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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
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1.3.1.1.2.- Plazo medio (días, meses).
1.3.1.1.2.1.- Aclimatización: cambios en los factores naturales
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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
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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.
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Tema 1.- El animal y su medio ambiente. Adaptación, aclimatización y aclimatación.Ecofisiología animal. Open Courseware.
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m
E
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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.
m
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Medio interno → constante
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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%
Aguas
profundas
Aguas
superficiales
Terrestre
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 velocidad
funcional 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.
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Factor en el medio externo (E)
Factorenelmedio
interno(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)
Velocidaddefunción
(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 evitadores
temporales (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. 109-165
6. 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.

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Adaptacion de los animales

  • 1. 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.
  • 2. 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.
  • 3. Tema 1.- El animal y su medio ambiente. Adaptación, aclimatización y aclimatación.Ecofisiología animal. Open Courseware. Randall et al. 2002
  • 4. 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
  • 5. Tema 1.- El animal y su medio ambiente. Adaptación, aclimatización y aclimatación.Ecofisiología animal. Open Courseware. (Tomada de Willmer et al. 2005)
  • 6. Tema 1.- El animal y su medio ambiente. Adaptación, aclimatización y aclimatación.Ecofisiología animal. Open Courseware. (Tomada de Willmer et al. 2005)
  • 7. Tema 1.- El animal y su medio ambiente. Adaptación, aclimatización y aclimatación.Ecofisiología animal. Open Courseware. m E Información m E Información ↓ S = cte Vida Reacciones irreversibles 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).
  • 8. Tema 1.- El animal y su medio ambiente. Adaptación, aclimatización y aclimatación.Ecofisiología animal. Open Courseware. m E Información m E Información Medio interno → constante Función celular estable ∆ 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.
  • 9. Tema 1.- El animal y su medio ambiente. Adaptación, aclimatización y aclimatación.Ecofisiología animal. Open Courseware. (Modificada de Gardiner, 1987)
  • 10. Tema 1.- El animal y su medio ambiente. Adaptación, aclimatización y aclimatación.Ecofisiología animal. Open Courseware. % volumen 78% 21% 1% Aguas profundas Aguas superficiales Terrestre
  • 11. Tema 1.- El animal y su medio ambiente. Adaptación, aclimatización y aclimatación.Ecofisiología animal. Open Courseware. (Tomadas de Hill et al. 2007)
  • 12. Tema 1.- El animal y su medio ambiente. Adaptación, aclimatización y aclimatación.Ecofisiología animal. Open Courseware. Adaptación (Modificada de Willmer et al. 2005)
  • 13. 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)
  • 14. 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
  • 15. 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 velocidad funcional 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).
  • 16. 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
  • 17. 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) Factorenelmedio interno(I) E = I Conformista perfecto
  • 18. Tema 1.- El animal y su medio ambiente. Adaptación, aclimatización y aclimatación.Ecofisiología animal. Open Courseware. (Tomada de Willmer et al. 2005)
  • 19. Tema 1.- El animal y su medio ambiente. Adaptación, aclimatización y aclimatación.Ecofisiología animal. Open Courseware. (Modificada de Willmer et al. 2005)
  • 20. 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)
  • 21. 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) Velocidaddefunción (Modificada de Prosser y Heath, 1991)
  • 22. 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 evitadores temporales (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).
  • 23. 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. 109-165 6. 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.