Capítulo 4

Capítulo 4
La temperatura como factor
ambiental
Nivel individual
• ¿cómo es que las
cebras regulan su
balance hídrico?
• ¿cuál es la
temperatura máxima a
la que sobrevive un
flamboyán?
• Ecología fisiológica,
ecología de
comportamiento
Conceptos clave
• El macroclima interacciona con el paisaje para
producir variaciones microclimáticas en
temperatura.
• La mayoría de las especies se desempeñan
mejor en rangos de temperatura estrechos.
• Muchos organismos han evolucionado maneras
de compensar por variaciones de temperatura
ambiental regulando sus temperaturas
corporales.
• Muchos organismos sobreviven temperaturas
extremas entrando en un estado de reposo.
Macroclima y microclima
• Concepto clave: El macroclima interacciona con
el paisaje para producir variaciones
microclimáticas.
• Un macroclima puede representarse por un
climadiagrama.
– Es el clima que impacta un área grande
– Es medido por estaciones meteorológicas
• Un microclima tiene que determinarse a una
escala menor
– Es el clima que impacta un área pequeña
– Es medido por instrumentos mas finos
• “macroclima” y “microclima” son términos
relativos
Variaciones microclimáticas
• Según la elevación
– Generalmente la temperatura se reduce a medida
que subimos en elevación:
• Aprox. 1°C por cada 100 m de elevación (tasa adiabá tica)
• Según el aspecto (dirección hacia donde mira
una pendiente):
– En zona templada del hemisferio norte el aspecto N
es mas frío y húmedo que el aspecto S
– En lomas calizas de PR:
• Aspecto NO mas frío y húmedo que el aspecto SE
Variaciones microclimáticas
• Por la vegetación: plantas establecidas
cambian el ambiente
– Sombra
• Según el color del terreno: colores
oscuros se calientan mas que colores
claros
• Rocas y agujeros reciben menos radiación
que la superficie del terreno
• Por la cercanía de cuerpos de agua
Temperatura y calor
• Temperatura es una medida de la
cantidad de calor
• Calor es energía termal, correspondiente
a una porción del espectro
electromagnético
Temperatura y los organismos
• Concepto clave: La mayoría de los
organismos se desempeñan mejor en un
rango bastante estrecho de temperaturas.
• En última instancia esto se reconoce a
nivel molecular, en la actividad enzimática.
Temperatura e ingesta de alimento
• MEI = ingesta de energía metabólica
(“Metabolic Energy Intake”)
• C = energía consumida (“Consumed”)
• F = energía perdida en heces fecales
(“Feces”)
• U = energía perdida en orina (“Urine”)
• MEI = C – F – U
• Experimento con lagarto de 2 poblaciones
de climas algo distintos
Temperatura y fotosíntesis
• 6CO2 + 12H2O C6H12O6 + 6O6 + 6H2O
• Velocidad de fotosíntesis en musgo de
zona boreal y arbusto del desierto
• Aclimatación: ajuste fisiológico temporero
– Aclimatación del arbusto del desierto
– Se utilizaron clones genéticamente idénticos
– Cambia la velocidad máxima de fotosíntesis
según el clima prevaleciente
Actividad microbiana
• Las bacterias tienen una gama bien
amplia de adaptaciones a temperaturas
• Podemos distinguir 2 tipos:
– Bacterias psicrofílicas: capaces de vivir a
temperaturas bien bajas
– Bacterias termofílicas: capaces de vivir a
temperaturas bien altas
Regulación de la temperatura
corporal
• Concepto clave: Muchos organismos
evolucionan para compensar por las variaciones
de temperaturas.
• Las temperaturas fluctúan alrededor del
promedio indicado por el clima de una región.
• Las variaciones en temperatura pueden ser
estrechas (trópicos) o bien amplias.
• Esas variaciones le presentan un reto a los
organismos ya que los organismos
generalmente se desempeñan mejor dentro de
rangos estrechos de temperatura.
Balance térmico
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•
•
•
•
Hs = calor almacenado (“stored”)
Hm = calor metabólico
Hcd = calor por conducción
Hcv = calor por convección
Hr = calor radiativo
He = calor por evaporación
Hs = Hm ± Hcd ± Hcv ± Hr ± He
Tipos de organismos según su
modo de balance térmico
• Poiquilotermos = su temperatura varía
según varía la temperatura ambiental;
animales de este tipo también se conocen
como de sangre fría.
• Entre los que regulan su temperatura están:
– Ectotermos: dependen de energía externa.
– Endotermos: generan su propia energía.
• Homeotermos: mantienen una temperatura casi
constante.
Regulación de temperatura en
plantas de climas cálidos y secos
• Plantas del desierto:
– La estrategia principal es enfriar sus tejidos.
– Estas plantas evitan enfriar sus tejidos por
evaporación (He) pues el agua es escasa.
– Hm se ignorará porque las plantas generan muy poca
energía metabólica.
– Tres opciones principales:
• Por conducción (Hcd): alejan sus ramas y hojas
del suelo
• Por convección (Hcv): partes altas y expuestas al
viento
• Por radiación (Hr): hojas reflectivas
Regulación de temperatura en
plantas de climas bien fríos
• Plantas del ártico y alpinas
– A diferencia de plantas en climas calientes
éstas tienen mecanismos para calentarse.
– Por conducción: sus partes localizadas cerca
al suelo.
– Por convección: sus partes poco expuestas al
viento.
– Por radiación: partes con colores mas
oscuros u orientadas hacia el sol.
Regulación de temperatura por
animales ectotérmicos
• Casi todos los animales son ectotérmicos
(anfibios, reptiles, muchos invertebrados).
• Mecanismos similares a los de las plantas pero
los animales tienen mas opciones.
• Lagartijos y varios reptiles
– Se mueven a lugares con temperatura adecuada
– Exponen ciertos tejidos para radiar calor
• Saltamontes
– Modifican su pigmentación (Hr)
– Les sirve para:
• adelantar su desarrollo
• para controlar un hongo patógeno
Regulación de temperatura por
animales endotérmicos
• Zonas termales neutrales y climas
– Zona termal neutral = rango de
temperaturas ambientales en la que los
homeotérmicos mantienen su metabolismo
constante
– Las zonas termales neutrales tienden a
coincidir con las variaciones de temperatura
ambiental donde viven los organismos
Regulación de temperatura por
animales acuáticos endotérmicos
• El agua es mas efectiva en intercambio de
calor por conducción y convección que la
atmósfera.
• Los organismos acuáticos están mas
expuestos a estos intercambios
• Adaptaciones que permiten la regulación:
– Aves y mamíferos respiran por pulmones
– Aislados por capas de grasa o aire
Regulación de temperatura por
insectos endotérmicos
• Calientan sus tórax moviendo sus alas
rápidamente (Hm)
Plantas endotérmicas
• Casi todas las plantas son poiquilotermas.
• Algunas son ectotérmicas.
• Pocas son termogénicas (producen calor
interno)
• Symplocarpus foetida (de zona templada;
“skunk cabbage” o repollo apestoso) florece
mas temprano que otras plantas
• Mantiene su temperatura sobre la ambiental;
puede derretir nieve
• Se calienta metabólicamente desviando
azúcares desde la raíz a la inflorescencia y
ajusta su temperatura según varía la ambiental
Sobreviviendo a extremos de
temperatura
• Concepto clave: Muchos organismos
sobreviven a extremos de temperatura
entrando en estados de descanso
– Deteniendo su actividad
– Reduciendo su metabolismo
• Torpor = estado de metabolismo bajo de poca
duración
• Hibernación = estado de metabolismo bajo
durante los meses mas fríos
• Estivación = estado de metabolismo bajo durante
los meses mas calientes
Repaso
• Defina o describa:
– Microclima
– Aspecto
– Temperatura
– MEI = C – F – U
– Aclimatación
– Bacteria psicrofílica
– Hs = Hm ± Hcd ± Hcv ± Hr ± He
Repaso
• Defina o describa:
– Poiquilotermo
– Ectotermo
– Homeotermo
– Zona termal neutral
– Planta termogénica
– Torpor
– Hibernación
– Estivación
Un ejemplo de este concepto clave
• El macroclima interacciona con el paisaje
para producir variaciones microclimáticas
en temperatura.
Un ejemplo de este concepto clave
• La mayoría de las especies se
desempeñan mejor en rangos de
temperatura estrechos.
Un ejemplo de este concepto clave
• Muchos organismos han evolucionado
maneras de compensar por variaciones de
temperatura ambiental regulando sus
temperaturas corporales.
Un ejemplo de este concepto clave
• Muchos organismos sobreviven
temperaturas extremas entrando en un
estado de reposo.
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Los saltamontes son
capaces aumentar
su temperatura por
encima de los 35°C
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35
36
37
39°F
145°F
Precaución con las
escalas de las gráficas
S
N
aspecto S
aspecto N