Cuidado Parental e Estrategias r-k em Zoologia de Vertebrados II

Zoologia de Vertebrados II Texto 1 Cuidado parentalEstrategistas r e k Por Paulo Henrique Pinheiro Ribeiro Mestre em Zoologia UESC 2013 Graduado em Ciências Biológicas UEG 2010 Na natureza o principal objetivo de cada espécie e propagar sua carga genética ou seja passar seus genes adiante e a única forma de se fazer isso é tendo filhotes Os filhotes nascem frágeis e na maioria das vezes indefesos logo em vários casos é necessário que os pais permaneçam por perto cuidando dos filhotes até que esses estejam prontos para viverem sozinhos A esse cuidado demandado pelos pais nós damos o nome de cuidado parental No entanto não são todas as espécies que apresentam esse comportamento o que nos leva a pensar que estão indo contra seu propósito evolutivo uma vez que deixam seus filhotes por sua conta assim que nascem correto Errado Na natureza existem diversas estratégias comportamentais e muitas vezes o que garante sucesso evolutivo para uma espécie pode não garantir para a outra Antes de falar de cuidado parental precisamos entender a seleção rk Existem basicamente duas estratégias reprodutivas no que diz respeito ao trato com os filhotes a estratégia r e a estratégia k e as espécies que utilizam cada uma dessas estratégias são chamadas respectivamente de r estrategistas ou k estrategistas Falaremos separadamente sobre cada uma delas Espécies r estrategistas As espécies r estrategistas são as que investem em uma prole grande ou seja tem muitos filhotes de uma só vez mas que não investem em cuidado parental Basicamente a estratégia é usar as energias para ter um número muito grande de filhotes de uma só vez que nascem praticamente independentes para que haja uma chance maior de alguns membros dessa ninhada chegar à vida adulta Durante o processo de desenvolvimento vários desses filhotes não sobreviverão mas se uma pequena porção atingir o estágio reprodutivo a espécie terá cumprido a sua propagação gênica Sendo assim a espécie poupa o tempo e a energia que demandaria durante o cuidado parental encurtando assim os intervalos entre um período reprodutivo e outro A maioria dos r estrategistas são invertebrados como mosquitos aranhas borboletas caranguejos no entanto muitas espécies de vertebrados também apresentam essa adaptação Os casos mais conhecidos são dos peixes onde a maioria das espécies é r estrategistas apesar de alguns mesmo com uma ninhada grande apresentarem cuidado parental Um outro exemplo bem conhecido é o das tartarugasmarinhas que podem botar até mais de 100 ovos de uma vez mas que depois da desova abandonam o ninho e quando os filhotes nascem eles estão à própria sorte Ovos de tartarugasmarinhas eclodindo modelo em resina Foto topten22photo iStockcom Espécies k estrategistas As espécies k estrategistas ao contrário investem em uma prole pequena raramente passando de cinco filhotes por ninhada e muito dependentes Os filhotes das espécies k estrategistas nascem sem nenhuma condição de viverem sozinhos sendo assim precisam ser cuidados pelos pais até atingirem à independência ou seja apresentam cuidado parental A maioria dos vertebrados são k estrategistas como leões algumas espécies de jacarés primatas e inclusive os seres humanos A estratégia adotada por esses grupos é investir em cuidado parental uma vez que suas ninhadas são pequenas até que os filhotes estejam devidamente preparados para enfrentar o mundo sozinhos o que aumenta sua chance de sobrevivência Alguns invertebrados também apresentam cuidado parental como as espécies de aranhas como por exemplo a espécie Toxeus magnus que secreta uma substância para alimentar os filhotes até que eles estejam completamente independentes O cuidado parental é o que garante a sobrevivência das espécies perpetuando o sucesso evolutivo das mesmas Pinguim protege sua prole Foto TasfotoNL iStockcom Investir em cuidado parental é algo oneroso e algumas espécies podem levar anos até que o filhote esteja completamente desenvolvido como por exemplo os filhotes de elefantes que no caso dos machos abandonam as manadas somente após quase 10 anos vivendo com as mães Independente da estratégia utilizada é importante lembrar que se as espécies estão vivas até hoje tanto estratégia r quanto k estão funcionando logo não existe uma estratégia melhor que a outra apenas adaptações diferentes Referências Alcock J 2011 Comportamento Animal Uma Abordagem Evolutiva 9a Edição Artmed Gotelli N J 2009 Ecologia4ªed Planta Editora Atividade 1Complete o quadro abaixo Atributo de história de vida restrategistas Kestrategistas Hábitat Regulação populacional Flutuações populacionais Prole Sobrevivência da prole Competitividade Cuidado parental Maturação sexual Eventos reprodutivos Exemplos de vertebrados Exemplos de invertebrados Texto 2 A vida dos vertebrados Poughcapítulo 22 A endotermia é uma característica derivada dos mamíferos e das aves A endotermia evoluiu independentemente nas duas linhagens mas os custos e benefícios são os mesmos para ambas Atividade sustentável requer alto nível de metabolismo aeróbio característico dos organismos endotérmicos Já os ectotérmicos apesar de poderem manter níveis elevados de atividade durante períodos de curta duração dependem do metabolismo anaeróbio para fazêlo e ficam exauridos após poucos minutos Somente os endotérmicos podem manter a atividade em altos níveis de energia por períodos de tempo prolongadosOs endotérmicos necessitam garantir um suprimento permanente de alimento e suas interações mais relevantes freqüentemente se dão mais com o meio ambiente biológico predadores competidores e presas do que com o meio ambiente físico o que no caso dos ectotérmicos é predominante Como a aquisição e o dispêndio de energia são fatores importantes na vida cotidiana dos endotérmicos a elaboração de cálculos de orçamentos energéticos podenos ajudar a compreender as conseqüências de certos tipos de comportamento Quando todos os esforços de homeostase mostramse inadequados os endotérmicos dispõem ainda de mais dois métodos de lidarem com condições adversas 1 aves e algumas espécies de mamíferos de grande porte podem migrar para áreas onde as condições são mais favoráveis 2 muitas espécies de pequenos mamíferos e algumas de aves conseguem hibernar Esse procedimento provocando uma diminuição temporária da temperatura corporal economiza energia e prolonga a sobrevivência ao custo do abandono dos benefícios da homeotermia Destacamos o custo da alta energia da endotermia pois a necessidade de coletar e processar alimento suficiente para suprir essa energia é um fator central na vida de muitos endotérmicosAs temporadas de inverno gelado em geral apresentam um duplo problema para endotérmicos que não migram a necessidade de manter alta a temperatura corporal quando as temperaturas do ambiente são baixas e a escassez sazonal de energia provida por alimentos Como resposta a esses problemas algumas aves e mamíferos possuem mecanismos que lhes permitem evitar os custos energéticos de manutenção de uma temperatura corporal elevada sob circunstâncias desfavoráveis entrando em um estado de torpor hipotermia adaptativa Ao entrar em torpor um endotérmico está renunciando a muitas das vantagens da endotermia mas em troca faz uma enorme economia tanto de energia como de água E assim que endotérmicos entram em torpor apenas quando teriam de enfrentar diminuições críticas de energia ou de água se permanecessem à temperatura corporal normal Ajustes Fisiológicos Quando um endotérmico fica entorpecido ocorrem mudanças profundas em diversas funções fisiológicas Embora as temperaturas corporais possam cair bem baixo durante o torpor a regulação da temperatura não cessa inteiramente Em torpor profundo a temperatura corporal de um animal cai para 1C ou menos em relação à temperatura ambiente sendo que em alguns casos morcegos p ex é possível conseguir uma sobrevivência ampliada a temperaturas corporais que ficam logo abaixo do ponto de congelamento dos tecidos Os esquilos terrestres do Ártico de fato permitem que a temperatura de partes de seus corpos se superresfriem a 29C O metabolismo oxidativo e o uso de energia reduzemse a apenas a vigésima parte da taxa a temperaturas corpóreas normais A respiração fica lenta e a taxa global da mesma pode ser de menos de uma inspiração por minuto As taxas cardíacas são reduzidas drasticamente e o fluxo sangüíneo para os tecidos periféricos é virtualmente interrompido assim como a corrente sangüínea caudal ao diafragma A maior parte do sangue é mantida no centro do corpo O torpor profundo é uma condição comatosa muito mais profunda do que o sono mais profundo As respostas motoras voluntárias reduzemse a mudanças posturais morosas mas a sensopercepção de estímulos auditivos e tácteis bem como a de mudanças na temperatura ambiente é mantida Mais dramático talvez é a saída espontânea de um animal da condição de torpor por meio de uma produção endógena de calor a partir de gordura marrom que restabelece a alta temperatura corpórea característica de um endotérmico normalmente ativo Alguns endotérmicos podem reaquecerse às suas próprias custas saindo do mais baixo nível de torpor outros precisam aquecer passivamente junto com o aumento da temperatura ambiente até chegar a um determinado patamar a partir do qual iniciase o despertar Existem diferentes graus de torpor desde os mais profundos estados de hipotermia até os níveis inferiores de temperatura corpórea suportados por endotérmicos durante os seus ciclos diários de atividade e de sono Quase todos os mamíferos e aves especialmente os que têm massa corporal menor do que 1 quilograma passam por ciclos circadianos de temperatura Estes ciclos variam de 1 a 5C ou mais entre a temperatura média superior característica da fase ativa do ciclo diurno e a temperatura média inferior característica do sono ou repouso Aves pequenas beijaflores e mamíferos de pequeno porte especialmente morcegos e roedores podem ter em suas temperaturas corporais durante os períodos de inatividade uma queda de 8 a 15C abaixo da temperatura regulada para a fase ativaQuando todos estes diferentes padrões endotérmicos são considerados em seu conjunto não se pode ter de fato uma distinção clara entre o torpor e o ciclo diurno básico da temperatura corporal que caracteriza a maioria dos endotérmicos de porte pequeno ou médio O torpor profundo diferente da noção que popularmente se tem não ocorre nos ursos embora alguns deles permaneçam cavernas e mantenhamse inativos por longos períodos Entre as aves o torpor ocorre em alguns curiangos ou nightjars em beijaflores andorinhões mousebirds e alguns pássaros sunbirds andorinhas chickadees e outros Outras espécies apresentam hipotermia de intensidades variáveis em repouso ou durante o sono mas não entram em um estado semicomatoso ou de torpor profundo Os maiores mamíferos que entram em torpor profundo são marmotas que pesam cerca de 5 quilogramas sendo que torpor e tamanho do corpo estão intimamente relacionados O torpor não é tão vantajoso para um animal grande como o é para um pequeno Em primeiro lugar o custo energético de manutenção de temperaturas corporais altas é relativamente maior para um animal pequeno do que para um grande e por conseqüência um animal pequeno tem mais a ganhar entrando em torpor Em segundo lugar um animal grande leva mais tempo para esfriar do que um animal pequeno portanto não abaixa sua taxa metabólica tão rapidamente Além do mais os animais grandes possuem mais tecido corpóreo para ser reaquecido quando em processo de despertar e seus custos de despertar são correspondentemente maiores do que os dos animais pequenos Um endotérmico pesando algumas gramas como pequeno morcego marrom ou um beijaflor consegue reaquecerse para sair do torpor a uma taxa de cerca de 1C por minuto e já estar completamente ativo dentro de 30 minutos ou menos dependendo da intensidade da hipotermia Um hamster de 100 gramas requer mais de 2 horas para despertar e a marmota leva muitas horas Entrar em torpor leva mais tempo do que o despertar dele Consequentemente entrar diariamente em torpor é viável apenas para endotérmicos pequenos não haveria tempo suficiente para um animal grande entrar e sair do torpor num período de 24 horas Além disso a energia necessária para aquecer completamente uma massa grande é enorme Um beijaflor de 4 gramas precisa de apenas 048 kilojoule para elevar sua temperatura corporal de 10 para 40C Isto constitui 185 do gasto total diário de energia de um beijaflor ativo num ambiente silvestre Em contraste um urso de 200 quilogramas precisaria de 18000 kilojoules para reaquecer de 10 para 37C o equivalente ao gasto de energia de todo um dia O menor potencial de economia e o custo maior para reaquecer torna o torpor diário impraticável a não ser endotérmicos pequenos Endotérmicos de médio porte não estão inteiramente excluídos da economia de energia proporcionada pelo torpor mas este deve persistir por um período de tempo mais longo para que se economize de fato Por exemplo esquilos de solo e marmotas entram em torpor prolongado durante a hibernação no inverno quando o alimento é escasso Passam muitos dias com temperaturas corporais bem baixas por volta de 5C então acordam por um certo tempo antes de ficarem entorpecidos novamente Endotérmicos ainda maiores teriam custos energéticos tão grandes para acordar e levaria tanto tempo para que se reaquecerem que o torpor não seria eficiente em termos de custo para eles nem mesmo que perdurasse por toda uma estação A letargia dos ursos no inverno por exemplo baixa a temperatura corporal em apenas 5C em comparação com os níveis normais e a taxa metabólica diminui mais ou menos 50 por cento Essa pequena redução na temperatura corporal em combinação com os grandes estoques de gordura que os ursos acumulam antes de recolheremse a suas cavernas hibernais é suficiente para conseguirem passar o inverno Texto 3 Fisiologia AnimalSchmidtNilsoncapítulo 07 Atividade 2 baseada nos textos 2 e 3 1 Quais as duas estratégias utilizadas pelos endotérmicos quando não conseguem manter a homeostase utilizando seus recursos fisiológicos básicos 2 Qual a relação entre torpor e hibernação 3 Por que o tamanho corporal influencia na termoregulação dos endotérmicos 4 Afinal o picapau estava certo ou errado O urso hiberna 5 Justifique a sua resposta anterior