920 likes | 1.17k Views
Evolutionaire fysiologie topics. 1. Patronen. 2. Processen. Evolutionaire fysiologie topics. 1. Patronen. Hoe en waarom van discrete overgangen. Hoe en waarom ontstonden endotherme vertebraten uit ectotherme voorouders ?. Endothermie versus ectothermie. scala naturae.
E N D
Evolutionaire fysiologie topics 1. Patronen 2. Processen
Evolutionaire fysiologie topics 1. Patronen • Hoe en waarom van discrete overgangen Hoe en waarom ontstonden endotherme vertebraten uit ectotherme voorouders ?
Endothermie versus ectothermie scala naturae
Endothermie versus ectothermie Voordelen van endothermie : • Onafhankelijkheid omgeving • Stenothermie • Aëroob metabolisme
Endothermie versus ectothermie Voordeel van ectothermie : • Lage energiekosten
zoogdieren zangvogels reptielen metabolisme (Wg-1dag-1) 2 1.8 1.6 1.4 1.2 1 0.8 0.6 0.4 0.2 0 0.1g 10g 1kg 100kg 1000kg
Endothermie versus ectothermie Voordeel van ectothermie : • Lage energiekosten • Lage voedselbehoeften
Endothermie versus ectothermie Voordeel van ectothermie : • Lage energiekosten • Laag voedselaanbod • Fluctuerend voedselaanbod
Flinders Island Mt Chappell Island Cape Barren Island
Zwarte tijgerslang (Notechis ater serventyi) Kortstaartpijlstormvogel (Puffinus tenuirostris)
Endothermie versus ectothermie Voordeel van ectothermie : • Lage energiekosten • Laag voedselaanbod • Fluctuerend voedselaanbod • Kleine lichaamsafmetingen
zoogdieren : >20g hagedissen : 8% spp. < 1 g 80% spp. < 20 g salamanders : 20% spp. < 1 g 90% spp. < 20 g
Dwergkameleon Afrikaanse dwergkikker Dwerggekko
Hommelvleermuis L: 29-33 mm Wimperspitsmuis W: 1.5-2.5 g HR: 835 b/min RR: 661 p/min
Endothermie versus ectothermie Voordeel van ectothermie : • Lage energiekosten • Laag voedselaanbod • Fluctuerend voedselaanbod • Kleine lichaamsafmetingen • Langgerekte lichaamsvormen
bosrat (Neotoma sp.) wezel (Mustela nivalis) energieverlies: x2
Afrocaecilia taitana Desmognathus ochrophaeus Bipes bipes Anguis fragilis
Endothermie versus ectothermie Voordeel van ectothermie : • Lage energiekosten • Laag voedselaanbod • Fluctuerend voedselaanbod • Kleine lichaamsafmetingen • Langgerekte lichaamsvormen • Beperkt wateraanbod
Scaphiopus couchii Sauromalus obesus
Endothermie versus ectothermie Voordeel van ectothermie : • Lage energiekosten • Laag voedselaanbod • Fluctuerend voedselaanbod • Kleine lichaamsafmetingen • Langgerekte lichaamsvormen • Beperkt wateraanbod • Beperkt zuurstofaanbod
Amblyrhynchus cristatus Iguana iguana
Dilong paradoxus Xu et al. 2004. Nature 431: 680-684.
Dimetrodon Moschops
EndothermiebijMammalia: RM x5 Tb > Ta, 28°C < Tb < 40°C DTcore < 1-2°C Maerox5
toename in grootte (30-100 kg) worden inertiële homeothermen Tb constant, fysiologische voordelen ontwikkelen insulatie afname in grootte verhoogd metabolisme betere insulatie • Thermoregulatie eerst • fysiologische versie Synapsida ontstaan uit kleine ectothermen McNab 1978. Am. Nat. 112: 1-21.
toename in grootte (30-100 kg) worden inertiële homeothermen evolutie grote, complexe hersenen Tb constant, fysiologische voordelen ontwikkelen insulatie • Thermoregulatie eerst • hersen versie Synapsida ontstaan uit kleine ectothermen Hulbert 1980.
toename in grootte (30-100 kg) worden inertiële homeothermen evolutie nocturne levenswijze Tb constant, fysiologische voordelen ontwikkelen insulatie • Thermoregulatie eerst • ecologische versie Synapsida ontstaan uit kleine ectothermen Crompton et al. 1978. Nature 272: 333-336.
Aerobe capaciteit eerst • volgehouden activiteit versie kleine verandering in basaal metabolisme minieme verandering in thermoregulatie-capaciteit sterke verandering in maximaal aeroob metabolisme Ruben 1995 Ann. Rev. Physiol. 57: 69-95.
Aerobe capaciteit eerst • ouderzorg versie kleine verandering in basaal metabolisme minieme verandering in thermoregulatie-capaciteit sterke verandering in maximaal aeroob metabolisme nodig voor locomotiekosten verbonden aan ouderzorg Koteja 2000 Proc. R. Soc. Lond. 267: 479-484
Evolutionaire fysiologie topics 1. Patronen • Hoe en waarom van discrete overgangen • Testen van a-priori-hypothesen • plastische responsen zijn adaptief
Dicerandra linearifolia • bladgrootte • bladdikte • densiteit stomata Winn A.A. 1999. J. Evol. Biol. 12: 306-313.
Beneficial acclimation hypothesis Colder is better Hotter is better
Beneficial acclimation hypothesis Deleterious acclimation hypothesis
Beneficial acclimation hypothesis Escherichia coli Leroi et al. 1994.Proc. Natl. Acad. Sci. USA 91: 1917-1921.
32° 32° 32° 37° 41.5° 41.5° 41.5° competitie acclimatie Beneficial acclimation hypothesis > Escherichia coli > Leroi et al. 1994.Proc. Natl. Acad. Sci. USA 91: 1917-1921.
Beneficial acclimation hypothesis Bicyclus anynana Geister T.L. & Fischer 2007. Behav. Ecol. 18: 658-664.
20,20° 20° 20° 20° 20,27° 27,20° 20,20° 27,27° 27,27° 27° 27° 27° 20,27° 27,20° ontwikkeling larven acclimatie Beneficial acclimation hypothesis