Fisiología evolutiva

Parte de una serie sobre
Biología evolutiva
Los pinzones de Darwin, de John Gould
Índice Introducción Principal Describir Glosario Evidencia Historia
Procesos y resultados Genética de poblaciones Variación Diversidad Mutación Selección natural Adaptación Polimorfismo Deriva genética Flujo genético Especiación Radiación adaptativa Cooperación Coevolución Coextinción Contingencia Divergencia Convergencia Evolución paralela Extinción
Historia natural Origen de la vida Descendencia común Historia de la vida Cronología de la evolución Evolución humana Evolución humana reciente Filogenia Biodiversidad Biogeografía Clasificación Taxonomía evolutiva Cladística Fósil de transición Evento de extinción
Historia de la teoría evolutiva Descripción general Renacimiento Antes de Darwin Darwin Origen de las especies Antes de la síntesis Síntesis moderna Evolución molecular Evo-devo Investigación actual Historia de la especiación Historia de la paleontología ( cronología )
Campos y aplicaciones Aplicaciones de la evolución Criminología biosocial Genética ecológica Estética evolutiva Antropología evolutiva Computación evolutiva Ecología evolutiva Economía evolutiva Epistemología evolutiva Ética evolutiva Teoría de juegos evolutiva Lingüística evolutiva Medicina evolutiva Neurociencia evolutiva Fisiología evolutiva Psicología evolutiva Evolución experimental Filogenética Paleontología Cría selectiva Experimentos de especiación Sociobiología Biogeografía de islas Sistemática Darwinismo universal
Implicaciones sociales Eugenesia La evolución como hecho y teoría Disgenesia Efectos sociales La controversia entre creación y evolución Evolución teísta Objeciones a la evolución Nivel de soporte La controversia entre naturaleza y crianza
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La fisiología evolutiva es el estudio de la evolución biológica de las estructuras y procesos fisiológicos ; es decir, la forma en que las características funcionales de los organismos han respondido a la selección natural o la selección sexual o han cambiado por deriva genética aleatoria a lo largo de múltiples generaciones durante la historia de una población o especie. ^[2] Es una subdisciplina tanto de la fisiología como de la biología evolutiva . Los profesionales en el campo provienen de una variedad de antecedentes, incluida la fisiología, la biología evolutiva, la ecología y la genética .

En consecuencia, la gama de fenotipos estudiados por los fisiólogos evolutivos es amplia, incluyendo rasgos de la historia de vida , comportamiento, rendimiento de todo el organismo, ^{[3] [4]} morfología funcional , biomecánica , anatomía , fisiología clásica, endocrinología , bioquímica y evolución molecular . El campo está estrechamente relacionado con la fisiología comparada , la ecofisiología y la fisiología ambiental , y sus hallazgos son una preocupación importante de la medicina evolutiva . Una definición que se ha ofrecido es "el estudio de la base fisiológica de la aptitud , es decir, la evolución correlacionada (incluyendo restricciones y compensaciones ) de la forma y función fisiológica asociada con el medio ambiente, la dieta, la homeostasis , la gestión de la energía, la longevidad y la mortalidad y las características de la historia de vida ". ^[5]

Como su nombre lo indica, la fisiología evolutiva es el producto de la fusión de dos disciplinas científicas distintas. Según Garland y Carter, ^[2] la fisiología evolutiva surgió a fines de la década de 1970, a raíz de los debates sobre el estado metabólico y termorregulador de los dinosaurios (ver fisiología de los dinosaurios ) y los reptiles similares a los mamíferos .

Este período fue seguido por intentos a principios de la década de 1980 de integrar la genética cuantitativa en la biología evolutiva , que tuvieron efectos indirectos en otros campos, como la ecología del comportamiento y la ecofisiología . A mediados y fines de la década de 1980, los métodos comparativos filogenéticos comenzaron a popularizarse en muchos campos, incluida la ecología fisiológica y la fisiología comparada . Un volumen de 1987 titulado New Directions in Ecological Physiology ^[6] tenía poco de ecología ^[7] pero un énfasis considerable en temas evolutivos. Generó un debate vigoroso y, en pocos años, la National Science Foundation había desarrollado un panel titulado Ecological and Evolutionary Physiology.

Poco tiempo después, los experimentos de selección y la evolución experimental se hicieron cada vez más comunes en la fisiología evolutiva. La macrofisiología surgió como una subdisciplina en la que los profesionales intentan identificar patrones a gran escala en los rasgos fisiológicos (por ejemplo, patrones de covariación con la latitud ) y sus implicaciones ecológicas. ^{[8] [9] [10]}

Más recientemente, se ha argumentado la importancia de la fisiología evolutiva desde la perspectiva de los análisis funcionales, la epigenética y una síntesis evolutiva extendida . ^[11] El crecimiento de la fisiología evolutiva también se refleja en el surgimiento de subdisciplinas, como la biomecánica evolutiva ^{[12] [13]} y la endocrinología evolutiva ^{[14] [15],} que aborda preguntas híbridas como "¿Cuáles son los mecanismos endocrinos más comunes que responden a la selección en el comportamiento o los rasgos de la historia de vida?" ^[16]

Como disciplina científica híbrida, la fisiología evolutiva ofrece algunas perspectivas únicas. Por ejemplo, una comprensión de los mecanismos fisiológicos puede ayudar a determinar si un patrón particular de variación o covariación fenotípica (como una relación alométrica ) representa lo que podría existir o simplemente lo que la selección ha permitido. ^{[2] [17] [18]} De manera similar, un conocimiento profundo de los mecanismos fisiológicos puede mejorar en gran medida la comprensión de las posibles razones de las correlaciones y limitaciones evolutivas de lo que es posible para muchos de los rasgos que suelen estudiar los biólogos evolutivos (como la morfología ).

Las áreas importantes de investigación actual incluyen:

• El rendimiento del organismo como fenotipo central (por ejemplo, medidas de velocidad o resistencia en la locomoción animal )
• El papel del comportamiento en la evolución fisiológica
• Base fisiológica y endocrinológica de la variación en los rasgos del ciclo de vida (por ejemplo, el tamaño de la nidada )
• Importancia funcional de la evolución molecular
• Base genómica de la adaptación ^[19]
• Medida en que las diferencias entre especies son adaptativas
• Fundamentos fisiológicos de los límites de las áreas geográficas
• Variación geográfica en la fisiología ^[20]
• El papel de la selección sexual en la conformación de la evolución fisiológica
• Magnitud de la “señal filogenética” en los rasgos fisiológicos
• Papel de los patógenos y parásitos en la evolución fisiológica y la inmunidad
• Aplicación del modelado de optimalidad para dilucidar el grado de adaptación
• Papel de la plasticidad fenotípica para explicar las diferencias entre individuos, poblaciones y especies ^[21]
• Base mecanicista de las compensaciones y limitaciones de la evolución (por ejemplo, la supuesta restricción de Carrier a correr y respirar)
• Límites de la tasa metabólica sostenida ^[22]
• Origen de las relaciones de escala alométrica o leyes alométricas (y la llamada teoría metabólica de la ecología )
• Variación individual (ver también Psicología de las diferencias individuales )
• Importancia funcional de los polimorfismos bioquímicos
• Análisis de la variación fisiológica mediante genética cuantitativa
• Paleofisiología ^[23] y la evolución de la endotermia ^{[24] [25]}
• Fisiología adaptativa humana
• Medicina darwiniana
• Evolución de los antioxidantes dietéticos

• Selección artificial y evolución experimental ^{[26] [27]} video de funcionamiento de la rueda del ratón
• Análisis y manipulaciones genéticas ^[2]
• Medición de la selección en la naturaleza ^[28]
• Plasticidad y manipulación fenotípica ^[2]
• Comparaciones basadas en la filogenia ^[29]
• Mediciones de las necesidades energéticas de los animales en condiciones de vida libre mediante agua doblemente etiquetada

En Estados Unidos, la investigación en fisiología evolutiva está financiada principalmente por la National Science Foundation . Varias sociedades científicas cuentan con secciones que abarcan la fisiología evolutiva, entre ellas:

• Sociedad Fisiológica Americana “integrando las ciencias de la vida desde la molécula hasta el organismo”
• Sociedad de Biología Integrativa y Comparativa
• Sociedad de Biología Experimental

• Naturalista americano
• Bioquímica y fisiología comparada
• Fisiología integral
• Ecología
• Evolución Archivado el 25 de abril de 2006 en Wayback Machine.
• Ecología funcional
• Biología Integrativa y Comparativa
• Revista de fisiología comparada
• Revista de bioquímica y fisiología evolutiva
• Revista de biología evolutiva
• Revista de biología experimental
• Fisiología Ecológica y Evolutiva (anteriormente Zoología Fisiológica y Bioquímica )

• Personas, laboratorios y programas en fisiología evolutiva
• Biología de sistemas evolutivos: algunos artículos importantes
• Colección enfocada en zoología fisiológica y bioquímica: compensaciones entre fisiología ecológica y evolutiva