Articulo de referencia

Poiquilotermia

La rana común es un poiquilotermo y es capaz de funcionar en un amplio rango de temperaturas corporales centrales. Un poiquilotermo ( / ˈ p ɔɪ k ə l ə ˌ θ ɜːr m , p ɔɪ ˈ k ɪ l ə...

La rana común es un poiquilotermo y es capaz de funcionar en un amplio rango de temperaturas corporales centrales.

Un poiquilotermo ( / ˈ p ɔɪ k ə l ə ˌ θ ɜːr m , p ɔɪ ˈ k ɪ l ə ˌ θ ɜːr m / ) es un animal (del griego poikilos – 'varios', 'manchado', y therme – 'calor') cuya temperatura interna varía considerablemente. Los poiquilotermos tienen que sobrevivir y adaptarse al estrés ambiental. [ 1 ] Uno de los factores estresantes más importantes es el cambio de temperatura del ambiente externo, que puede llevar a alteraciones en el orden de los lípidos de la membrana y puede causar el despliegue y la desnaturalización de proteínas a temperaturas elevadas. [ 1 ] El poiquilotermo es lo opuesto al homeotermo , un animal que mantiene la homeostasis térmica . Por lo general, las fluctuaciones son consecuencia de la variación en la temperatura ambiental . Muchos ectotermos terrestres son poiquilotermos. [ 2 ] Sin embargo, algunos ectotermos buscan ambientes de temperatura constante hasta el punto de poder mantener una temperatura interna constante, y se consideran homeotermos reales o prácticos . [ 3 ] Es esta distinción la que a menudo hace que el término poiquilotermo sea más útil que el término vernáculo "de sangre fría", que a veces se usa para referirse a los ectotermos de manera más general.

Entre los animales poiquilotermos se incluyen algunos vertebrados, como ciertos peces, anfibios y reptiles, así como muchos invertebrados . La rata topo desnuda [ 4 ] [ 5 ] y los perezosos [ 6 ] son ​​algunos de los mamíferos poiquilotermos poco comunes.

Etimología

El término deriva del griego poikilos ( ποικίλος ), que significa "variado", en última instancia de una raíz que significa "moteado" o "pintado", y thermos ( θερμός ), que significa "calor".

Fisiología

Producción sostenida de energía de un poiquilotermo (un lagarto ) y un homeotermo (un ratón ) en función de la temperatura corporal central. El homeotermo tiene una producción mucho mayor, pero solo puede funcionar dentro de un rango muy estrecho de temperaturas corporales.

Los animales poiquilotermos deben ser capaces de funcionar en un rango de temperaturas más amplio que los homeotermos. La velocidad de la mayoría de las reacciones químicas varía con la temperatura, y para funcionar, los poiquilotermos pueden tener de cuatro a diez sistemas enzimáticos que operan a diferentes temperaturas para una reacción química importante. [ 7 ] Como resultado, los poiquilotermos suelen tener genomas más grandes y complejos que los homeotermos en el mismo nicho ecológico . Las ranas son un ejemplo notable de este efecto, aunque su complejo desarrollo también es un factor importante en su gran genoma. [ 8 ]

Debido a que su metabolismo es variable y generalmente inferior al de los animales homeotermos , las actividades sostenidas de alta energía, como el vuelo propulsado en animales grandes o el mantenimiento de un cerebro grande , generalmente están fuera del alcance de los animales poiquilotermos. [ 9 ] El metabolismo de los poiquilotermos favorece estrategias como la caza al acecho en lugar de la persecución de presas para animales más grandes con un alto costo de movimiento. Como no utilizan su metabolismo para calentarse o enfriarse, el requerimiento energético total a lo largo del tiempo es bajo. Para el mismo peso corporal, los poiquilotermos necesitan solo del 5 al 10 % de la energía de los homeotermos . [ 10 ]

Adaptaciones en poiquilotermos

  • Algunas adaptaciones son de comportamiento. Los lagartos y las serpientes toman el sol temprano por la mañana y al atardecer, y buscan refugio alrededor del mediodía.
  • Los huevos del abejorro cariamarillo no pueden regular su temperatura. Una adaptación conductual para contrarrestar esto es la incubación, durante la cual, para mantener la temperatura interna de los huevos, la reina y sus obreras los incuban casi constantemente, calentando sus abdómenes y tocándolos. El abejorro genera calor al contraer los músculos de vuelo, incluso cuando no está volando.
  • Los termiteros suelen estar orientados de norte a sur para absorber la mayor cantidad de calor posible al amanecer y al anochecer, y minimizar la absorción de calor al mediodía.
  • Los atunes son capaces de calentar todo su cuerpo mediante un mecanismo de intercambio de calor llamado rete mirabile , que ayuda a retener el calor en el interior del cuerpo y minimiza la pérdida de calor a través de las branquias . Además, tienen sus músculos natatorios cerca del centro del cuerpo en lugar de cerca de la superficie, lo que minimiza la pérdida de calor.
  • La gigantotermia consiste en alcanzar un gran tamaño para reducir la pérdida de calor, como en el caso de las tortugas marinas y la megafauna de la era glacial . A medida que aumenta el tamaño corporal, el volumen corporal crece proporcionalmente más rápido que la superficie corporal. Una menor superficie corporal por unidad de volumen tiende a reducir la pérdida de calor.
  • Los camellos , aunque son homeotermos, termorregulan mediante un método denominado "ciclo de temperatura" para conservar energía. En los desiertos cálidos, permiten que su temperatura corporal aumente durante el día y disminuya durante la noche, ajustando su temperatura corporal para que oscile en un rango de aproximadamente 6  °C. [ 11 ]

Ecología

Para un poiquilotermo, acumular suficiente energía para reproducirse es relativamente fácil. Los poiquilotermos del mismo nivel trófico suelen tener generaciones mucho más cortas que los homeotermos: semanas en lugar de años. Esto se aplica incluso a animales con funciones ecológicas similares, como gatos y serpientes .

Esta diferencia en el requerimiento energético también significa que una fuente de alimento determinada puede sustentar una mayor densidad de animales poiquilotermos que de animales homeotermos. [ 12 ] Esto se refleja en la proporción depredador-presa, que suele ser mayor en la fauna poiquiloterma en comparación con la homeoterma. Sin embargo, cuando los homeotermos y los poiquilotermos tienen nichos similares y compiten, los homeotermos a menudo pueden llevar a la extinción a sus competidores poiquilotermos, porque los homeotermos pueden recolectar alimento durante una mayor fracción de cada día y de maneras más efectivas y especializadas (por ejemplo, los chimpancés buscan y recolectan activamente hormigas legionarias con palos en comparación con la típica estrategia de espera de los poiquilotermos).

En medicina

En medicina, la pérdida de la termorregulación normal se denomina poiquilotermia . Esto puede observarse en el síndrome compartimental y con el uso de sedantes-hipnóticos como barbitúricos , etanol e hidrato de cloral . El sueño REM se considera un estado poiquilotérmico en humanos. [ 13 ] La poiquilotermia es uno de los signos de isquemia aguda de las extremidades .

Notas

  1. 1 2 Guschina, Irina A.; Harwood, John L. (2006). "Mecanismos de adaptación a la temperatura en poiquilotermos". FEBS Letters . 580 (23): 5477– 5483. Bibcode : 2006FEBSL.580.5477G . doi : 10.1016/j.febslet.2006.06.066 . ISSN 1873-3468 . PMID 16824520 . S2CID 25197515 .   
  2. Hildebrand, Milton; Goslow, GE, Jr. (2001). Análisis de la estructura de los vertebrados . Hildebrand, Viola (ilustración principal). Nueva York, NY: Wiley. pág. 429. ISBN  0-471-29505-1.{{cite book}}: CS1 maint: varios nombres: lista de autores ( enlace )
  3. Riemer, Kristina; Anderson-Teixeira, Kristina J.; Smith, Felisa A. ; Harris, David J.; Ernest, SK Morgan (2018). "Los cambios en el tamaño corporal influyen en los efectos del aumento de las temperaturas sobre el metabolismo de los ectotermos". Ecología y Biogeografía Global . 27 (8): 958. Bibcode : 2018GloEB..27..958R . doi : 10.1111/geb.12757 .
  4. Daly, TJM; Williams, LA; Buffenstein, R. (1997). "Inervación catecolaminérgica del tejido adiposo marrón interescapular en la rata topo desnuda ( Heterocephalus glaber )" . Journal of Anatomy . 190 : 321–326 . doi : 10.1046/j.1469-7580.1997.19030321.x . PMC 1467613 . 
  5. Sherwin, CM (2010). "El cuidado y bienestar de los roedores de laboratorio no tradicionales". En Hubrecht, R.; Kirkwood, J. (eds.). Manual de la UFAW sobre el cuidado y manejo de animales de laboratorio . Wiley-Blackwell. Capítulo 25, págs. 359–369.  
  6. Britton, SW; Atkinson, WE (1938). "Poiquilotermismo en el perezoso". Journal of Mammalogy . 19 (1): 94. doi : 10.2307/1374287 . JSTOR 1374287 . 
  7. Cavalier-Smith, T. (1991). "Coevolución del genoma, el tamaño celular y el tamaño nuclear de los vertebrados". Simposio sobre la evolución de los vertebrados terrestres : 51–86 .
  8. Ryan Gregory, T. (1 de enero de 2002). "Tamaño del genoma y complejidad del desarrollo". Genetica . 115 ( 1): 131– 146. doi : 10.1023/A:1016032400147 . PMID 12188045. S2CID 24565842 .  
  9. Willmer, P., Stone, G., & Johnston, IA (2000): Fisiología ambiental de los animales. Blackwell Science , Londres. 644 páginas, ISBN 0-632-03517-X.
  10. Campbell, NA, Reece, JB, et al. (2002). Biología. 6.ª edición. Benjamin / Cummings Publishing Company.
  11. Hill, Richard (2016). Fisiología animal . Sunderland, MA: Sinauer Associates. pág. 270. ISBN  978-1605354712.
  12. Steen, JB, Steen, H. y Stenseth, NC (1991): Dinámica poblacional de vertebrados poiquilotermos y homeotermos: Efectos de la escasez de alimentos. OICOS Vol. 60, No 2 (marzo de 1991), pp 269–272. Resumen
  13. Leon Rosenthal (2009). "3". En Teofilo Lee-Chiong (ed.). Fundamentos de la medicina del sueño . Wiley-Blackwell. pág. 12. 
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