Thermoregulatory optimization in cold environments: mechanisms in several spacies of Sauropoda

Abstract

Las restricciones térmicas pueden limitar la fisiología y el comportamiento de los ectotermos debido a la dependencia térmica de sus funciones metabólicas. Los animales termorreguladores han desarrollado mecanismos de ajuste, tanto comportamentales como fisiológicos, que permiten mantener sus temperaturas corporales en el rango de temperaturas óptimas para la mayoría de las funciones fisiológicas. Además, ciertos rasgos morfológicos pueden favorecer el intercambio de energía con el ambiente así, un menor tamaño corporal aumenta las tasas de calentamiento, del mismo modo que los colores oscuros, por su mayor capacidad de captación de la radiación. En esta tesis, se analiza la termorregulación globalmente, manejando varias especies de saurios para dilucidar los mecanismos que optimizan el proceso de termorregulación en los ambientes más desfavorables. Utilizando como modelo una especie de alta montaña, Iberolacerta cyreni, se estudian los mecanismos de termorregulación empleados en ambientes óptimos y sub-óptimos, explorando el papel del tamaño corporal como rasgo morfológico determinante en la biología térmica. En segundo lugar, se establece el efecto de la temperatura sobre el crecimiento juvenil temprano, rasgo relevante por su influencia sobre el tamaño corporal en la madurez, comparando dos poblaciones de ambientes térmicos contrastados en Iberolacerta monticola. El estudio del rol del melanismo en la biología térmica se aborda desde dos perspectivas. Primero, utilizando como modelo la especie I. monticola, se comparan los patrones de coloración en dos poblaciones de los extremos de su distribución altitudinal, analizando simultáneamente las diferencias locales en la cantidad de melanina y comparando los valores actuales con los de especímenes preservados recolectados en las mismas poblaciones en 1983-1984, discutiendo los posibles efectos del cambio climático. Además, se determina el papel del melanismo sobre las tasas de calentamiento bajo distintas condiciones térmicas. Por último, se midió la variación en la reflectancia y el tamaño corporal, así como en respuesta térmica en la especie Cordylus cordylus, endémica de Sudáfrica. Analizando los resultados bajo la hipótesis del melanismo térmico, se evalúa la hipótesis de la co-adaptación entre la fisiología térmica, el tamaño corporal y el melanismo, valorando la influencia de otros factores de selección, como la cripsis o la disponibilidad de refugios adecuados. Nuestros resultados indican que I. cyreni es una especie termorreguladora activa bastante precisa pese a las limitaciones de las temperaturas disponibles en el campo, mostrando temperaturas preferidas inferiores a la mayoría de lacértidos. El mantenimiento de la temperatura corporal se realiza fundamentalmente mediante ajustes comportamentales, incluso en ambientes sub-óptimos con elevados costes asociados. Por otro lado, en I. monticola, existen diferencias locales en el crecimiento temprano en masa independientes del ambiente térmico, mientras que la norma de reacción del crecimiento en longitud mostró patrones opuestos entre poblaciones. Además, se encontraron evidencias de crecimiento compensatorio, con patrones opuestos en la interacción entre la población y el ambiente térmico entre las poblaciones. El grado de melanismo en I. monticola varía dependiendo de la población (altitud), el sexo y el periodo temporal (1983-1984 vs 2011-2012), con lagartijas más oscuras a mayor altitud, machos más oscuros que hembras, y mayor dimorfismo sexual en la población de montaña en la muestra actual (2011-2012). Este patrón complejo de variación sugiere la existencia de diferentes procesos y mecanismos causales que actúan sobre la evolución de la coloración. Por último, los resultados muestran que en C. cordylus, el tamaño corporal, el melanismo y las adaptaciones térmicas podrían estar co-adaptadas, aunque otros factores, como la selección sexual y la cripsis podrían intervenir en la variación del melanismo entre poblaciones.