Ecofisiología AnimalEcofisiología Animal

Aspectos adaptativos de Aspectos adaptativos de adquisición y distribución de adquisición y distribución de

recursos recursos

FisiologíaFisiología

• Se encarga de buscar la respuesta a la pregunta:

¿Cómo funciona el organismo?

• Un estudio de función con respecto a:– Proceso

– Forma, Estructura– Actividad

EcofisiologíaEcofisiología

• 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

Crecimiento

Almacenamiento

Reproducción

Reparación

Defensa

ResultadoReproductivo

Metabolismoy síntesis

Captura deRecurso

Recursos

Emisión de Calor

El organismo como un transformador energético

Organismo vivo

fenotipo genotipo

controles genéticosestructuras y procesos

AdaptaciónAdaptación

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”Aptitud “Fitness”

G G

P P

Ingreso Egreso

Replicación 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 EvoluciónMecanismo 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 EvoluciónMecanismo 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

Crecimiento

Almacenamiento

Reproducción

Reparación

Defensa

ResultadoReproductivo

Metabolismoy síntesis

Captura deRecurso

Recursos

Emisión de Calor

Maximización u Optimización

Evolución y AptitudEvolución 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 expansiónLa evolución maximiza aptitud

COSTO BENEFICIO

Desventaja Ventaja

• 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”

Maximización u OptimizaciónMaximización u Optimización

Conservación de Energía y MateriaConservación 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 Principio de Distribución de RecursosRecursos

Alimento

Reproducción

Crecimiento

Aptitud

u 1

1 - u1

“TRADE-OFF”

Alimento

Reproducción

Crecimiento

Aptitud

u 1

1 – u1 – u2

Defensau2

Si “1-U1-U2” es un valor fijo, entonces U1 + U2 = B (constante) “TRADE-OFF”

Principio de CompensaciónPrincipio 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 Principio de Distribución de Recursos teniendo en cuenta el Principio de teniendo en cuenta el Principio de

CompensaciónCompensación

• 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 temaFormas 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 posterioria 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 prioria 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