la fisiología,
la interrogante:
¿Por qué funciona así el organismo?
• Respuestas de función, pero también de
presión selectiva del entorno y de la
historia evolutiva del organismo
Emisión de Calor
Crecimiento
Almacenamiento
Recursos
Captura de
Recurso
Metabolismo
y síntesis
Reproducción
Resultado
Reproductivo
Reparación
Defensa
El organismo como un transformador energético
Organismo vivo
fenotipo
estructuras y procesos
genotipo
controles genéticos
Adaptación
La evolución de características fenotípicas
específicas en asociación a condiciones
ecológicas específicas
• Adaptaciones fisiológicas de distribución y
uso de recursos son la base de:
– Función  distribución de recursos entre
diferentes procesos
– Forma  distribución de recursos entre
diferentes estructuras
– Comportamiento  distribución de recursos
entre diferentes actividades
Aptitud “Fitness”
Ingreso
Egreso
P
G
Replicación
P
G
Replicación
Organismo  patrones de uso de recursos  enzimas  genes
¿Qué regula al Fenotipo?
• Los procesos fisiológicos operan dentro
del contexto de otros procesos  genera
un FENOTIPO
– Recursos son finitos y limitados
– Procesos, estructuras y actividades
involucradas en el uso de recursos son finitos
y limitados
• Existen límites en la evolución de los
patrones de uso de recursos y de las
características fenotípicas
•  El genotipo determina el fenotipo
•  pero la fisiología del fenotipo imparte
limitaciones en que genotipo puede
evolucionar
Mecanismo de Evolución
• Variación continua en los caracteres, en
diferentes miembros de la misma
población
• Variación derivada de procesos azarosos
(mutación, translocación, etc.)
• Parte de la variación es hereditaria
• Enorme potencial reproductivo de los
individuos
• Los recursos son limitados (espacio y
nutrientes)
Mecanismo de Evolución
 Competencia entre las variaciones por
los recursos limitados
 Los mas aptos (exitosos) serán mas
numerosos  sobrevivirán
 Las combinaciones de genes en el
individuo son disociables
 La selección trabaja al nivel de los
genes no de los individuos
Emisión de Calor
Crecimiento
Almacenamiento
Recursos
Captura de
Recurso
Metabolismo
y síntesis
Reproducción
Reparación
Defensa
Maximización u Optimización
Resultado
Reproductivo
Evolución y Aptitud
• Evolución es un proceso de optimización
• Calcular las tasas de incremento de los genes
que afecten la historia natural de los organismos
• Identificar aquellos genes que se expanden con
mayor rapidez  probablemente sean los
productos finales del proceso evolutivo
Aptitud = tasa de expansión
La evolución maximiza aptitud
COSTO
Desventaja
BENEFICIO
Ventaja
Maximización u Optimización
• Genotipos (a través de fenotipos) que
maximizan las tasas de reproducción,
crecimiento y minimizan la tasa de mortandad
serán los favorecidos
• Maximizar aptitud significará cosas y niveles
diferentes para organismos diferentes en
condiciones ecológicas diferentes
• ¿Pero que tal si la mejora de una variable
conlleva el deterioro de otra?  “TRADE-OFFS”
Conservación de Energía y Materia
• Energía entrante = Energía saliente
• Alimento entrante – desechos fecales =
energía absorvida =
producción de tejido + perdida de calor +
perdida por excreción
Principio de Distribución de
Recursos
Crecimiento
Alimento
Aptitud
Reproducción
“TRADE-OFF”
Crecimiento
Alimento
u2
Defensa
Aptitud
1 – u1 – u2
Reproducción
Si “1-U1-U2” es un valor fijo, entonces U1 + U2 = B (constante)  “TRADE-OFF”
Principio de Compensación
• Las tasas de muertes, crecimiento y nacimientos
no pueden variar independientemente  están
ligadas a través de la utilización de los recursos
• La Selección tendrá mayor impacto sobre
aquellas variables que son las mas necesarias
en el metabolismo y a la vez las mas limitadas
 Optimización, no Maximización
Principio de Distribución de Recursos
teniendo en cuenta el Principio de
Compensación
• Ejemplo: órganos de un individuo
El ingreso de los recursos será dividido entre
todos los órganos del cuerpo y la inversión en
cada órgano estará relacionada a la habilidad
que tenga éste en reducir la tasa de mortandad
o aumentar la posibilidad de supervivencia del
organismo
 No hay perdida de recursos: Regla de
Optimalidad para explicar crecimiento diferencial
Formas de abordar el tema
• a posteriori: ¿Por qué surgieron ciertas
características bajo ciertas condiciones
ecológicas?
• a priori: considerar cuales características
podrían esperar que evolucionaran, dadas
ciertos tipos de reto ecológico
a posteriori
• Se observa un cambio en las
características en poblaciones diferentes
de la misma especie o de especies
relacionadas, que habitan condiciones
ecológicas obviamente y mensuralmente
diferentes
 Correlación puede ser el resultado de
uno o varios factores causales
a priori
• Se identifican los posibles factores
causales y se pone a prueba cada una de
estas ideas o hipótesis  método
científico!
• Se busca una medida fenotípica de la
aptitud  se asume que la evolución
maximiza aptitud
La distribución y limitación de los
recursos es muy importante para
entender las adaptaciones a
características diferenciales del
entorno