Diurnalidad

La diurnidad es una forma de comportamiento de plantas y animales que se caracteriza por la actividad durante el día , con un período de sueño u otra inactividad por la noche . El adjetivo común utilizado para la actividad diurna es " diurno ". El momento de la actividad de un animal depende de una variedad de factores ambientales como la temperatura, la capacidad de recolectar alimentos con la vista, el riesgo de depredación y la época del año. La diurnidad es un ciclo de actividad dentro de un período de 24 horas; las actividades cíclicas llamadas ritmos circadianos son ciclos endógenos que no dependen de señales externas o factores ambientales a excepción de un zeitgeber . Los animales activos durante el crepúsculo son crepusculares , los activos durante la noche son nocturnos y los animales activos en momentos esporádicos durante la noche y el día son catemerales .

Las plantas que abren sus flores durante el día se describen como diurnas, mientras que las que florecen durante la noche se describen como nocturnas. El momento de la apertura de las flores a menudo está relacionado con el momento en que los polinizadores preferidos están buscando alimento. Por ejemplo, los girasoles se abren durante el día para atraer abejas, mientras que el cereus, que florece de noche, se abre por la noche para atraer a las grandes polillas esfinge .

Muchos tipos de animales se clasifican como diurnos, lo que significa que son activos durante el día e inactivos o tienen períodos de descanso durante la noche. ^[1] Los animales comúnmente clasificados como diurnos incluyen mamíferos , aves y reptiles . ^{[2] [3] [4]} La mayoría de los primates son diurnos, incluidos los humanos . ^[5] Clasificar científicamente la diurnidad dentro de los animales puede ser un desafío, aparte del obvio aumento de los niveles de actividad durante la luz del día. ^[6]

Inicialmente, la mayoría de los animales eran diurnos, pero las adaptaciones que permitieron que algunos animales se volvieran nocturnos es lo que ayudó a contribuir al éxito de muchos, especialmente los mamíferos. ^[7] Este movimiento evolutivo hacia la nocturnidad les permitió evitar mejor a los depredadores y obtener recursos con menos competencia de otros animales. ^[8] Esto vino con algunas adaptaciones con las que viven los mamíferos hoy en día. La visión ha sido uno de los sentidos más afectados al cambiar de la diurnidad a la nocturnidad y viceversa, y esto se puede ver usando análisis biológicos y fisiológicos de los núcleos de los bastones de los ojos de los primates. ^[8] Esto incluye la pérdida de dos de las cuatro opsinas de los conos que ayudan en la visión del color , lo que hace que muchos mamíferos sean dicrómatas . ^[8] Cuando los primeros primates volvieron a la diurnidad, una mejor visión que incluía la visión del color tricromática se volvió muy ventajosa, lo que hizo que la diurnidad y la visión del color fueran rasgos adaptativos de los simiiformes , que incluyen a los humanos. ^[8] Estudios que utilizan análisis de distribución de cromatina de núcleos de bastones de diferentes ojos de simios encontraron que las transiciones entre diurnidad y nocturnidad ocurrieron varias veces dentro de los linajes de primates, siendo el cambio a diurnidad la transición más común. ^[8]

Todavía hoy, la diurnidad parece estar reapareciendo en muchos linajes de otros animales, incluidos pequeños mamíferos roedores como la rata herbácea del Nilo y la ardilla de manto dorado y reptiles. ^{[7] [4]} Más específicamente, los geckos, que se pensaba que eran naturalmente nocturnos, han mostrado muchas transiciones a la diurnidad, con alrededor de 430 especies de geckos que ahora muestran actividad diurna. ^[4] Con tantas especies diurnas registradas, se han realizado estudios de análisis comparativos utilizando linajes más nuevos de especies de geckos para estudiar la evolución de la diurnidad. Con alrededor de 20 transiciones contabilizadas para los linajes de geckos, muestra la importancia de la diurnidad. ^[4] Fuertes influencias ambientales como el cambio climático, el riesgo de depredación y la competencia por los recursos son todos factores contribuyentes. ^[4] Usando el ejemplo de los geckos, se cree que especies como Mediodactylus amictopholis que viven en altitudes más altas han cambiado a la diurnidad para ayudar a ganar más calor durante el día y, por lo tanto, conservar más energía, especialmente cuando llegan las temperaturas estacionales más frías. ^[4]

La luz es uno de los factores ambientales más determinantes que determinan el patrón de actividad de un animal. ^[5] El fotoperiodo o ciclo de luz y oscuridad está determinado por la ubicación geográfica, ya que el día se asocia con mucha luz ambiental y la noche con poca luz ambiental. ^[5] La luz es una de las influencias más fuertes del núcleo supraquiasmático (NSQ), que forma parte del hipotálamo en el cerebro que controla el ritmo circadiano en la mayoría de los animales. Esto es lo que determina si un animal es diurno o no. ^[9] El NSQ utiliza información visual, como la luz, para iniciar una cascada de hormonas que se liberan y actúan sobre muchas funciones fisiológicas y conductuales. ^[7]

La luz puede producir poderosos efectos de enmascaramiento en el ritmo circadiano de un animal, lo que significa que puede "enmascarar" o influir en el reloj interno, cambiando los patrones de actividad de un animal, ya sea temporalmente o a largo plazo si se expone a suficiente luz durante un largo período de tiempo. ^{[7] [2]} El enmascaramiento puede denominarse enmascaramiento positivo o enmascaramiento negativo, ya sea aumentando la actividad de un animal diurno o disminuyendo la actividad de un animal nocturno, respectivamente. ^[2] Esto se puede representar al exponer diferentes tipos de roedores a los mismos fotoperiodos. Cuando una rata de pasto del Nilo diurna y un ratón nocturno se exponen al mismo fotoperiodo e intensidad de luz, se produjo un aumento de actividad dentro de la rata de pasto (enmascaramiento positivo) y una disminución de la actividad dentro del ratón (enmascaramiento negativo). ^[2]

Incluso pequeñas cantidades de cambio de luz ambiental han demostrado tener un efecto sobre la actividad de los mamíferos. Un estudio observacional realizado sobre la actividad de los monos búho nocturnos en el Gran Chaco en América del Sur mostró que una mayor cantidad de luz de luna en la noche aumentó sus niveles de actividad durante la noche, lo que llevó a una disminución de la actividad diurna. ^[5] Lo que significa que para esta especie, la luz de la luna ambiental está correlacionada negativamente con la actividad diurna. ^[5] Esto también está relacionado con los comportamientos de búsqueda de alimento de los monos, ya que cuando había noches con poca o ninguna luz de luna, esto afectaba la capacidad del mono para buscar alimento de manera eficiente, por lo que se veían obligados a ser más activos durante el día para encontrar comida. ^[5]

Se ha demostrado que la diurnidad es un rasgo evolutivo en muchas especies animales, y que reaparece con frecuencia en muchos linajes. Otros factores ambientales, como la temperatura ambiente, la disponibilidad de alimentos y el riesgo de depredación, pueden influir en la evolución de un animal hacia un comportamiento diurno o, si sus efectos son lo suficientemente fuertes, enmascarar su ritmo circadiano y cambiar sus patrones de actividad para convertirse en diurnos. ^[5] Los tres factores suelen estar relacionados entre sí, y los animales necesitan ser capaces de encontrar un equilibrio entre ellos para sobrevivir y prosperar.

Se ha demostrado que la temperatura ambiente afecta e incluso convierte a los animales nocturnos a diurnos, ya que es una forma de conservar energía metabólica. ^{[10] [1]} Los animales nocturnos a menudo se ven desafiados energéticamente debido a que son más activos durante la noche, cuando las temperaturas ambientales son más bajas que durante el día, y por lo tanto pierden mucha energía en forma de calor corporal. ^[10] Según la hipótesis de la termoenergética circadiana (CTE), los animales que gastan más energía de la que ingieren (a través de la comida y el sueño) serán más activos en el ciclo de luz, lo que significa que serán más activos durante el día. ^[10] Esto se ha demostrado en estudios realizados en pequeños ratones nocturnos en un entorno de laboratorio. Cuando se los colocó bajo una combinación de suficiente estrés por frío y hambre, se convirtieron a la diurnidad a través del cambio de nicho temporal, lo cual era esperado. ^[10] Otro estudio similar que involucró a pequeños mamíferos energéticamente desafiantes mostró que la diurnidad es más beneficiosa cuando el animal tiene un lugar protegido para descansar, lo que reduce la pérdida de calor. ^[1] Ambos estudios concluyeron que los mamíferos nocturnos cambian sus patrones de actividad para ser más diurnos cuando están estresados ​​energéticamente (debido a la pérdida de calor y la disponibilidad limitada de alimentos), pero solo cuando la depredación también es limitada, lo que significa que los riesgos de depredación son menores que el riesgo de congelarse o morir de hambre. ^{[1] [10]}

Muchas plantas son diurnas o nocturnas, dependiendo del período de tiempo en el que los polinizadores más efectivos, es decir, los insectos, visitan la planta. La mayoría de las plantas angiospermas son visitadas por varios insectos, por lo que la flor adapta su fenología a los polinizadores más efectivos. Por lo tanto, la efectividad de las especies de insectos relativamente diurnas o nocturnas afecta la naturaleza diurna o nocturna de las plantas que polinizan, lo que provoca en algunos casos un ajuste de los ciclos de apertura y cierre de las plantas. ^[11] Por ejemplo, el baobab es polinizado por murciélagos frugívoros y comienza a florecer a última hora de la tarde; las flores mueren en veinticuatro horas. ^[12]

Los servicios que alternan entre una alta y una baja utilización en un ciclo diario se describen como diurnos. Muchos sitios web tienen la mayor cantidad de usuarios durante el día y una baja utilización durante la noche, o viceversa. Los planificadores de operaciones pueden utilizar este ciclo para planificar, por ejemplo, el mantenimiento que se debe realizar cuando hay menos usuarios en el sitio web. ^[13]

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• Ciclo diurno
• Catemeral
• Cronotipo
• Crepuscular
• Cripsis
• Nocturnidad