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

• 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 soncapaces aumentarsu temperatura porencima de los 35°C

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145°F39°F

Precaución con lasescalas de las gráficas

S N

aspecto Naspecto S