Ecofisiología Animal
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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