T4 RESPUESTAS FISIOLÓGICAS A DISTINTOS NIVELES

• ¿Cómo responden los animales a los retos ambientales?

  A ESCALA FUNCIONAL:

  -Individuos evitadores: EVITAN el ambiente al que fisiológicamente no pueden responder. Ejemplo: hibernación, migración y etapas larvarias.

  -Individuos conformistas: Medio interno cambia PARALELAMENTE a las condiciones externas(no hacen nada para adaptarse al cambio). Ej: reptiles(ectotermos), invertebrados marinos (regulación iones)

  -Individuos reguladores: Medio interno se mantiene ESTABLE, aunque las condiciones externas cambien.
• respuesta a retos ambientales A ESCALA FUNCIONAL

  -Individuos evitadores: Evitan el ambiente al que fisiológicamente no pueden responder. Preparación previa con cambios a nivel fisiológico:

  A)MIGRACIÓN DE AVES:

  • Hiperfagia (aumento de reservas de lípidos)
  • Reducción del metabolismo y riego sanguíneo del cerebro
  • Regulación del ciclo circadiano (melatonina).
  • Mecanismos antioxidantes
  • Regulación hormonas sexuales y hormona reguladora de la saciedad.
• respuesta a retos ambientales A ESCALA FUNCIONAL

  -Individuos evitadores: Evitan el ambiente al que fisiológicamente no pueden responder. Preparación previa con cambios a nivel fisiológico:

  B) HIBERNACIÓN:

  -Movilización de grasa como combustible primario

  C) ETAPAS LARVARIAS:

  -Cambios hormonales: hormona JUVENIL y hormona de la DIAPAUSA
• respuesta a retos ambientales A ESCALA FUNCIONAL

  -Individuos conformistas: medio interno cambia PARALELAMENTE a las condiciones externas (no hacen nada para adaptarse al cambio externo)

  Ejemplo: reptiles (ectotermos), invertebrados marinos (regulación del nivel de iones)

  
• respuesta a retos ambientales A ESCALA FUNCIONAL

  -Individuos REGULADORES: Medio interno se mantiene ESTABLE, aunque las condiciones externas cambien. 2 tipos:

  • HIPERREGULADORES (condiciones EXTERNAS MÁS BAJAS que las internas). Ejemplo: oso polar (Ta interna mayor)
  • HIPORREGULADORES (condiciones EXTERNAS MÁS ALTAS que las internas). Ej: Liebre del desierto (Ta interna menor)
  • Los mamíferos son los únicos organismos reguladores

  
• respuesta a retos ambientales A ESCALA FUNCIONAL

  GENERALIZACIONES:

  -Una misma especie puede ser CONFORMISTA para un factor y REGULADORA para otro.

  -Animales PEQUEÑOS con cuerpo blando que habitan en el MEDIO MARINO suele ser EVITADORES y CONFORMISTAS.

  -Algunos animales TERRESTRES más GRANDES también pueden ser EVITADORES pero normalmente REGULADORES.

  -Los animales GRANDES y de cuerpo DURO pueden mostrar algo de REGULACIÓN
• respuesta a retos ambientales A ESCALA TEMPORAL

  Cuando hablamos de cambios/respuesta a LARGO PLAZO hablamos de ADAPTACIÓN.

  -La adaptación es el RESULTADO DE LA SELECCIÓN NATURAL. Los individuos no buscan adaptarse simplemente hay algunos caracteres que se van seleccionando.

  -El FENOTIPO es una ADAPTACIÓN A LA PRESIÓN SELECTIVA de los depredadores (ej: nudibranquio sin concha vive entre anémonas)
• respuesta a retos ambientales a ESCALA TEMPORAL

  2 maneras de aplicar la ADAPTACIÓN:

  1. PATRÓN: Se utiliza en términos de CARACTERES como resultado de la selección natural. Ejemplo: La HEMOGLOBINA es una adaptación para mantener niveles de oxígeno elevados en sangre
  2. PROCESO: cuando la selección natural va ajustando las frecuencias alélicas en una población (cambios en el GENOMA) , produce la EVOLUCIÓN del genotipo, proceso LENTO E IRREVERSIBLE. Solo podemos usar este término CUANDO SN ÚNICA QUE EXPLICA EL ORIGEN DE LA ADAPTACIÓN---> FENOTIPO
• ADAPTACIÓN


  DARWIN: La complejidad se puede lograr mediante la acumulación progresiva de pequeñas MODIFICACIONES.

  La SN modifica rasgos existentes-> MODIFICACIÓN NO INNOVACIÓN

  -NO SIEMPRE INCREMENTA LA SUPERVIVENCIA

  -LA SUPERVIVENCIA NO ES UN REQUISITO PARA LA ADAPTACIÓN
• ADAPTACIÓN EJEMPLOS

  1. Serpientes huesos de la mandíbula modificados para que puedan abrir la boca e ingerir presas más grandes-->MODIFICACIÓN NO INNOVACIÓN ( cambia conformación del aparato bucal pero tienen los mismos huesos)
  2. Orquideas: No tienen néctar y secretan feromonas, abejas no las distinguen y copulan con la orquídea polinizándola. Sin embargo, el macho gasta el esperma (costo energético)-->NO SIEMPRE INCREMENTA LA SUPERVIVENCIA
  3. Viuda negra: Cortejo la hembra se come al macho. Los machos que se dejan comer tienen un éxito reproductivo mayor-->SUPERVIVENCIA NO ES UN REQUISITO

  
• ¿CÓMO SE DETERMINA UNA ADAPTACIÓN?

  1. Correlaciones entre el carácter adaptativo y su uso ambiental (nivel INTER-ESPECÍFICO). FISIOLOGÍA COMPARADA
  2. Comparaciones a nivel INTRA-ESPECÍFICO, entre los patrones geográficos en las FRECUENCIAS ALÉLICAS a lo largo de gradientes ambientales.
  3. A nivel INDIVIDUO, lo determinaremos mediante la observación de los efectos de manipular el carácter (o los genes que codifican para él)
• Es ERRONEO usar adaptación para referirse a cambios a CORTO PLAZO en respuesta a variables ambientales. Se utilizan estos téminos:

  1. ACLIMATACIÓN (laboratorio)
  2. ACLIMATIZACIÓN (campo). Estos cambios rápidos SON REVERSIBLES
• CASO ADAPTACIÓN VS ACLIMATIZACIÓN VS ACLIMATACIÓN


  Oso polar está ADAPTADO a temperaturas polares. Un humano se ACLIMATIZA para soportarlas y un ratón de laboratorio se ACLIMATA. En este ejemplo, el humano y el ratón vuelven a su condición original cuando vuelven a su ambiente.

  El oso polar tiene adaptaciones morfológicas (DEPÓSITOS DE GRASA PARDA o pelo) para aguantar las temperaturas tan bajas del ártico.
• ACLIMATIZACIÓN es un proceso que incluye los cambios bioquímicos y fisiológicos RÁPIDOS en respuesta a cambios ambientales que ocurren dentro del ciclo de vida del animal y son REVERSIBLES

  Procesos de aclimatación:

  -Cambios a MUY CORTO PLAZO en la condición física. Ej: Cambios fisiológicos al hacer EJERCICIO

  • En ESCALA de tiempo ligeramente MÁS LARGAS(horas, días, semanas). Ej: Aclimatación a la ALTURA(menor oxigenación de los músculos)
  • Cambios con PATRONES REGULARES (mensual, estacional). Ej: Cambio HORMONAL
• -PLASTICIDAD FENOTÍPICA: Respuesta DURANTE EL DESARROLLO

  • Capacidad de un genotipo de producir diferentes fenotipos a lo largo de un GRADIENTE AMBIENTAL, por lo tanto, IRREVERSIBLE (un genotipo expuesto a 2 ambientes diferentes produce 2 fenotipos diferentes)
  • Factores ambientales que influyen:
  • FACTORES ABIÓTICOS (temperatura, presión, pH, humedad, salinidad)
  • FACTORES BIÓTICOS(disponibilidad de recursos, densidad poblacional, factores fisiológicos como las hormonas)

  
• PLASTICIDAD FENOTÍPICA


  Mariposa que en la época seca es de color azul y en estación húmeda color naranja (POLIMORFISMO CROMÁTICO).

  Mediado por variables climáticas. Hormonas (ECDIESTEROIDES) son ACTIVADAS POR TEMPERATURA y cambian el color al naranja

  
• PLASTICIDAD FENOTÍPICA


  Rata canguro (desierto Sudamérica) la cual tiene una plasticidad fenotípica en época de lluvias y en época seca.

  Las camadas pueden criarse tanto bebiendo agua como sin beber agua. Para ello, en el segundo caso, la MEDULA de sus RIÑONES AUMENTA DE TAMAÑO, lo cual conlleva a una mayor eficiencia en la retención de agua.
• -FENOTIPOS ALTERNATIVOS: diferencias entre castas en insectos sociales (obrera o reina) o determinación del sexo en tortugas o cocodrilos (determinación cromosómica por Ta)

  -NORMAS DE REACCIÓN: forma de REPRESENTAR la PLASTICIDAD FENOTÍPICA, es el repertorio de fenotipos producidos por un único genotipo en diferentes ambientes. Puede ser:

  • SIMPLE o CONTINUA(fenotipo óptimo en cada ambiente)
  • CANALIZACIÓN (fenotipo óptimo es preferido a lo largo de un gran rango ambiental)
  • POLIMORFISMO(dos o más morfos ocurren porque hay una transición rápida en el ambiente). Ejemplo: lluvia/seco.

  
• ESQUEMA ADAPTACIÓN VS PLASTICIDAD FENOTÍPICA

  Aclimatación y Aclimatización son formas REVERSIBLES de flexibilidad fenotípica

  
• respuesta a retos ambientales a ESCALA ESPACIAL

  Se pueden dar respuestas en diferentes compartimentos. Existen: respuestas CELULARES, TISULARES y ORGÁNICAS.

  En relación con estos tres compartimentos las adaptaciones se producen:

  • En las SUPERFICIES EXTERNAS para mantener las diferencias entre su medio externo e interno
  • Entre el FLUIDO DE TRANSPORTE y EXTRACELULAR, por ejemplo, en vertebrados se produce la filtración capilar
  • Entre el FLUIDO EXTRACELULAR y INTRACELULAR, como es el caso de la OSMORREGULACIÓN