adaptacion de los animales
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Tema 1.- El animal y su medio ambiente. Adaptación, aclimatización y aclimatación.Ecofisiología animal. Open Courseware.
Tema 1.- El animal y su medio ambiente. Adaptación, aclimatización y aclimatación.
• Tema introductorio: a modo de declaración de intenciones, en el que se exponen definiciones y conceptos básicos generales sobre:
Variabilidad y diversidad morfológica de los animales frente a unos aspectos de organización anatómica interna y funcional comunes.Líneas generales de la variabilidad de factores ambientales en distintas zonas de la biosfera.Conceptos de adaptación, aclimatación y aclimatización.Conceptos de conformidad y compensación y de regulación.
Tema 1.- El animal y su medio ambiente. Adaptación, aclimatización y aclimatación.Ecofisiología animal. Open Courseware.
1.1.- Diversidad y variabilidad del reino animal.1.1.1.- Filogenia y clasificación.1.1.2.- Organización corporal y funcional básica de los animales.1.1.3.- Sistemas termodinámicos abiertos cuyas funciones se ven afectadas
por el entorno.1.2.- Diversidad y variabilidad del medio ambiente.
1.2.1.- Factores bióticos y abióticos: disponibilidad de nutrientes o recursos.1.2.2.- Espacial: macro y microambientes. Una cuestión de tamaño.1.2.3.- Temporal: variaciones estacionales. Dependencia de la latitud.
1.3.- Interacción entre animal y medio ambiente: respuestas funcionales a los cambios.1.3.1.- Escala temporal.
1.3.1.1.- Actuando sobre individuos.1.3.1.1.1.- Instantánea (s, min): sistema nervioso, comportamiento
(metabólicas).1.3.1.1.2.- Plazo medio (días, meses).
1.3.1.1.2.1.- Aclimatización: cambios en los factores naturales (ej., estacionales en zonas templadas).
1.3.1.1.2.2.- Aclimatación: cambios controlados de un factor en el laboratorio.
1.3.1.2.2.3.- Normas de reacción que determinan el fenotipo.1.3.1.2.- Actuando sobre varias generaciones de una especie:
adaptación.1.3.1.3.- Tipos de selección: estrategias r, K y A.
Tema 1.- El animal y su medio ambiente. Adaptación, aclimatización y aclimatación.Ecofisiología animal. Open Courseware.
Randall et al. 2002
Tema 1.- El animal y su medio ambiente. Adaptación, aclimatización y aclimatación.Ecofisiología animal. Open Courseware.
Kardong, 1999
(Tomadas de Romer y Parsons, 1985)
Weisz, 1987
Tema 1.- El animal y su medio ambiente. Adaptación, aclimatización y aclimatación.Ecofisiología animal. Open Courseware.
(Tomada de Willmer et al. 2005)
Tema 1.- El animal y su medio ambiente. Adaptación, aclimatización y aclimatación.Ecofisiología animal. Open Courseware.
(Tomada de Willmer et al. 2005)
Tema 1.- El animal y su medio ambiente. Adaptación, aclimatización y aclimatación.Ecofisiología animal. Open Courseware.
mE
Información
mE
Información
↓ S = cte
Vida
Reaccionesirreversibles
Los seres vivos son sistemas termodinámicos abiertos que intercambian masa, energía e información con el medio externo con objeto de mantener un grado de organización constante (entropía baja).
Tema 1.- El animal y su medio ambiente. Adaptación, aclimatización y aclimatación.Ecofisiología animal. Open Courseware.
mE
Información
mE
Información
Medio interno → constanteFuncióncelularestable
∆ Medio externo
“Ruido”
Los animales pluricelulares son sistemas termodinámicos constituidos por miles de microsistemas (las células), cada uno de los cuales intercambia m, E e Info con su entorno: el medio interno del animal.
Tema 1.- El animal y su medio ambiente. Adaptación, aclimatización y aclimatación.Ecofisiología animal. Open Courseware.
(Modificada de Gardiner, 1987)
Tema 1.- El animal y su medio ambiente. Adaptación, aclimatización y aclimatación.Ecofisiología animal. Open Courseware.
% volumen
78%
21% 1%
AguasprofundasAguassuperficialesTerrestre
Tema 1.- El animal y su medio ambiente. Adaptación, aclimatización y aclimatación.Ecofisiología animal. Open Courseware.
(Tomadas de Hill et al. 2007)
Tema 1.- El animal y su medio ambiente. Adaptación, aclimatización y aclimatación.Ecofisiología animal. Open Courseware.
Adaptación
(Modificada de Willmer et al. 2005)
Tema 1.- El animal y su medio ambiente. Adaptación, aclimatización y aclimatación.Ecofisiología animal. Open Courseware.
Ej.: coloración de la superficie corporal
(Tomada de Willmer et al. 2005)
Tema 1.- El animal y su medio ambiente. Adaptación, aclimatización y aclimatación.Ecofisiología animal. Open Courseware.
Tipos de selección y mecanismos de adaptación en los animales Tipo de selección r K A Ambiente Estabilidad Baja Alta Alta Estrés abiótico Alto Bajo Alto Disponibilidad energética
Baja Alta Baja
Individuos Tamaño corporal Pequeño Grande Grande o pequeño Duración del ciclo vital Corta Larga Larga Madurez sexual Temprana Tardía Tardía Reproducción Modelo Semélparo Iteróparo Ambos Tiempo de generación Corto Largo Ambos Fecundidad Alta Baja Baja Descendencia Abundante y pequeña Reducida y grande Ambos Cuidados paternos Ausentes Comunes Posibles Poblaciones Densidad Fluctuante Alta Baja o fluctuante Estabilidad Fluctuante Constante Fluctuante Rangos Altos Bajos Ambos Competición Baja Alta Baja Interacciones bióticas Pocas y simples Muchas y complejas Pocas y simples Visión de conjunto Pequeños Grandes Muy variados Producción reproductora
rápida Producción reproductora lenta
Normalmente lenta
Colonialistas Comunidades clímax Clímax simple Generalistas Especialistas Especialistas Ejemplos Charcos estacionales Sabanas africanas Polos o desiertos Fuente: Willmer et al., 2005
Tema 1.- El animal y su medio ambiente. Adaptación, aclimatización y aclimatación.Ecofisiología animal. Open Courseware.
1.3.- Interacción entre animal y medio ambiente: respuestas a los cambios.1.3.2.- Tipos de respuestas.
1.3.2.1.- Evitación: comportamiento.1.3.2.1.1.- Espacial (ej., escape).1.3.2.1.2.- Temporal (ej., hibernación).
1.3.2.2.- Conformidad: individuos conformistas: el medio interno cambia paralelamente al medio externo.
1.3.2.2.1.- Cambia el medio interno → cambian las velocidades de las funciones.1.3.2.2.2.- Puede haber una compensación funcional con la aclimatación (o la aclimatización) → recuperación de la velocidadfuncional anterior al cambio.
1.3.2.2.2.1.- Tipos de compensación.1.3.2.2.2.2.- Consecuencias de la compensación: Homeocinesis(velocidad constante de las funciones = independencia).
1.3.2.3.- Regulación: cambia la velocidad de algunas funciones necesarias para mantener la constancia del medio interno.
1.3.2.3.1.- Individuos reguladores: hipo e hiperregulación.1.3.2.3.2.- Consecuencias: Homeóstasis (mantenimiento del medio interno de composición constante).
1.3.2.4.- Modelos reales: entre conformista y regulador (depende: factor y especie).
1.3.3.- Márgenes de supervivencia.1.3.3.1.- Estenotolerancia: estrecho (conformistas > reguladores).1.3.3.2.- Euritolerancia: amplio (conformistas < reguladores).
Tema 1.- El animal y su medio ambiente. Adaptación, aclimatización y aclimatación.Ecofisiología animal. Open Courseware.
Niveles de organización en los que las respuestas adaptativas pueden ocurrir.
Evitación espacial(escape) Comportamiento
Evitación temporal(ej. hibernación)
Conformidad(MI ≈ ME)
Regulación(MI ≅ cte.)
Morfológico
Bioquímico
Fisiológico
Willmer et al. 2005
Tema 1.- El animal y su medio ambiente. Adaptación, aclimatización y aclimatación.Ecofisiología animal. Open Courseware.
0
1
2
3
4
5
6
7
8
9
1 2 3 4 5 6 7
Factor en el medio externo (E)
Fact
or
en e
l m
edio
in
tern
o (
I)E = I Conformista perfecto
Tema 1.- El animal y su medio ambiente. Adaptación, aclimatización y aclimatación.Ecofisiología animal. Open Courseware.
(Tomada de Willmer et al. 2005)
Tema 1.- El animal y su medio ambiente. Adaptación, aclimatización y aclimatación.Ecofisiología animal. Open Courseware.
(Modificada de Willmer et al. 2005)
Tema 1.- El animal y su medio ambiente. Adaptación, aclimatización y aclimatación.Ecofisiología animal. Open Courseware.
Compensación → independencia del cambio ambiental
Alteración de la velocidad con el cambio agudo
Factor ambiental (ej, temperatura: T1<T2<T3)
(Modificada de Prosser y Heath, 1991)
Tema 1.- El animal y su medio ambiente. Adaptación, aclimatización y aclimatación.Ecofisiología animal. Open Courseware.
Compensación inversa
Sin compensación
Compensación parcial
Compensación completa
Sobrecompensación
Factor de aclimatación (temperatura)
Vel
oci
dad
de
funci
ón
(Modificada de Prosser y Heath, 1991)
Tema 1.- El animal y su medio ambiente. Adaptación, aclimatización y aclimatación.Ecofisiología animal. Open Courseware.
1.4.- Algunas generalizaciones válidas.1.4.1.- Los animales pequeños y de cuerpos blandos del medio marino
suelen ser evitadores (buscan los microhábitats adecuados) y conformistas. Puede haber terrestres más grandes evitadorestemporales (hibernación).
1.4.2.- Los animales medianos y de cuerpo duro (exoesqueleto) pueden mostrar algo de capacidad de regulación.
1.4.3.- Los animales grandes terrestres son reguladores.1.4.4.- Una misma especie puede ser reguladora para un factor
ambiental y conformista para otro (ej., peces teleósteos).
Tema 1.- El animal y su medio ambiente. Adaptación, aclimatización y aclimatación.Ecofisiología animal. Open Courseware.
Bibliografía utilizada:
1. Gardiner, M.S. 1978. Biología de los invertebrados. Ediciones Omega, S.A., Barcelona. 940 págs. 2. Hill, R.W., Wyse, G.A. y Anderson, M. 2006. Fisiología animal. 3ª ed. Editorial Médica
Panamericana, Madrid. 655 págs. ISBN: 84-7903-990-6.http://www.sinauer.com/detail.php?id=3158
3. Kardong, V.K. 1999. Vertebrados: anatomía comparada, función y evolución. 2ª ed. McGraw-Hill / Interamericana de España, S.A., Madrid. 900 págs.
4. Moyes, C.D. y Schulte, P.M. 2007. Fisiología animal. Pearson/Addison Wesley, Madrid. 300 págs.5. Prosser, C.L. y Heath, J.E. 1991. Temperature. En: Environmental and metabolic animal
physiology, 4ª ed. (Prosser, C.L. Ed.) Wiley-Liss, págs. 109-1656. Randall, D.J., Burggren, W.W., French, K. y Fernald, R. 2002. Eckert's animal physiology. 5ª
ed. W.H. Freeman, New York. 768 págs. http://www.whfreeman.com/animalphys5/7. Romer, A.S. y Parsons, T.S. 1985. Anatomía comparada (vertebrados). 5ª ed. McGraw-
Hill/Interamericana, Madrid. 435 págs.8. Somero, G.N. 1991. Hydrostatic pressure and adaptations to the deep sea. En: Environmental and
metabolic animal physiology, 4ª ed. (Prosser, C.L. Ed.) Wiley-Liss, págs. 167-204.9. Weisz, P.B. 1987. La ciencia de la zoología. 6ª ed. Omega S.A., Barcelona. 954 págs.10. Willmer, P.G., Stone, G.N. y Johnston, I.A. 2005. Environmental physiology of animals. 2ª ed.
Blackwell Science, Oxford, U.K. 816 págs.