Caracterización del vínculo entre el clima y los límites térmicos en los escarabajos

Caracterización del vínculo entre el clima y los límites térmicos en los escarabajos

31 de enero de 2017

Kimberly Sheldon, un profesor asistente de la Universidad de Tennessee, Knoxville (en la foto de arriba con un escarabajo pelotero cerca del Lago Naivasha, Kenya), estudia cómo el cambio de temperatura afecta a los insectos. (Fotografía cortesía de Kimberly Sheldon.)

Por Amanda Borrego

En medio de la preocupación por un clima que cambia rápidamente, la capacidad de los diferentes insectos para sobrevivir a temperaturas más cálidas se ha convertido en una importante cuestión de interés. Kimberly Sheldon, una profesora asistente de la Universidad de Tennessee, Knoxville, está empleando un enfoque integral de este problema.

Amanda Borrego

Sheldon está estudiando los efectos del cambio climático en los escarabajos templados y tropicales a través de América del Norte y del Sur. Dijo que es importante que los investigadores consideren no sólo los aumentos de la temperatura media anual, sino también los aumentos de la variación de la temperatura en diferentes entornos.

Sheldon dijo que sus experimentos fueron diseñados para probar la "hipótesis de la estacionalidad" de 1967 de Daniel Janzen, que postula que la fisiología térmica de un organismo es impulsada por la adaptación a la fluctuación térmica en el medio ambiente. Además, la fisiología del organismo debería impulsar su capacidad de distribución a lo largo de un gradiente térmico.

Dijo que se interesó por primera vez en el vínculo entre la fisiología térmica y las distribuciones cuando leyó las perspectivas actuales sobre el tema como estudiante de postgrado.

"Alrededor de la época en que estaba empezando la escuela de postgrado, empecé a leer los trabajos de los colegas (de Janzen), y empezaron a mencionar los agujeros y lagunas en el trabajo", dijo Sheldon. "Así que pensé que tal vez había algunos agujeros que podría llenar."

"En un estudio publicado en 2014, el grupo de Sheldon analizó cuatro tribus de escarabajos peloteros (Canthonini, Dichotomini, Phanaeini) y un género de escarabajo carroñero (Nicrophorus). Los escarabajos tienen diferentes morfologías y estrategias de historia de la vida, pero todos ellos están distribuidos a través de América del Norte y del Sur.

El grupo de Sheldon recolectó especímenes de los cuatro grupos de escarabajos en cuatro sitios geográficos en los Estados Unidos, Argentina, Costa Rica y Ecuador. Su hipótesis fue que los escarabajos de las regiones tropicales, térmicamente estables (es decir, Ecuador y Costa Rica) mostrarían una amplitud de tolerancia térmica más estrecha y un rango de distribución que los de las regiones templadas, térmicamente variables (es decir, Estados Unidos, Argentina).

Para caracterizar la amplitud de tolerancia térmica, Sheldon analizó el comportamiento de los escarabajos durante el cambio de temperatura. La temperatura corporal a la que un organismo pierde su capacidad de enderezamiento durante el enfriamiento o calentamiento agudo se describe como su mínimo térmico crítico (CTmin) o su máximo térmico crítico (CTmax), respectivamente. Como se predijo, Sheldon encontró que los individuos de las regiones templadas tenían una tolerancia térmica más amplia que los de las regiones tropicales.

Siguiente, Sheldon examinó el vínculo entre la tolerancia térmica y la distribución elevadora. Su grupo informó de diferencias en la distribución del hábitat entre las especies. Los cuatro grupos de escarabajos se distribuyen a lo largo de un gradiente elevacional, y los individuos de mayores elevaciones y latitudes tienden a estar expuestos a temperaturas más frías.

Sheldon observó una relación positiva entre la amplitud de la tolerancia térmica y la distribución, lo que significa que los escarabajos de regiones más estacionales y templadas exhibían no sólo una tolerancia térmica más amplia sino también una mayor capacidad para explotar diferentes regiones dentro de su entorno. Este rasgo puede ser crítico para la supervivencia en el futuro debido a los efectos del cambio climático.

En un estudio de seguimiento, Sheldon dijo que planea investigar las diferencias en la plasticidad fenotípica entre las poblaciones. Dijo que expondrá a los escarabajos a diferentes temperaturas y determinará si pueden ajustar sus límites térmicos críticos para hacer frente a los cambios ambientales. Dijo que quiere determinar si los escarabajos son capaces de cambiar sus límites térmicos y si hay diferencias en las poblaciones de diferentes latitudes.

Sheldon dijo que es importante que los biólogos consideren el cuadro ecológico completo cuando estudien los efectos del cambio climático en los organismos. Dijo que el vínculo entre la variación de la temperatura y la amplitud del rango puede deberse no sólo a la fisiología térmica, sino también a otros factores como la competencia entre grupos.

"Creo que algunas de las ideas más amplias son que el organismo que puede competir realmente bien en su rango actual puede tener dificultades para competir fuera de las temperaturas que ha experimentado", dijo Sheldon. "Así que, algunas de ellas podrían ser, por ejemplo, la competencia mediada por la temperatura que incorpora ambos elementos."

Lee más: "El impacto de la estacionalidad de la temperatura en la tolerancia térmica y el tamaño del rango de elevación" Ecología

Amanda Borrego es una estudiante de posgrado en la Universidad de Ohio, donde estudia la fisiología térmica de los peces de la Antártida. También trabaja como escritora científica para el Instituto de Fenómenos Cuánticos y Nanoescalares y escribe artículos de noticias científicas para su blog, cennamology.com.

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