Aspectos adaptativos de adquisición y distribución de recursos Ecofisiología Animal Aspectos adaptativos de adquisición y distribución de recursos

¿Cómo funciona el organismo? 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

¿Por qué funciona así el organismo? 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

El organismo como un transformador energético Emisión de Calor Crecimiento Almacenamiento Resultado Reproductivo Captura de Recurso Metabolismo y síntesis Reproducción Recursos Reparación Defensa El organismo como un transformador energético

Organismo vivo fenotipo genotipo estructuras y procesos 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” P P G G 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 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

La selección trabaja al nivel de los genes no de los individuos Las combinaciones de genes en el individuo son disociables La selección trabaja al nivel de los genes no de los individuos

Maximización u Optimización Emisión de Calor Crecimiento Almacenamiento Resultado Reproductivo Captura de Recurso Metabolismo y síntesis Reproducción Recursos Reparación Defensa Maximización u Optimización

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 BENEFICIO Desventaja 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 1 - u1 Reproducción “TRADE-OFF”

u1 u2 1 – u1 – u2 Crecimiento Alimento Defensa Aptitud 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