Expansibilidad metabólica y flexibilidad fenotípica en dos poblaciones del roedor nativo Phyllotis darwini provenientes del límite Norte y Sur de su distribución

Abstract

Uno de los desafíos más urgentes que enfrenta la comunidad científica es realizar investigaciones tendientes a comprender cómo los sistemas ecológicos responderán frente a los distintos escenarios proyectados por el cambio climático (CC), cuyo principal efecto es el aumento de la media y variabilidad de la temperatura ambiental. Se ha propuesto que las especies que no presenten estrategias fisiológicas y/o conductuales que les permita tolerar los efectos del calentamiento global, se verán particularmente afectadas en su desempeño individual, con consecuencias negativas sobre su adecuación biológica. En este contexto, en endotermos las tasas metabólicas se encuentran estrechamente relacionadas con la temperatura ambiental, por lo tanto, a menudo se han considerado como indicadores de tolerancia fisiológica a ambientes térmicos específicos. Una medida que unifica en un organismo su máxima capacidad termogénica y la mínima producción de energía que requiere para sobrevivir es la expansibilidad metabólica (EM), siendo la diferencia entre la tasa metabólica máxima y la tasa metabólica basal. Así, esta representa la capacidad aeróbica de los animales y se asocia con el rango de temperaturas ambientales que los animales endotermos son capaces de tolerar fisiológicamente. Estudios previos han encontrado diferencias en la EM entre roedores de climas desérticos y templados, lo que se asociaría a diferencias en la tolerancia térmica. Sin embargo, algunos autores han sugerido que las especies que han desarrollado las mayores tolerancias fisiológicas lo han hecho a expensas de mantener la flexibilidad de esta tolerancia, existiendo una relación negativa entre estos rasgos. En este contexto, se evaluó la flexibilidad fenotípica de la EM en respuesta a la aclimatación térmica en dos poblaciones del roedor nativo Phyllotis darwini. Los resultados señalan que la población de P. Darwini en la localidad templada aunque presenta una mayor EM en terreno, muestra una menor flexibilidad en esta variable tras la aclimatación térmica, lo que apoya la hipótesis de una relación entre tolerancia y flexibilidad fisiológica. Por el contrario, los individuos de la localidad de desierto se verían beneficiados al poder modificar su EM frente a las distintas condiciones ambientales experimentadas en terreno, disminuyendo la producción de energía pudiendo enfrentar condiciones de altas temperaturas evitando la hipertermia y de disminución en la disponibilidad de alimento. Finalmente, estos hallazgos enfatizan que para predecir cómo los organismos enfrentarían los cambios en el nicho térmico es necesario evaluar en conjunto las capacidades termorregultorias en terreno, como su respuesta a la aclimatación.

Nowadays, one of the main challenges facing the scientific community is to conduct research aimed to understand how ecological systems will respond to the different scenarios projected by climate change (CC), i.e., the increase in the average and variance of the environmental temperature. It has been proposed that species that lack physiological and/or behavioral strategies to tolerate the effects of global warming will be negatively affected. In endothermic, metabolic rates are closely related to the ambient temperature, and therefore, such measurements have often been used as indicators of animals' physiological tolerance to specific thermal environments. A measure that unifies the maximum and minimum thermogenic capacity is the metabolic scope (MS), defined as the difference between the maximum and basal metabolic rate. Thus, MS represents the animals' aerobic capacity and is associated with the range of environmental temperatures that endothermic animals can physiologically tolerate. Previous studies in rodents have reported differences in MS between rodents from the desert and temperate climates, which could be associated with differences in thermal tolerance. However, some authors suggest that species exhibiting physiological tolerances can do so at expenses of its acclimation capacity. Within this context, the phenotypic flexibility of MS in two populations of the native rodent Phyllotis darwini was evaluated in response to thermal acclimation. The results revealed that rodents from the temperate study site have a higher MS in the field in comparison to those form the desert locality, but had lower flexibility in this variable after thermal acclimation. Those results support the hypothesis that there is a trade-off between tolerance and phenotypic flexibility. On the contrary, individuals from the dessert locality would benefit of changing their MS in the face of the harsh conditions experienced in the field by reducing energy production to avoid hyperthermia and also to deal with a decrease in food shortage. Finally, we suggest to evaluate both the thermoregulatory capacities in the field, as well as the acclimation responses of animals in order to predict how organisms will face changes in the thermal niche.