T1 Introducción a la ecofisiología animal

• Los fundadores de la etología fueron Konrad Lorenz, Niko Tinbergen y Karl von Frisch, que separan el comportamiento de las aves de la biología y recibieron premio nobel.
• TINBERGEN propone que para estudiar el comportamiento animal hay que prestar atención a las cuatro preguntas :

  1. MECANISMOS: cuales son los mecanismos anatómicos que permiten esa conducta (ESTIMULOS Y MECANISMOS) ¿Que causa la conducta?
  2. ONTOGENIA: Como cambia un comportamiento a lo largo de la vida de un organismo
  3. VENTAJA SELECTIVA: ese comportamiento como afecta al individuo. ¿Como aumenta la adecuación?
  4. FILOGENIA: por qué esa especia realiza ese comportamiento, como ha evolucionado?


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• Para entender a un comportamiento hay que entender unas causas INMEDIATAS (MECANISMOS Y ONTOGENIA) y la CAUSALIDAD a largo plazo: la función adaptativa (VENTAJA SELECTIVA Y FILOGENIA)

  
  

  Las primeras dos responden por la FISIOLOGÍA y las otras dos por la ECOLOGÍA DEL COMPORTAMIENTO
• ECOLOGÍA EVOLUTIVA nos da el marco teórico para juntar las causas próximas y adaptativas a través de poner en contexto la SELECCIÓN NATURAL y la historia evolutiva. DESVENTAJA: no profundiza en mecanismos fisiológicos
• La vida de los organismos puede considerarse como el transcurso fluido de procesos y cambios morfológicos, fisiológicos y conductuales.

  En los diferentes momentos de la vida de un individuo se invierte esta energía en diferentes comportamiento.

  En cada etapa diferentes recursos para desarrollar diferentes actividades y las decisiones y los recursos que decidan utilizar influirán en su REPRODUCCIÓN y SUPERVIVENCIA
• ETAPAS:

  Etapa embrionaria: Crecimiento, desarrollo

  Etapa juvenil

  Etapa adulta: Reproducción, dispersión y adquirir territorios Senescencia
• RASGO DE HISTORIA DE VIDA: conjunto de rasgos asociados a la variación de supervivencia y fecundidad y están limitados por la MORFOLOGÍA y FISIOLOGÍA de cada individuo y por su HISTORIA EVOLUTIVA. Pej: un carbonero puede poner 2, 3 , 4 huevos, pero no 16 ya que su historia evolutiva solo le permite poner 6.

  
  

  Adecuación = eficacia biológica
• La optimización de recursos acarrea COMPROMISMOS EVOLUTIVOS: decisión de invertir en un recurso u otro ya que estos en la naturaleza son limitados. Esto influirá en la supervivencia y reproducción futura, es decir EFICACIA BIOLÓGICA. Esto dependerá del INDIVIDUO y del AMBIENTE. Es por ello que este modelo se basa en BENEFICIOS VS COSTOS.
• Para que un carácter perpetue por SELECCION NATURAL tiene que cumplirse que:

  • Que haya variabilidad

  • Que sea heredable

  • Que haya supervivencia asociada a ese carácter

  El COMPORTAMIENTO es un rasgo fenotípico sujeto a selección natural.
• El comportamiento de los individuos está sujeto a la selección natural. EJEMPLO: cantar de los pájaros. Sabemos que la SN actúa sobre este comportamiento ya que se cumplen los 3 requisitos anteriores:

  -hay variación en el canto

  -carácter heredable

  -existe una supervivencia/éxito reproductivo diferencial asociado al canto.

  El canto de las aves es un comportamiento que ha evolucionado por SN y mejora la ADECUACIÓN de los individuos
• Los MECANISMOS también están influenciados por la selección natural. El canto de los pájaros es un mecanismo fisiológico que varía en función de los niveles de TESTOSTERONA (T). La SN actúa sobre el canto de las aves puesto que se cumple que:

  -hay variación en los niveles de T

  -están sujetos a heredabilidad

  -hay una supervivencia/éxito reproductivo diferencial asociados a la T.

  Se espera que la SN favorezca a aquellos organismos que hayan invertido recursos en este mecanismo fisiológico ya que le aportará más beneficios que costos.
• EXCEPCIÓN: pavo real. En este ejemplo, la testosterona DEPRIME el sistema INMUNE de los pavos reales pero en otras especies les es más beneficioso tener altos niveles de T para poder producir el canto

  
• EFECTOS DE LA VARIANZA FISIOLÓGICA EN SUPERVIVENCIA Y ÉXITO REPRODUCTIVO

  1. Variación en mecanismos de AUTORREGULACIÓN (HOMEOSTASIS y METABOLISMO). En buceos prolongados, las focas pasan de metabolismo aeróbico a metabolismo anaeróbico lo cual produce una acumulación de ÁCIDO LÁCTICOen tejidos. Para metabolizarlo necesitan estar en superficie y, por ende, NO PUEDEN FORRAJEAR
• EFECTOS DE LA VARIANZA FISIOLÓGICA EN SUPERVIVENCIA Y ÉXITO REPRODUCTIVO

  2. Variación en MANEJO DE NUTRIENTES: Para conseguir la adecuación de el objetivo es compensar ADQUISICIÓN DE ENERGÍA VS GASTO.

  La interacción entre INGESTA, PROCESAMIENTO digestivo y GASTO METABÓLICO deben estar en balance.

  DISEÑO/PLASTICIDAD del tracto digestivo: animales pueden tener una dieta más variada y ampliar su nicho trófico. Variando las tasas de digestión/asimilación pueden controlar los presupuestos de tiempo.
• Variación en manejo de nutrientes.


  Animales de MENOR TAMAÑO, como las ardillas, desarrollan una MAYOR ACTIVIDAD BIOLÓGICA por unidad de masa que los grandes. En consecuencia, tienen altas tasas de alimentación lo que les supone una constante búsqueda de alimento. En consecuencia, su tracto digestivo está adecuado para ingerir cualquier tipo de dieta (incluso carroña)
• EFECTOS DE LA VARIANZA FISIOLÓGICA EN SUPERVIVENCIA Y ÉXITO REPRODUCTIVO

  3.Variación en CAPACIDAD ANTIOXIDANTE : El ESTRÉS OXIDATIVO es el desequilibrio entre la producción de moléculas oxidantes y la disponibilidad de defensas antioxidantes. Causa daño celular y tisular, patologías y tiene efectos directos sobre caracteres de historia de vida---> MENOR EFICACIA BIOLÓGICA

  Animales con altas tasas de estrés oxidativo tendrán probabilidades menores de sobrevivir ya que las células que lo componen se degradarán a ritmos muy rápidos.
• EFECTOS DE LA VARIANZA FISIOLÓGICA EN SUPERVIVENCIA Y ÉXITO REPRODUCTIVO

  4. Variación en mecanismos de PRODUCCIÓN DE SEÑALES: recursos energéticos para producir mecanismos de DEFENSA o de COLORACIÓN para aumentar las posibilidades de supervivencia o de alcanzar el éxito reproductivo.

  Algunos de estos mecanismos son el uso de colores vivos por parte de los machos para atraer a las hembras o el desarrollo de CORNAMENTAS para defenderse ante el ataque de depredadores o la coloración azul de los huevos de estorninos que indican la calidad de las hembras.
• EFECTOS DE LA VARIANZA FISIOLÓGICA EN SUPERVIVENCIA Y ÉXITO REPRODUCTIVO

  5.Variación en INMUNOCOMPETENCIA: El sistema inmunitario es una función fisiológica esencial para la defensa de los animales frente a ataques de parásitos. Un individuo con MAYOR inmunocompetencia tendrá más probabilidades de sobrevivir y de reproducirse, es decir, son factores DIRECTAMENTE PROPORCIONALES a la inmunocompetencia---> AUMENTA EFICACIA BIOLÓGICA
• EFECTOS DE LA VARIANZA FISIOLÓGICA EN SUPERVIVENCIA Y ÉXITO REPRODUCTIVO

  6. Variación en mecanismos de REGULACIÓN ENDOCRINA. Los mecanismos endocrinos explican los PATRONES CONDUCTUALES (desarrollo, reproducción, cuidado parental, comportamiento social, alimentación, ritmos biológicos y estrés) que componen la personalidad del individuo en estudio
• ¿Por qué las orugas de la procesionaria producen pelos urticantes? - Mecanismo: en el tercer estado larvario se desencadena una respuesta hormonal ligada a la temperatura.

  -Ontogenia: a partir del estado larvario ya que comienzan a salir del bolsón para alimentarse y adquieren un tamaño mayor.

  -Ventaja selectiva: los pelos urticantes suponen una protección frente a depredadores.

  -Filogenia: no se puede saber.
• ¿Por qué van en procesión desde el pino hasta el suelo?

  Mecanismo: por termotaxia (cambio de temperaturas) se desencadena la salida del bolsón y el comienzo de la procesión. Ontogenia: cuando llegan al quinto estado larvario.

  -Ventaja selectiva: todas las orugas esconden sus cabezas (alimento de muchos pájaros) en la parte posterior de la que va delante exceptuando la primera oruga para asustar al posible enemigo, el cual se pensará que es un individuo interminable.

  Filogenia: no se puede saber
• FISIOLOGÍA ANIMAL es una disciplina experimental consolidada y se encarga del estudio de las funciones animales y los mecanismos por los cuales un organismo mantiene la HOMEOSTASIS = Capacidad para mantener el equilibrio interno o medio interno estable.
• Hasta el siglo XX no se hace separación de la fisiología animal como tal de la fisiología clásica (enfocada en humanos únicamente)
• La FISIOLOGÍA COMPARADA: Diversidad fisiológica en función del ambiente ( ESPECIES EN DIFERENTES AMBIENTES)

  DEVENTAJAS: No hay perspectiva evolutiva. No estudia variación individual
• ECOFISIOLOGÍA: Variación fisiológica en condiciones AMBIENTALES NATURALES. ¿Cuál es el VALOR ADAPTATIVO de la diversidad fisiológica (4 preguntas de Tinbergen)?

  1. Estudio de la varianza fenotípica en mecanismos fisiológicos INDIVIDUAL
  2. Heredabilidad de los mecanismos (bajo SELECCIÓN NATURAL)
  3. Efectos de la varianza fisiológica en la EFICACIA BIOLÓGICA
• Como conclusión ecofisiologÍa no solo es en el medio silvestre, es importante tener el enfoque evolutivo