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sábado, 8 de marzo de 2014

Ritmos Ambientales

Las variaciones del ambiente pueden ser:

-  Aperiódicas: Espontáneos y al azar (tormentas, terremotos, etc.) con una duración más o menos larga.
-   Cíclicas o Periódicas: cuando se repiten siguiendo una pauta fija.

Estas variaciones periódicas influyen sobre la biología de las especies (cronobiología). El efecto es diferente según sea la relación de duración del cambio ambiental con respecto al ciclo vital de la especie, pudiendo ser:

ü  De vida breve: los cambios ambientales provocan cambios en la población.
ü  De vida Larga: provocan cambios de la actividad (localización, alimentación, reproducción, etc.). En este caso la periodicidad determina Ritmos en su Fisiología.


La existencia de ritmos biológicos permite la Sincronización con los demás individuos de la especie (se dice que “están en case”). Así se favorece o se reducen diferentes tipos de interacción:

a)    En la Competencia por el espacio o alimentaria, permite la segregación en ritmos de opuestos o desfasados (noche-día).
b)    El que una especie se reproduzca en una época concreta facilita el encuentro de los dos sexos y disminuye la depredación (sobre todo de las crías).

Si un cambio ambiental se repite frecuentemente determina una variación en paralelo de las funciones de un animal. Esta actividad rítmica adquiere carácter adaptativo en función de la selección natural pues se selecciona el estímulo ambiental que reúne más ventajas (los de periodo muy fijo (movimiento de la Tierra, la Luna, etc.). Los organismos pueden sincronizar sus actividades con cambios externos que carecen de importancia directa par el animal (magnetismo terrestre, fases de la luna, etc.) pero que son Relojes Universales pues ponen en fase las actividades de una o varias especies.
Así distinguimos dos tipos de ritmos biológicos:
a)   Exógenos: cuando la variación funcional viene determinada exclusivamente por el estímulo ambiental y desaparece en ausencia de ese estímulo.
b)   Endógenos: cuando existe un doble mecanismo. La puesta en fase viene condicionada por el cambio ambiental (zeitgeber o sincronizador), pero el animal posee un Reloj Interno (mecanismo que le permite controlar el tiempo). En ausencia del estímulo, el ritmo no desaparece, sino que se mantienen con una frecuencia casi igual a la del cambio ambiental (se denomina entonces Ritmo Libre o Free Running). El principal valor de un ritmo endógeno es la Anticipación.


Nacho Padró

domingo, 2 de marzo de 2014

El Control de los Ritmos Biológicos

Existe una capacidad de control fisiológico a nivel del SNC, hipotálamo y coordinación de la actividad que depende del nivel evolutivo y que está ubicado en diferentes zonas del sistema nervioso.
Por ejemplo la liebre de mar (Aplisia] presenta un ritmo circadiano de la emisión de los núcleos ganglionares de los ojos a lo largo del día y sin ojos o con anisocinia se descontrola la ritmicidad.
En los invertebrados la llegada de la luz actúa de marcador, primero en el sistema nervioso apareciendo evolutivamente para ir del ojo a centros mayores: la Glándula Pineal que actúa de sistema de coordinación u oscilador principal en los vertebrados superiores (mamíferos) y el Núcleo Supraquiasmatico que se sobrepasa a la Pineal en mamíferos. En la pineal de las aves hay receptores de la luz que actúan como fotoceptores primarios en peces y anfibios. En la aves se recoge la información del ojo por los colículos superiores (tubérculos cuadragemicos superiores) y en mamíferos se usa en ganglio central superior que inerva el iris y que comunica con la glándula pineal.
La función de la glándula pineal es secretar melatonina que se inhibe por la luz, siendo neurotransmisora inhibidora de muchos centros nerviosos (afecta a la prolactina, al núcleo paraventricular del hipotálamo, al sistema límbico, a la corteza...) y una vez el núcleo supraquiasmático es capaz de regular el efeto luz sobre la glándula pineal.

Existen 3 teorías importantes sobre los mecanismos de medición simultaneas:
-  T. Cronómetro: En base a los niveles oscilatorios de los péptidos de las proteínas formadas, al disminuir las concentraciones disminuye el nivel de oscilación y esto
provoca y una regeneración, la unidad tendería a ser la transcripción genética.
-  T. Ciclos de Permeabilidad iónica: Hay fibras que oscilan en su permeabilidad plasmática {sus canales) con un ritmo propio.
-  Reducción de la frecuencia: habían múltiples oscilaciones que se acoplarían provocando una disminución de las frecuencias (resonancias).


Nacho Padró

sábado, 1 de marzo de 2014

Cracterísticas de los Ritmos Biológicos

+ Persistencia: Si el animal queda aislado e incomunicado sigue con su ritmo (ritmo endógeno libre).

+ Compensación de la Temperatura: No se cumple en los homeotermos al no tener una presión selectiva constante al tener siempre controlada e independiente la temperatura. Esto permite superponer ritmos circadianos y anuales.

+ Arritmia Condicional: Los ritmos se descontrolan de forma reversible: si vuelven los factores ambientales se vuelve a las condiciones anteriores. Hay cambios de comportamiento según la temperatura ambiental en algunos organismos. Se pierde la frecuencia de oscilación por acoplamiento de ritmos de diferentes sistemas.

+ Ajustabilidad del Ritmo: Capacidad de ajuste de la fase por un factor ambiental o Zeitgerber. Hay procesos o animales en que la ajustabilidad (la diferencia entre periodo endógeno libre y el natural es 0) se puede llevar de forma discreta o continua:

l. Discreta cuando se sincroniza en momentos diarios y concretos (curvas de ajuste de fase paramétricas o discretas). Como el ritmo circadiano de las ardillas terrestres que tienden a despertarse más temprano hasta que se levantan a oscuras y vuelven a dormir para levantarse algo más tarde reajustando su despertar y así continuamente. Sólo hay una parcela temporal en la que pueden reajustar su ritmo.

2. Continua cuando se ajusta continuamente para que sea eficaz (curvas de ajuste de fase no paramétricas). Como el desarrollo gonadal de un ave con una disminución en invierno y un aumento en primavera-verano (ciclo anual) siendo el inductor el fotoperiodo. No basta en darle luz a una hora concreta sino una duración de tantas horas determinadas. Si añadimos 15 min. de luz justo antes o después de empezar el día hay un desarrollo gonadal corto pero si se rompe la noche haciéndola corta aumenta el desarrollo gonadal.

El zeitgerber sincroniza la temperatura y los factores bióticos {disponibilidad de alimento especificaciones intraespecificas de tipo social como las de reproducción o efecto macho [ante un macho las hembras se sincronizan] o el nivel de actividad que sincroniza a individuos conjuntos como respuesta comportamental).


Nacho Padró

domingo, 23 de febrero de 2014

Ejemplos de Ritmos Biológicos


R. Cicardiano: Implica periodos de 24 horas asociados a oscilaciones importantes que marcan el patrón de actividad del animal, los factores pueden ser la iluminación (día/noche), el ciclo de la temperatura ambiental ligado al descenso de la radiación solar (excepto en aguas profundas), la humedad relativa (que aumenta de noche). La adaptación a estos ciclos es la más primitiva, habiendo oscilaciones innatas (congénitas) y teniendo en cuenta que la duración del día no es exactamente 24 horas y no ha sido constante a lo largo de la evolución, dándose desde unicelulares a humanos y siendo estudiado por la cronofarmacología que estudia las alteraciones de un organismo en relación con la susceptibilidad al uso de fármacos.

R. Maréales: Se dan cada 12 h. en la bajamar-pleamar y cada
6.2 horas producidas por la ondas de atracción de la luna y el Sol, que según la posición de ellos tendremos mareas vivas da incidencia Sol/luna da un efecto más fuerte como en la bahía de Fundy con variaciones de 16-19 m.) o mareas muertas (la incidencia Sol/luna da un efecto más débil al estar los astros opuestos en el espacio con la Tierra en medio). Los organismos sésiles son los más afectados
(correlacionados con los repliegues de tentáculos en las anémonas, cierres de valvas en moluscos...) aunque también afectan a los organismos móviles como el caso del cangrejo que en bajamar pasa a comer llevando pigmentos más oscuros y en el agua adopta pigmentos más claros. Se detectan movimientos de actividad regulados a los ritmos (caso del Leuresthes tenmis o "Gruñón" que en la luna llena entre abril y mayo da las crías para que la marea las arrastre mar adentro o el caso del poliqueto Eunice o "Palolo" que acopla su reproducción a las mareas vivas al expulsar sus gametos en los 1/4 menguantes).

R. Lunares: Entre el mes sideral (cuando la luna da una vuelta a la Tierra en 27.1 día) y el mes lunar (entre  plenilunios o 29.5 días).

R. Circanual: Efecto de los cambios de posición de la Tierra respecto al Sol, asociado al crecimiento de  conchas... formando anillos y a las preparaciones de reproducción y migración (cambios de plumaje, librea....), esta sincronización permite la optimización de la especie a nivel reproductor, la anticipación y preparación a las condiciones más desfavorables. Se mide la duración del tiempo de luminosidad (fotoperiodo).

Nacho Padró