Ecofisiologia de Lagartos Renata Brandt Nunes Laboratório de Ecofisiologia e Fisiologia Evolutiva O que é ecofisiologia ? diversidade fisiológica ambiente ecologia dos organismos O que é um lagarto? grupo não monofilético Isto é lagarto! Callisaurus draconoides Anniella pulchra Delma australis Isto não é lagarto! Amphisbaena alba Leptotyphlops dulcis Amphisbaena cegei Amphisbaena fuliginosa Isto não é lagarto! Terminologia pecilotermos x homeotermos TC Cowles constante e Bogart em lagartos 1944 terminologia inadequada Cowles 1962: nova terminologia Mais apropriada, pois diz respeito à fonte de calor utilizada na regulação da temperatura Endotermos: fonte interna (metabolismo) Ectotermos: fonte externa (sol, rochas) Cowles 1962: nova terminologia Mais apropriada, pois diz respeito à fonte de calor utilizada na regulação da temperatura Endotermos: fonte interna (metabolismo) Ectotermos: fonte externa (sol, rochas) Cowles 1962: nova terminologia Mais apropriada, pois diz respeito à fonte de calor utilizada na regulação da temperatura Endotermos: fonte interna (metabolismo) Ectotermos: fonte externa (sol, rochas) Mais terminologia! 2 estratégias para conseguir calor: Heliotermos: obtém calor da energia radiante do sol Tigmotermos: trocam energia térmica por condução com objetos no ambiente (como rochas aquecidas) Mais terminologia! 2 estratégias para conseguir calor: Heliotermos: obtém calor da energia radiante do sol Tigmotermos: trocam energia térmica por condução com objetos no ambiente (como rochas aquecidas) 2 estratégias de regulação da temperatura: Termorreguladores: regulam ativamente TC, mantém diferença da TA Termoconformadores: TC é muito parecida a TA ...e por fim Estudando Ecofisiologia Há duas abordagens: 1- Fenomenológica e integrativa: “Como a temperatura corporal afeta a habilidade locomotora, e por sua vez o sucesso de predação ou fuga de predador?” 2- Mecanicista, processo mais restrito (tecidual, celular e bioquímico) “Qual é a base mecânica para o padrão observado de performance locomotora?” Diferença nas abordagens: Mais adequada para análises ecológicas da fisiologia: - Integra processos de todo o animal - Diretamente correlacionada com performance ecológica Efeito da temperatura no sucesso de fuga de predadores: - Corrida de Vel. X Vel. contração de fibras musculares? Funcionamento da parte = previsão ilusório do todo ex: fosfatase alcalina in vitro (T letais) Eliminar componente importantísimo do desempenho na natureza COMPORTAMENTO Efeitos da Temperatura Variável fisiológica mais importante pois determina diretamente as demais variáveis que afetam o organismo Efeitos da Temperatura Variável fisiológica mais importante pois determina diretamente as demais variáveis que afetam o organismo Como estudar? Fazer medidas do parâmetro estudado em diferentes TC Efeitos da Temperatura Variável fisiológica mais importante pois determina diretamente as demais variáveis que afetam o organismo Como estudar? Fazer medidas do parâmetro estudado em diferentes TC Como mudar TC? Fornecer fonte de calor na T desejada e impedir a termorregulação comportamental Efeitos da temperatura sobre parâmetros fisiológicos Relembrando o efeito Q10 Mudança de 10 oC = 2 ou 3 na taxa original - Nem todas as reações possuem a mesma sensibilidade térmica - Q10 pode ser diferente em intervalos de T diferentes para a mesma reação PRODUTOS = SUBSTRATOS Organismo TC variável série de reações químicas Integrar processos Q10 T Viscosidade citoplasma Caos de membrana Permeabilidade V transmissão de impulsos termorregulaçã V e F contração fibras músculares o Temperatura x Desempenho Fisiológico Termorregulação: controlando a destruição Fisiologia da Termorregulação Estratégias utilizadas pra custos e benefícios da termorregulação batimentos cardíacos bombeamento do sangue troca de calor Desvios cardíacos Forma e tamanho do corpo Animal Grande Animal Pequeno Inércia térmica Microsítios Térmicos Corpo alongado = Relação S/V alta = resistência mudança T COR Mudanças na cor do corpo = de até 75% absorção cores escuras = cores claras = lagartos mais escuros nas zonas de temperaturas controle de mudança de cor Custos TC = TMR TM demanda alimento = taxa locomoção Custos mudanças posturais = TM Custos e Benefícios gastos diários custos benefício fisiológico benefício termorregulação Seleção de Habitat: momento de discussão! altitude gradiente térmico padrão de distribuição latitude seleção de sítios de exposição ao sol tolerância termal? seleção de abrigos potenciais custos comportamento Micro-habitat áreas mais quentes micro-habitats semelhantes = estratégias semelhantes TC = TC semelhantes atividade nos períodos mais quentes LAGARTOS DIURNOS desertos TA e TCM X tropicais mésicos saxícolas areia TA e TCM TA X arbóreas TA arbóreas TA FLORESTAS? = recurso escasso Investindo tempo na termorregulação termorregulação alimentação termorregulação cuidadosa corte postura de ovos tempo de atividade tempo gasto TAmbiental condições ambientais flutuantes pop montanas iguanios distância sol/sombra pop setentrionais lacertideos tempo Liolaemus tenuis (foto deexposição Javier Jimenez) ao sol preferências termais estações frias significância ecológica ou comportamental ? complexidade comportamental de lacertídeos europeus está inversamente relacionada à latitude TC influencia mecanismos fisiológicos envolvidos na fuga de predadores autotomia x agressividade Alimentação TC depois ingestão de comida? velocidade processos enzimáticos velocidade contrações musculares TC períodos de escassez Reprodução pistas ambientais aquisição fêmeas estação reprodutiva desempenho macho exibição comportamental sítio de postura TC sucesso de eclosão e sobrevivência dos filhotes Ecofisiologia de ovos temperatura taxas de crescimento comportamento sexual período de incubação desenvolvimento embrionário comportamento termorregulatório Substrato de incubação seco úmido VO2 ? massa VO2 massa casca ? Filhotes maiores Filhotes Morte do menores ovo fitness fitness Ectotermo é legal: Vantagens da Ectotermia Pough (1980), resposta a tendência comum: 1. ectotermia é um estado inferior a endotermia 2. forma do corpo e fisiologia dos anfíbios representativa de um estado inferior e répteis “The advantages of ectothermy for tetrapods”. The American Naturalist, 115(1): 92-115 Adaptações que facilitam a vida de baixa demanda energética é Ectotermo é legal: Vantagens da Ectotermia Pough (1980), resposta a tendência comum: 1. ectotermia é um estado inferior a endotermia 2. forma do corpo e fisiologia dos anfíbios representativa de um estado inferior e répteis “The advantages of ectothermy for tetrapods”. The American Naturalist, 115(1): 92-115 Adaptações que facilitam a vida de baixa demanda energética é Ectotermos e tamanho corporal 65% 70% 60% 50% 80 % dos lagartos e 90 % das salamandras: adultos com massas menores que aquelas de tetrápodes endotermos 50% 36% 40% 30% 20% 10% 1% 0% Ser endotermo pequeno é custoso Aves e Mamíferos Répteis Anuros Salamandras Ectotermos e tamanho corporal TMR de ectotermos tetrapodes = 10 a 20% a de mamíferos e aves Ectotermos e plasticidade morfológica Livres de restrições na conservação de calor Forma do corpo alongada comum entre ectotermos aumento do custo energético para manutenção da endotermia em animais que têm maior relação superfície/volume (S/V) Ectotermos e plasticidade morfológica Ectotermos e eficientes! Eficiência no aproveitamento da energia ingerida - Calor externo Maior produção de biomassa Suportam situações periódicas de escassez - oxigênio, água ou alimento - uso de fontes sazonais - Coleonix e Heloderma Ectotermos e eficientes! Eficiência no aproveitamento da energia ingerida - Calor externo Maior produção de biomassa Suportam situações periódicas de escassez - oxigênio, água ou alimento - uso de fontes sazonais - Coleonix e Heloderma