Ecofisiologia de LagartosEcofisiologia de Lagartos

Renata Brandt NunesRenata Brandt Nunes

Laboratório de Ecofisiologia e Fisiologia Evolutiva

O que é ecofisiologia ?O que é ecofisiologia ?

diversidade fisiológica ambiente

ecologia dos organismos

grupo não monofilético

O que é um lagarto?O que é um lagarto? 

Isto é lagarto!Isto é lagarto! 

Delma australisCallisaurus draconoides

Anniella pulchra

Isto não é lagarto!Isto não é lagarto!

 

Leptotyphlops dulcisLeptotyphlops dulcisAmphisbaena albaAmphisbaena alba

Amphisbaena cegei Amphisbaena cegei Amphisbaena fuliginosaAmphisbaena fuliginosa

Isto não é lagarto!Isto não é lagarto!

TerminologiaTerminologia

pecilotermos x homeotermos

Cowles e Bogart 1944TC constante em lagartos

terminologia inadequada

Endotermos: fonte interna (metabolismo)

Ectotermos: fonte externa (sol, rochas)

Cowles 1962: nova terminologiaCowles 1962: nova terminologia

Mais apropriada, pois diz respeito à fonte de calor utilizada na regulação da temperatura

EndotermosEndotermos: fonte interna (metabolismo)

Ectotermos: fonte externa (sol, rochas)

Cowles 1962: nova terminologiaCowles 1962: nova terminologia

Mais apropriada, pois diz respeito à fonte de calor utilizada na regulação da temperatura

Endotermos: fonte interna (metabolismo)

EctotermosEctotermos: fonte externa (sol, rochas)

Cowles 1962: nova terminologiaCowles 1962: nova terminologia

Mais apropriada, pois diz respeito à fonte de calor utilizada na regulação da temperatura

Mais terminologia!Mais terminologia!

2 estratégias para conseguir calor:

Heliotermos:Heliotermos: obtém calor da energia radiante do sol

Tigmotermos:Tigmotermos: trocam energia térmica por condução com objetos no

ambiente (como rochas aquecidas)

Mais terminologia!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:Termorreguladores: regulam ativamente TC, mantém diferença da TA

Termoconformadores:Termoconformadores: TC é muito parecida a TA

...e por fim...e por fim

Estudando EcofisiologiaEstudando 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: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 TemperaturaEfeitos da Temperatura

Variável fisiológica mais importante pois determina diretamente as demais variáveis que afetam o organismo

Efeitos da TemperaturaEfeitos 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 TemperaturaEfeitos 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 Efeitos da temperatura sobre parâmetros fisiológicosparâmetros 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

Organismo série de reações químicas

Q10 T

PRODUTOS = SUBSTRATOS

TC variávelIntegrar processos

Caos

termorregulação

Viscosidade citoplasma

Permeabilidade de membrana

V transmissão de impulsos

V e F contração fibras músculares

Temperatura x Desempenho Temperatura x Desempenho FisiológicoFisiológico

Termorregulação: Termorregulação: controlando a destruiçãocontrolando a destruição

Fisiologia da Fisiologia da TermorregulaçãoTermorregulação

Estratégias utilizadas pra custos e benefícios da termorregulação

batimentos cardíacos bombeamento do sangue

troca de calor

Desvios cardíacosDesvios cardíacos

Forma e tamanho do corpoForma e tamanho do corpo

Inércia térmica

Animal Grande Animal Pequeno

Microsítios Térmicos

Relação S/V altaCorpo alongado resistência mudança T= =

CORCOR

Mudanças na cor do corpo = de até 75% absorção

cores escuras =

lagartos mais escuros nas zonas de temperaturas

controle de mudança de cor

cores claras =

CustosCustos

demanda alimento

=

TC TMR=

taxa locomoção

TM

CustosCustos

mudanças posturais

TM

=

Custos e BenefíciosCustos e Benefícios

gastos diários

benefício fisiológicocustos

benefício termorregulação

Seleção de Habitat: Seleção de Habitat: momento de discussão!momento de discussão!

latitude

altitude

gradiente térmico padrão de distribuição

tolerância termal?

seleção de sítios de exposição ao sol

seleção de abrigos

potenciais custos comportamento

Micro-habitatMicro-habitat

micro-habitats semelhantes

estratégias semelhantes

TC semelhantes

=

=

TC

áreas mais quentes

atividade nos períodos mais quentes

desertosTA e TCM

tropicais mésicos

TA

X

TA e TCM

arbóreas

saxícolas areia

X

TA

LAGARTOS DIURNOSLAGARTOS DIURNOS

TA arbóreas

FLORESTAS?

= recurso escasso

 

Investindo tempo na Investindo tempo na termorregulação termorregulação

termorregulação

corte alimentação postura de ovos

termorregulação cuidadosa tempo de atividade

TAmbiental

preferências termais

tempo gasto

distância sol/sombra

condições ambientais flutuantes

pop montanas iguanios

pop setentrionais lacertideos

estações frias

tempo exposição ao sol

Liolaemus tenuis (foto de Javier Jimenez)

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

AlimentaçãoAlimentação

TC depois ingestão de comida?

velocidade processos enzimáticos

velocidade contrações musculares

TC períodos de escassez

ReproduçãoReprodução

pistas ambientais estação reprodutiva

aquisição fêmeas desempenho macho

TC

exibição comportamental

sítio de postura

sucesso de eclosão e sobrevivência dos filhotes

Ecofisiologia de ovosEcofisiologia de ovos

temperatura

taxas de crescimento

desenvolvimento embrionário

período de incubação

comportamento sexual

comportamento termorregulatório

 

Substrato de incubação

úmido seco

VO2 VO2 massa?casca ?

massa

Filhotes maiores

fitness

Filhotes menores Morte do ovo

fitness

Ectotermo é legal: Ectotermo é legal: Vantagens da EctotermiaVantagens da Ectotermia

1. ectotermia é um estado inferior a endotermia

2. forma do corpo e fisiologia dos anfíbios e répteis é representativa de um estado inferior

Pough (1980), resposta a tendência comum:

“The advantages of ectothermy for tetrapods”.

The American Naturalist, 115(1): 92-115

Adaptações que facilitam a vida de baixa demanda energética

Ectotermo é legal: Ectotermo é legal: Vantagens da EctotermiaVantagens da Ectotermia

1. ectotermia é um estado inferior a endotermia

2. forma do corpo e fisiologia dos anfíbios e répteis é representativa de um estado inferior

Pough (1980), resposta a tendência comum:

“The advantages of ectothermy for tetrapods”.

The American Naturalist, 115(1): 92-115

Adaptações que facilitam a vida de baixa demanda energética

Ectotermos e tamanho Ectotermos e tamanho corporalcorporal

80 % dos lagartos e 90 % das salamandras: adultos com massas

menores que aquelas de tetrápodes endotermos

1%

36%

50%

65%

0%

10%

20%

30%

40%

50%

60%

70%

Aves eMamíferos

Répteis Anuros SalamandrasSer endotermo pequeno é custoso

Ectotermos e tamanho Ectotermos e tamanho corporalcorporal

TMR de ectotermos tetrapodes =

10 a 20% a de mamíferos e aves

Ectotermos e plasticidade Ectotermos e plasticidade morfológicamorfológica

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 Ectotermos e plasticidade morfológicamorfológica

Ectotermos e eficientes!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!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