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¿Por qué los animales tienen pelo y plumas?

¿Por qué los animales tienen pelo y plumas?


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¿Les da protección contra daños?

Los gatos Sphynx, al no tener pelo, pueden lastimarse con las espinas si atraviesan los arbustos

Así que supongo que es más como una defensa contra los animales que los muerden.

Una melena de león es una atracción para las hembras y una protección en el cuello, ya que la mayoría de los depredadores van tras la garganta.

¿Por qué solo los leones tienen melenas para protegerse y no otros gatos como los gatos domésticos?


Lo bueno de estudiar la evolución es que preguntas como esta se pueden responder con réplicas de la historia. Hay dos grupos de homeotermos; Aves y mamíferos. Ambos grupos requieren una enorme cantidad de alimentos para alimentar este calor autogenerado. El calor corporal es demasiado caro para tirarlo. Así que el abeto y las plumas son ejemplos convergentes de aislamiento para mantener adentro este calor ganado con tanto esfuerzo. El hecho de que haya muchos ejemplos de dinosaurios emplumados que no podían volar implica que las plumas no fueron originalmente para volar.


Me gustan más los pelos que las plumas, así que responderé con respecto al pelaje:

PFA Maderson en American Zoologist, 1972, sugiere que los pelos de los mamíferos comenzaron como órganos mecano-sensoriales y luego ganaron suficiente densidad para funcionar como aislamiento.

Una mutación fortuita condujo a la posterior multiplicación de las papilas originalmente dispersas, pero dispuestas espacialmente, provocando la inducción de una densidad suficiente de "pelos sensoriales" para constituir una cubierta corporal aislante.

Esta es una función que no se ha perdido; puede ser una característica definitoria de los pelos de los mamíferos que actúen, a través de los nervios foliculares, como órganos sensoriales. En los seres humanos, la densidad de la inervación folicular es especialmente alta, lo suficiente como para que W.Montagna, "Evolution of Human Skin", 1985, los compare, independientemente de su tamaño o ubicación, con los pelos sensibles dedicados (vibrissae) de simios relacionados, que hace de la función sensorial el principio al que sirven la mayoría de los pelos de los humanos modernos. Como sugiero, probablemente sean la función principal de los pelos de otras especies "sin pelo" como el hipopótamo, los elefantes y las ratas topo, que, como los humanos, en realidad no son lampiñas.

Una amplia gama de funciones además de las sensoriales se hizo posible una vez que evolucionaron los pelos, incluido el aislamiento, la eliminación de agua, la protección contra la luz solar directa y la abrasión física, la señalización / comunicaciones visuales y la dispersión de feromonas. Los mamíferos lograron evolucionar y usarlos todos. Las melenas de los leones probablemente son señales (de madurez sexual masculina y aptitud sexual) en lugar de protectoras.


Plumas, cabello y escamas: ¿comparten un ancestro común?

Algunos animales tienen escamas, algunos animales tienen plumas y algunos animales tienen pelo. Pero, ¿qué tienen en común estos apéndices de la piel? Compruebe el cartel.

Las plumas de un pájaro, las escamas de un reptil y los pelos de un mamífero pueden parecer características muy distintas, pero estos apéndices de la piel pueden tener orígenes comunes, dicen los científicos.

El mecanismo detrás del desarrollo embrionario de las plumas, las escamas de los reptiles y el cabello es notablemente similar, según un artículo publicado el viernes en la revista Science Advances. Este hallazgo sugiere que estos distintos apéndices tienen sus raíces en un ancestro común de estos tres linajes diversos.

"Esto no implica en absoluto que las plumas evolucionen a partir del cabello o que las escamas evolucionaron a partir del cabello o que el cabello evolucionó a partir de escamas, etcétera", advierte Richard Prum, un ornitólogo de la Universidad de Yale que no formó parte de este estudio pero que ha estudiado estas mismas estructuras de desarrollo.

"Son homólogos como apéndices", explica en una entrevista con The Christian Science Monitor, en el sentido de que estas características comparten un origen de desarrollo. "Todos usan el mismo sistema de señalización inicial para crear el lugar donde algo crece fuera de la piel, que es más sutil".

Entonces, ¿qué es exactamente lo que comparten las plumas, las escamas y los pelos?

A medida que crece la cartera de Kamala Harris, también lo hace el escrutinio

Durante el desarrollo embrionario, un sistema de señales le dice a la piel de un organismo que comience a preparar una ubicación para desarrollar un apéndice o, como dice el Dr. Prum, es un mecanismo que "decide hacer crecer una cosa en un lugar".

Eso es lo que la propia investigación de Prum, publicada en 2015, encontró que ocurre en los tres grupos. Pero no se detiene con un sistema de señalización.

Un cabello, una escama, una pluma o incluso un diente, surge de una estructura anatómica llamada placode que se forma en la capa superior de la piel. Cuando la señal se envía a un lugar particular de la piel para formar un placode, la capa superior de la piel comienza a engrosarse en ese lugar, como células columnares que se dividen más lentamente de lo normal.

Los científicos habían detectado estos placodes asociados con el desarrollo de plumas y cabello en embriones de aves y mamíferos, dijo al Monitor en una entrevista Michel Milinkovitch, uno de los autores del estudio y genetista evolutivo de la Universidad de Ginebra. Pero encontrar estas estructuras en reptiles escamosos resultó ser un desafío mayor.

"El problema es que las aves y los mamíferos no son grupos hermanos", dice el Dr. Milinkovitch. Los mamíferos y los reptiles divergieron mucho antes de que las aves surgieran del mismo linaje que los reptiles. Entonces, por ejemplo, "si tomas un gorrión, está más relacionado con un cocodrilo que con un ratón".

Debido a esta relación evolutivamente distante, los científicos comenzaron a pensar que quizás los placodes evolucionaron en aves y mamíferos de forma independiente, en una especie de escenario de evolución convergente. O, sugirieron otros, quizás existían placodes en el ancestro común de estos linajes, pero los reptiles perdieron la característica con el tiempo.

El equipo de Prum descubrió que los mismos genes estaban involucrados en la señalización del desarrollo de estos apéndices de la piel, incluso para las escamas de los reptiles. "Ese fue el comienzo de la prueba de que quizás estas cosas son homólogas", dice Milinkovitch.

Entonces, Prum y sus colegas propusieron que un placode "no es solo una característica anatómica, es un centro de información, y esa es la definición adecuada", explica Prum al Monitor. Eso significaría que los reptiles escamosos, las aves y los mamíferos tienen el mismo mecanismo subyacente a sus distintivos apéndices de la piel, incluso si no existiera la expresión física de un placode.

Pero lo hace, dice Milinkovitch. "Encontramos las placas anatómicas" en embriones de reptiles, desde serpientes hasta lagartos y cocodrilos.


¿Cuál es la diferencia entre pelo y pelaje?

Científico americano La escritora Kate Wong habló con la mamóloga Nancy Simmons del Museo Americano de Historia Natural en la ciudad de Nueva York sobre esta cuestión. A continuación, se incluye una transcripción editada de la entrevista.

NS: No lo hay. El pelo y la piel son lo mismo.

SA: ¿Por qué entonces, por ejemplo, el pelaje de mi perro mide siete centímetros de largo y nunca parece crecer más, mientras que mi propio pelo sigue creciendo y creciendo?

NS: En realidad, muchos tipos de cabello humano no seguirán creciendo y creciendo. La longitud normal del cabello es un rasgo específico del individuo y de la especie. Entonces, en la amplitud de los mamíferos, existen muchas normas para la longitud del cabello o la longitud del pelaje.

Lo que es realmente diferente es el patrón de dónde crece. Su perro o gato está básicamente cubierto de pelo, mientras que los humanos tienden a dejar crecer pelo en algunos lugares seleccionados. Y esa es una de las cosas que ha cambiado a través de la evolución en varios grupos de mamíferos. Las ballenas, por ejemplo, son mamíferos, pero casi no tienen pelo. Carecemos de pelo en muchos de nuestros cuerpos.

SA: ¿Es el pelo una característica definitoria de los mamíferos?

NS: Es uno de ellos. Otras características que definen a los mamíferos incluyen la producción de leche para nutrir a la descendencia.

SA: ¿Cuándo parece haber surgido el cabello?

NS: No lo sabemos, porque el linaje evolutivo que conduce a los mamíferos incluye muchas formas fósiles que se remontan en el tiempo, y el pelo, por regla general, no se fosiliza. Así que no podemos saber si muchos de estos parientes de mamíferos de la era de los dinosaurios y antes tenían pelo o no.

SA: ¿Hay alguna impresión de cabello en el registro fósil?

NS: Hay muy pocos fósiles donde haya impresiones de algo en términos de tejido blando.

SA: ¿Cómo evolucionó el cabello?

NS: Creo que la mayoría de los biólogos evolucionistas creen que la evolución del cabello está correlacionada con la evolución de la endotermia, o sangre caliente, la capacidad de producir calor corporal interno y el cabello es un muy buen aislante. Si vas a gastar mucha energía metabólica calentando tu cuerpo, es más eficiente retener ese calor y no perderlo en el ambiente que te rodea. Entonces, tener cabello como medio de aislamiento es una de las ideas sobre por qué tenemos cabello. Por supuesto, no hay forma de que podamos saber si el cabello evolucionó primero y luego evolucionó la endotermia, o si la endotermia evolucionó y luego de alguna manera evolucionó el cabello. Realmente no sabemos nada sobre estas cosas.

SA: Los humanos evolucionaron en África, junto con muchos primates que están cubiertos de pelo. ¿Por qué los humanos perdieron la mayor parte de los suyos?

NS: No lo sabemos. Hay mucha variación en la cantidad de cuerpo que está cubierto de pelo en varios grupos de primates. Algunos son increíblemente peludos y otros tienen considerablemente menos pelo en la cara y el pecho, etc. Los primates tienden a depender de las expresiones faciales para la comunicación social y, por supuesto, cuanto mejor pueda ver la cara, tal vez mejor funcione la comunicación social. Eso no significa que tengas que deshacerte del cabello para ver la cara. Eso es lo que sucedió en los simios. Pero esa podría ser una de las razones por las que no tenemos pelo en la cara.

SA: ¿Es un bigote un tipo de cabello especial?

NS: Sí, lo es. Hay muchos tipos diferentes de cabellos modificados a los que les damos diferentes nombres. Las púas de un puercoespín son pelos muy agrandados. Los bigotes son pelos que funcionan como receptores sensoriales. Hay un extraño animal del Viejo Mundo llamado pangolín, que tiene estas placas escamosas que cubren la mayor parte de su cuerpo, que son pelos modificados.

SA: ¿Entonces todo esto es del mismo material?

NS: Todo esto es del mismo material.

SA: ¿Cómo funciona un bigote como receptor sensorial?

NS: Tiene que ver con su tamaño, y los bigotes tienen conexiones nerviosas especiales que los hacen muy sensibles al movimiento. Esos nervios están conectados directamente a una parte del cerebro que realiza un seguimiento de esa información y permite que el animal la interprete como información sensorial junto con la otra información que obtiene de los bigotes adyacentes.

SA: Cuando ves algo que parece un bigote en un bagre, por ejemplo, ¿cuál es esa estructura?

NS: Bueno, es una estructura similar en el sentido de que es una cosa larga y delgada que sobresale del cuerpo y se usa para ayudar a sentir lo que sucede en el medio ambiente. Pero no es homólogo, evolucionó de forma independiente. No está hecho del mismo material y no fue heredado de un ancestro común. Es una estructura completamente diferente que puede tener el mismo propósito, pero de forma completamente independiente.

Podemos pensar en el cabello humano rizado versus liso versus lo que sea que sea realmente diferente de lo que tienen los animales, pero si piensa en la amplitud de los mamíferos, puede encontrar equivalentes en muchos otros grupos para cabello largo versus cabello corto versus cabello muy rizado y todo eso. . De hecho, puede encontrar todo eso en perros, sin siquiera tener que buscar otras especies.


La industria de las plumas de plumón

El plumón es la capa suave de plumas más cercana a las aves y la piel, principalmente en la región del pecho. Estas plumas son muy valoradas por los fabricantes de plumones y edredones porque no tienen púas. Si bien la mayoría de los plumones y otras plumas se eliminan de los patos y gansos durante el sacrificio, las aves en bandadas reproductoras y las criadas para la carne pueden ser desplumadas repetidamente mientras aún están vivas.

El desplume provoca un dolor y una angustia considerables a los gansos y patos. Por lo general, son levantados por sus cuellos o alas delicadas, sus piernas están restringidas o atadas físicamente y sus plumas se arrancan directamente de su piel. Los pájaros que luchan a menudo son desplumados con tanta fuerza que su piel se abre y los trabajadores apresurados cosen las heridas con aguja e hilo y sin analgésicos. El desplume puede comenzar cuando los animales tienen solo 10 semanas de edad y repetirse en intervalos de seis semanas hasta que las aves sean sacrificadas por la carne mucho antes de que mueran naturalmente.

Comprar también puede contribuir a la crueldad de la industria del foie gras. Los productores de foie gras a menudo aumentan sus ganancias vendiendo las plumas de patos y gansos alimentados a la fuerza. Estas aves ya tienen que soportar que les claven tubos en la garganta y que les bombeen el estómago con tanta papilla de maíz que sus hígados se hinchen a unas 10 veces su tamaño normal, que es como se hace el foie gras.


El pelaje y las plumas mantienen a los animales calientes al dispersar la luz.

Los osos polares pueden aislar sus cuerpos a temperaturas de 37 grados Celsius (98,6 F) incluso cuando las temperaturas exteriores son frías -40 C (-40 F). Nuevos cálculos sugieren que la piel de oso polar podría ser tan eficaz para atrapar el calor porque los pelos dispersan la luz infrarroja. Crédito: Alan D. Wilson

En un trabajo que tiene importantes implicaciones para mejorar el rendimiento del aislamiento de edificios, los científicos de la Universidad de Namur en Bélgica y la Universidad de Hassan I en Marruecos han calculado que los cabellos que reflejan la luz infrarroja pueden aportar un poder aislante significativo a los abrigos de invierno excepcionalmente cálidos de osos polares y otros animales. La investigación se publicó hoy en la revista de acceso abierto de The Optical Society (OSA), Óptica Express.

La experta en biofotónica Priscilla Simonis, investigadora de la Universidad de Namur y autora principal del Óptica Express Paper, estaba intrigado por la capacidad de los osos polares para aislar sus cuerpos a temperaturas de 37 grados Celsius (98,6 F) incluso durante inviernos largos y fríos cuando la temperatura exterior es de -40 C (-40 F). La hazaña fue especialmente impresionante dado que los osos tienen una capa de pelaje de solo 5 centímetros de grosor.

El poder aislante de los abrigos de los animales hizo que Simonis se preguntara por qué el aislamiento térmico en los edificios no funciona tan bien. "¿Por qué necesitamos al menos 60 cm de lana de roca o lana de vidrio", tipos comunes de aislamiento de edificios hechos de minerales o fibras de vidrio, "para obtener una temperatura de 20 grados Celsius en el interior desde unos -5 grados Celsius en el exterior?" ella preguntó. "¿Por qué la piel de oso polar es mucho más eficiente de lo que podemos desarrollar para nuestro alojamiento?"

Simonis y su equipo abordaron la cuestión volviendo a examinar dos de las diferentes formas en que puede viajar el calor: la radiación, que transfiere energía térmica a través de ondas electromagnéticas, y la conducción, que transfiere energía térmica a través de las vibraciones de átomos y moléculas vecinos. La mayoría de la gente asume que el pelo y las plumas mantienen a los animales calientes atrapando una capa de aire que ralentiza la conducción térmica, dice Simonis. Pero ella y sus colegas sospecharon que la radiación podría desempeñar un papel más importante.

Esta imagen muestra las bárbulas ampliadas de las plumas de un pavo real blanco, que presentan largos apéndices que difunden la radiación térmica para mantener calientes a las aves. Crédito: Optics Express.

Los científicos realizaron algunos cálculos iniciales que mostraron que la pérdida de calor entre dos cuerpos separados por aire estaría dominada por la radiación, no por la conducción. Para explorar más a fondo la pérdida de calor por radiación, el equipo creó un modelo de computadora simple que consiste en un termostato frío y uno caliente que simulaba aproximadamente el cuerpo cálido de un animal y el ambiente exterior más frío. Los dos termostatos estaban separados por un espacio vacío en el que se agregaron "escudos radiantes" que podían imitar los pelos individuales de un abrigo de piel.

En una versión del modelo, los investigadores incorporaron los llamados escudos de cuerpo negro, que absorben toda la radiación que los golpea. En una segunda versión, se utilizaron escudos de carrocería gris opaco. "Un cuerpo gris también tiene algo de transmisión y reflexión", explica Simonis.

Simonis y sus colegas encontraron que a medida que aumentaba la reflectividad de los escudos radiativos, la tasa de transferencia de calor entre el termostato frío y caliente se reducía drásticamente. Agregar más escudos también redujo drásticamente la pérdida de energía. En conjunto, el modelo sugiere que la retrodispersión repetida de luz infrarroja entre escudos radiantes, como pelos individuales y plumas con púas, podría ser el mecanismo principal de las propiedades de aislamiento térmico de la piel y las plumas.

Los seres humanos utilizan materiales como la lana de roca artificial, que imita la textura de los abrigos cálidos de animales como las ovejas, para aislar los edificios. Sin embargo, los investigadores de la Universidad de Namur en Bélgica y sus colegas se preguntaron por qué el aislamiento de los edificios era a menudo menos eficiente que los abrigos de piel de algunos animales. Crédito: Achim Hering / Wikimedia Commons.

Las propiedades de dispersión de la luz del pelaje de los animales también pueden tener un doble propósito, señala Simonis. Con la estructura adecuada, el pelaje y las plumas pueden generar un aislamiento térmico eficiente en el rango del infrarrojo lejano y, al mismo tiempo, dispersar la luz visible para producir una apariencia blanca en el rango de longitud de onda visible. "Esto es particularmente útil para los animales, como los mamíferos y las aves, que viven en áreas nevadas", dice Simonis, ya que les proporciona tanto calor como camuflaje contra la nieve blanca.

Para los seres humanos, centrarse en formas de minimizar la pérdida de calor por radiación podría conducir al desarrollo de nuevos tipos de aislamiento ultradelgado. "La idea es multiplicar la interacción de ondas electromagnéticas con cuerpos grises, cuerpos reflectantes, como metales, con muy baja emisividad y sin transparencia, en un material muy delgado", dice Simonis. "Puede hacerse mediante una capa múltiple o una especie de 'piel' optimizada para ese propósito".


Los colibríes ayudan a polinizar las flores cuando buscan néctar dulce cuando las plumas alrededor de sus cabezas recogen el polen de una flor. A medida que continúan buscando más néctar, el polen se transfiere a otras flores.

Alrededor de la boca de algunas aves que comen insectos se encuentran plumas largas y especiales llamadas cerdas rictal. Estos pueden actuar como un embudo para atrapar al insecto en el aire o pueden proteger los ojos mientras atrapan un insecto. Otras aves usan plumas a los lados de la boca para seleccionar frutas.


IV. CONTROL MOLECULAR DE MOULTS SCC

(1) Pigmentación

Aunque las bases genéticas y fisiológicas de la síntesis y deposición de pigmentos de color se han estudiado ampliamente en vertebrados (Dupin & Le Douarin, 2002 Slominski et al., 2004), el desarrollo y la regulación de las mudas de color estacionales son poco conocidos. La coloración en mamíferos y aves es causada principalmente por pigmentos de melanina producidos endógenamente, el producto de eventos bioquímicos complejos a partir del aminoácido tirosina y su metabolito dopa (Prota, 1995 Slominski et al., 2004 McGraw, 2006). La tirosinasa, la principal enzima que regula la síntesis de melanina (es decir, la melanogénesis), está codificada por el locus TYR y está altamente conservada entre las especies (Del Marmol y Beermann, 1996).

La melanogénesis ocurre exclusivamente durante la etapa anágena del crecimiento del cabello / plumas y está restringida a las células productoras de pigmento (es decir, melanocitos) en los folículos del cabello / plumas (Stenn y Paus, 2001). Las melaninas se transfieren vía melanosomas en células queratinizadas (es decir, queratinocitos) del cabello o las plumas en desarrollo (Slominski et al., 2004 Chen et al., 2015 ).

Los dos tipos principales de melaninas son la eumelanina (pigmentos negros o marrones) y la feomelanina (pigmentos amarillos a rojos) y su proporción a lo largo de los pelos y plumas individuales y la distribución espacial en todo el cuerpo determina el color general del pelaje de un animal (Slominski et al., 2004 Lin et al., 2013a). La producción de un tipo de melanina específico en cada célula está regulada principalmente por el receptor de melanocortina-1 (MC1R) en los melanocitos y sus dos ligandos: la hormona estimulante de los melanocitos α (α-MSH), secretada por la pituitaria, y la proteína de señalización agutí ( ASIP) (Slominski et al., 2004 Chen et al., 2015). Cuando son activados por α-MSH, los melanocitos producen eumelanina oscura. La unión del otro ligando ASIP inhibe la actividad de MC1R y provoca un cambio a la producción de feomelanina ligera (Vrieling et al., 1994 Barsh, 1996). Las contribuciones relativas de ASIP y otras señales endocrinas (véanse las Secciones V.2 y V.3) sobre la producción de coloración blanca en especies de SCC aún no se comprenden completamente. Sin embargo, en muchas especies la apariencia blanca invernal se logra por la ausencia de pigmento en los pelos o plumas de la guarda (Hadwen, 1929 Dyck, 1979 Russell & Tumlison, 1996 Paul et al., 2007 ).

(2) Genética del color del pelaje

Los fundamentos genéticos de la variación no estacional en la coloración basada en melanina se han descrito ampliamente en varios sistemas de modelos bien estudiados. Se han identificado más de 150 genes que afectan el color y el patrón de los animales, pero solo unos pocos parecen contribuir de manera importante a la variación de color en una amplia gama de taxones de animales (Protas y Patel, 2008 San-Jose y Roulin, 2017). Mc1r y su antagonista Agutí son los genes de pigmentación más estudiados en vertebrados (Hubbard et al., 2010 Manceau et al., 2010 ). Mc1r está altamente conservada y muchos estudios han demostrado un vínculo entre la variación en Mc1r y pigmentación en vertebrados (Roulin, 2004 Hoekstra, 2006). La mayoría de estos estudios han identificado uno o más cambios de aminoácidos asociados con un polimorfismo de color discreto (p. Ej., Hoekstra et al., 2006 Uy et al., 2009 McRobie et al., 2014). El gran número de casos en los que las diferencias de coloración se explican por mutaciones que codifican proteínas en Mc1r Es probable que se deba a sus efectos pleiotrópicos mínimos, el gran tamaño del objetivo mutacional y la alta tasa de mutación (Hubbard et al., 2010 ).

Varios Agutí Las mutaciones también se han asociado con la variación de color (por ejemplo, Hiragaki et al., 2008 Carneiro et al., 2014). A diferencia del Mc1r mutaciones, que generalmente involucran cambios en la codificación de proteínas que se infiere que son directamente causantes, la variación del color del pelaje está relacionada con Agutí generalmente se asocia con variantes genéticas que afectan la expresión génica, por ejemplo, aumento de la expresión de Agutí da como resultado ratones ciervo de color claro Peromyscus maniculatus (Linnen et al., 2009 Manceau et al., 2011). Se han identificado menos mutaciones causales en Agutí, probablemente debido a un exón y una estructura reguladora más complejos en relación con Mc1ry las dificultades inherentes generales de identificar variantes reguladoras causales. Además, se ha demostrado que varios otros genes de pigmentación desempeñan papeles importantes en la determinación de la variación de color en animales, incluidos genes que codifican tirosinasa y proteínas relacionadas con tirosinasa [p. Ej. Tyrp1 (Delmore et al., 2016 ), Tyr (Ekblom et al., 2012)] y otros componentes de la vía de la melanocortina (Anderson et al., 2009). Colectivamente, la variación de color intraespecífica puede tener diferentes bases genéticas (es decir, diferentes genes o mutaciones), pero una notable convergencia genética con Mc1r y Agutí subyace a la evolución adaptativa del color del pelaje en una amplia gama de especies. Las recientes tecnologías de secuenciación de alto rendimiento permitirán extender dichos estudios a un número más amplio de especies y rasgos de coloración (San-Jose & Roulin, 2017).

(3) Genética de las mudas de SCC

La base genética de la coloración estacional es poco conocida. Sin embargo, se espera que los genes y las vías sean similares a la variación de color no estacional debido a la naturaleza altamente conservada de la pigmentación en los vertebrados. El fuerte control genético de la muda de SCC ha sido evidente desde hace mucho tiempo a partir de experimentos de translocación y estudios de jardinería comunes. Por ejemplo, las liebres con raquetas de nieve blancas y marrones de invierno de una población polimórfica en Washington, EE. UU., Continuaron cambiando a sus colores de invierno cuando se expusieron a condiciones de luz y temperatura idénticas en un entorno de 'jardín común' (LS Mills y DJR Lafferty, datos no publicados), y las liebres de montaña de Austria mantienen su ciclo regular de cambio estacional durante varios años cuando se trasladan a Portugal (PC Alves, datos no publicados). Se describieron observaciones similares en otros trasplantes de mamíferos [comadreja de cola larga (Hall, 1951), armiño (Feder, 1990 pero ver: King & Powell, 2007 Rothschild & Lane, 1957), liebre de cola blanca (Hansen & Bear, 1963) ].

Los mecanismos subyacentes a la evolución del SCC siguen siendo desconocidos, pero algunos estudios se han centrado en la genética de la variación de color en las especies de SCC. En particular, la extensa investigación sobre la base del polimorfismo de color en los zorros árticos blancos y azules salvajes ha sido impulsada por su importancia económica. El morfo blanco es completamente blanco en invierno, pero en verano es gris pardusco dorsalmente y gris claro ventralmente (Fig. 1D). Por el contrario, el morfo azul carece del marrón claro durante el invierno y es uniformemente marrón chocolate durante el verano (Fig. 2C) (Chesemore, 1970). La morfología del color azul se hereda como un rasgo mendeliano simple que es dominante al blanco y es causado por dos sustituciones de cisteína en el Mc1r gen (Våge et al., 2005). Sin embargo, es importante destacar que las mutaciones que dan como resultado el polimorfismo de color afectan tanto al pelaje de verano como de invierno y, por lo tanto, no se expresan estacionalmente. per se. Además, los principales genes dominantes pueden determinar la transformación gris / azul de invierno en las liebres de montaña suecas [llamadas "liebres del brezo" (Fig. 2D) (Bergengren, 1969)] y el marrón de invierno M. nivalis vulgaris morph al menos en comadrejas (Stolt, 1979), pero no se investigaron mutaciones genéticas particulares. Nunome et al. (2014) no encontraron diferenciación entre las poblaciones de liebres japonesas de morfos blancos de invierno y marrones de invierno en tres genes candidatos (Agutí, TYR, Mc1r). Del mismo modo, no se ha encontrado asociación entre el polimorfismo de color y Mc1r y otros tres genes candidatos (Tyr, Tyrp1, y Dct) en la perdiz nival de sauce (Skoglund & Hoglund, 2010).

Muy pocos estudios han investigado los fundamentos regulatorios de las mudas de SCC (en contraposición al polimorfismo de color) y su fenología. En liebres con raquetas de nieve, Ferreira et al. (2017) identificó tres genes de pigmentación conocidos, Agutí, Myo7a y Spns2, que se expresaron diferencialmente durante la muda de primavera y, por lo tanto, pueden desempeñar papeles funcionales importantes en la regulación de la producción estacional de pelaje marrón. Esto sugiere que las vías de pigmentación conocidas con regulación transitoria pueden ser la base del SCC. Otro estudio que utilizó híbridos de hámsters enanos siberianos y de Campbell (P. campbelli, una especie hermana que es marrón todo el año) sugirió heredabilidad recesiva de la muda de SCC y una base genética potencialmente simple (Clare-Salzler, 2017).


Termorregulación

Los animales se pueden dividir en dos grupos: los que mantienen una temperatura corporal constante frente a diferentes temperaturas ambientales y los que tienen una temperatura corporal igual a la de su entorno y, por lo tanto, varía con la temperatura ambiental. Los animales que no tienen control interno de su temperatura corporal se denominan ectotermos. La temperatura corporal de estos organismos es generalmente similar a la temperatura del medio ambiente, aunque los organismos individuales pueden hacer cosas que mantienen sus cuerpos ligeramente por debajo o por encima de la temperatura ambiental. Esto puede incluir excavar bajo tierra en un día caluroso o descansar a la luz del sol en un día frío. Los ectotermos se han llamado de sangre fría, un término que puede no aplicarse a un animal en el desierto con una temperatura corporal muy cálida.

Un animal que mantiene una temperatura corporal constante frente a los cambios ambientales se llama endotermia. Estos animales pueden mantener un nivel de actividad que un animal ectotérmico no puede porque generan calor interno que mantiene sus procesos celulares funcionando de manera óptima incluso cuando el ambiente es frío.

Mire este video de Discovery Channel sobre termorregulación para ver ilustraciones del proceso en una variedad de animales.

Los ectotermos y endotermos utilizan sus sistemas circulatorios para ayudar a mantener la temperatura corporal. La vasodilatación, la apertura de las arterias a la piel mediante la relajación de sus músculos lisos, trae más sangre y calor a la superficie del cuerpo, facilitando la radiación y la pérdida de calor por evaporación, enfriando el cuerpo. La vasoconstricción, el estrechamiento de los vasos sanguíneos de la piel por la contracción de sus músculos lisos, reduce el flujo sanguíneo en los vasos sanguíneos periféricos, forzando la sangre hacia el núcleo y los órganos vitales, conservando el calor. Algunos animales tienen adaptaciones a su sistema circulatorio que les permiten transferir calor de las arterias a las venas que fluyen una al lado de la otra, calentando la sangre que regresa al corazón. Esto se denomina intercambio de calor a contracorriente y evita que la sangre venosa fría enfríe el corazón y otros órganos internos. La adaptación a contracorriente se encuentra en delfines, tiburones, peces óseos, abejas y colibríes.

Algunos animales ectotérmicos utilizan cambios en su comportamiento para ayudar a regular la temperatura corporal. Simplemente buscan áreas más frescas durante la parte más calurosa del día en el desierto para evitar calentarse demasiado. Los mismos animales pueden trepar a las rocas por la noche para capturar el calor en una noche fría del desierto antes de entrar en sus madrigueras.

La termorregulación está coordinada por el sistema nervioso (Figura 16.1.1). Los procesos de control de la temperatura se centran en el hipotálamo del cerebro animal avanzado. El hipotálamo mantiene el punto de ajuste de la temperatura corporal a través de reflejos que provocan vasodilatación o vasoconstricción y escalofríos o sudoración. El sistema nervioso simpático bajo el control del hipotálamo dirige las respuestas que efectúan los cambios en la pérdida o ganancia de temperatura que devuelven al cuerpo al punto de ajuste. El punto de ajuste puede ajustarse en algunos casos. Durante una infección, los compuestos llamados pirógenos se producen y circulan hacia el hipotálamo restableciendo el termostato a un valor más alto. Esto permite que la temperatura corporal y rsquos aumente a un nuevo punto de equilibrio homeostático en lo que comúnmente se llama fiebre. El aumento del calor corporal hace que el cuerpo sea menos óptimo para el crecimiento bacteriano y aumenta la actividad de las células para que puedan combatir mejor la infección.

Figura 16.1.1: El cuerpo puede regular la temperatura en respuesta a las señales del sistema nervioso.

Cuando las bacterias son destruidas por los leucocitos, los pirógenos se liberan en la sangre. Los pirógenos restablecen el termostato del cuerpo y rsquos a una temperatura más alta, lo que provoca fiebre. ¿Cómo pueden los pirógenos hacer que aumente la temperatura corporal?

La osmorregulación es el proceso de mantener el equilibrio de agua y sal (equilibrio osmótico) a través de las membranas del cuerpo. Los fluidos dentro y alrededor de las células están compuestos de agua, electrolitos y no electrolitos. Un electrolito es un compuesto que se disocia en iones cuando se disuelve en agua. Un no electrolito, por el contrario, no se disocia en iones en el agua. Los fluidos corporales incluyen el plasma sanguíneo, el fluido que existe dentro de las células y el fluido intersticial que existe en los espacios entre las células y los tejidos del cuerpo. Las membranas del cuerpo (tanto las membranas alrededor de las células como las "quomembranas" hechas de células que recubren las cavidades corporales) son membranas semipermeables. Las membranas semipermeables son permeables a ciertos tipos de solutos y al agua, pero típicamente las membranas celulares son impermeables a los solutos.

El cuerpo no existe aislado. Hay una entrada constante de agua y electrolitos en el sistema. El exceso de agua, electrolitos y desechos se transportan a los riñones y se excretan, lo que ayuda a mantener el equilibrio osmótico. La ingesta insuficiente de líquidos da como resultado la conservación de líquidos por parte de los riñones. Los sistemas biológicos interactúan e intercambian constantemente agua y nutrientes con el medio ambiente mediante el consumo de alimentos y agua y mediante la excreción en forma de sudor, orina y heces. Sin un mecanismo para regular la presión osmótica, o cuando una enfermedad daña este mecanismo, existe una tendencia a acumular desechos tóxicos y agua, lo que puede tener consecuencias nefastas.

Los sistemas de los mamíferos han evolucionado para regular no solo la presión osmótica general a través de las membranas, sino también las concentraciones específicas de electrolitos importantes en los tres principales compartimentos de líquidos: plasma sanguíneo, líquido intersticial y líquido intracelular. Dado que la presión osmótica está regulada por el movimiento del agua a través de las membranas, el volumen de los compartimentos de líquido también puede cambiar temporalmente. Dado que el plasma sanguíneo es uno de los componentes del fluido, las presiones osmóticas influyen directamente en la presión arterial.

Sistema Excretor

El sistema excretor humano funciona para eliminar los desechos del cuerpo a través de la piel en forma de sudor, los pulmones en forma de dióxido de carbono exhalado y a través del sistema urinario en forma de orina. Los tres de estos sistemas participan en la osmorregulación y la eliminación de desechos. Aquí nos enfocamos en el sistema urinario, que está compuesto por los riñones emparejados, el uréter, la vejiga urinaria y la uretra (Figura 16.1.2). Los riñones son un par de estructuras en forma de frijol que se encuentran justo debajo del hígado en la cavidad corporal. Cada uno de los riñones contiene más de un millón de pequeñas unidades llamadas nefronas que filtran la sangre que contiene los desechos metabólicos de las células. Los riñones filtran toda la sangre del cuerpo humano unas 60 veces al día. Las nefronas eliminan los desechos, los concentran y forman la orina que se acumula en la vejiga.

Internamente, el riñón tiene tres regiones y corteza externa mdashan, una médula en el medio y la pelvis renal, que es el extremo expandido del uréter. La corteza renal contiene las nefronas y la unidad funcional del riñón. La pelvis renal recoge la orina y conduce al ureter en la parte exterior del riñón. Los uréteres son conductos portadores de orina que salen del riñón y desembocan en la vejiga urinaria.

Figura 16.1.2: El sistema excretor humano está formado por riñones, uréter, vejiga urinaria y uretra. Los riñones filtran la sangre y forman la orina, que se almacena en la vejiga hasta que se elimina por la uretra. A la derecha, se muestra la estructura interna del riñón. (crédito: modificación del trabajo por NCI, NIH)

La sangre ingresa a cada riñón desde la aorta, la arteria principal que irriga al cuerpo debajo del corazón, a través de una arteria renal. Se distribuye en vasos más pequeños hasta llegar a cada nefrona en capilares. Dentro de la nefrona, la sangre entra en contacto íntimo con los túbulos recolectores de desechos en una estructura llamada glomérulo. El agua y muchos solutos presentes en la sangre, incluidos iones de sodio, calcio, magnesio y otros, así como desechos y sustancias valiosas como aminoácidos, glucosa y vitaminas, salen de la sangre y entran al sistema de túbulos de la nefrona. A medida que los materiales pasan a través del túbulo, gran parte del agua, los iones necesarios y los compuestos útiles se reabsorben en los capilares que rodean los túbulos dejando atrás los desechos. Parte de esta reabsorción requiere transporte activo y consume ATP. Algunos desechos, incluidos los iones y algunos medicamentos que quedan en la sangre, se difunden desde los capilares hacia el líquido intersticial y son absorbidos por las células de los túbulos. Estos desechos luego se secretan activamente en los túbulos. Luego, la sangre se acumula en vasos cada vez más grandes y sale del riñón en la vena renal. La vena renal se une a la vena cava inferior, la vena principal que devuelve sangre al corazón desde la parte inferior del cuerpo. Las cantidades de agua e iones reabsorbidos en el sistema circulatorio se regulan cuidadosamente y esta es una forma importante en la que el cuerpo regula su contenido de agua y los niveles de iones. Los desechos se recolectan en túbulos más grandes y luego salen del riñón en el uréter, que conduce a la vejiga donde se almacena la orina, la combinación de materiales de desecho y agua.

La vejiga contiene nervios sensoriales, receptores de estiramiento que indican cuándo es necesario vaciarla. Estas señales crean la necesidad de orinar, que puede suprimirse voluntariamente hasta un límite. La decisión consciente de orinar pone en juego señales que abren los esfínteres, anillos de músculo liso que cierran la abertura, hacia la uretra que permite que la orina fluya fuera de la vejiga y del cuerpo.

CARRERA EN ACCIÓN: Técnico en Diálisis

La diálisis es un proceso médico para eliminar los desechos y el exceso de agua de la sangre mediante difusión y ultrafiltración. Cuando falla la función renal, se debe realizar diálisis para eliminar artificialmente el cuerpo de desechos y líquidos. Este es un proceso vital para mantener vivos a los pacientes. En algunos casos, los pacientes se someten a diálisis artificial hasta que son elegibles para un trasplante de riñón. En otros que no son candidatos para trasplantes de riñón, la diálisis es una necesidad de por vida.

Los técnicos de diálisis suelen trabajar en hospitales y clínicas. Si bien algunas funciones en este campo incluyen el desarrollo y el mantenimiento de equipos, la mayoría de los técnicos de diálisis trabajan en la atención directa al paciente. Sus deberes en el trabajo, que generalmente ocurren bajo la supervisión directa de una enfermera titulada, se enfocan en brindar tratamientos de diálisis. Esto puede incluir revisar el historial del paciente y su estado actual, evaluar y responder a las necesidades del paciente antes y durante el tratamiento, y monitorear el proceso de diálisis. El tratamiento puede incluir tomar y reportar los signos vitales del paciente, preparar soluciones y equipos para asegurar procedimientos precisos y estériles.

La homeostasis es un equilibrio dinámico que se mantiene en los tejidos y órganos del cuerpo. Es dinámico porque se ajusta constantemente a los cambios que encuentran los sistemas. Es un equilibrio porque las funciones corporales se mantienen dentro de un rango normal, con algunas fluctuaciones alrededor de un punto fijo. Los riñones son los principales órganos osmorreguladores en los sistemas de los mamíferos; funcionan para filtrar la sangre y mantener las concentraciones de iones disueltos de los fluidos corporales. Están formados internamente por tres regiones distintas: la corteza, la médula y la pelvis. Los vasos sanguíneos que transportan sangre hacia y desde los riñones surgen y se fusionan con la aorta y la vena cava inferior, respectivamente. La nefrona es la unidad funcional del riñón, que filtra activamente la sangre y genera orina. The urine leaves the kidney through the ureter and is stored in the urinary bladder. Urine is voided from the body through the urethra.


What Keeps Animals Warm? Insulating Power In Animal Fur And Feathers Shows Radiation Plays A Role

Humans struggling to keep their homes warm in the winter could take some hints from the animal world.

The warm, thin furry coats of the Arctic animals were analyzed in a recent study which suggests that the animals use a form of radiative heat to stay warm. The findings, published in the journal Optics Express, suggest that hairs that reflect infrared light contribute insulating power – a phenomenon that can be used to develop new types of ultrathin insulation.

"Why do we need at least 60 cm of rockwool or glasswool" -- common types of building insulation made from minerals or glass fibers -- "to get a temperature of 20 degrees Celsius inside from about -5 degrees Celsius outside?" Priscilla Simonis, a researcher at the University of Namur in Belgium and lead author of the paper, asked. "Why is the polar bear fur much more efficient than what we can develop for our housing?"

The question stems from the fact that polar bears are able to insulate their bodies to 98.6 Fahrenheit during long, Arctic winters where the temperature drops to -40 Fahrenheit with an outside layer of fur that is only about two inches thick.

The research team came to their conclusion after studying the two different ways heat can travel – radiation and conduction -- and using experiments to see how they function with animal fur and feathers. The common belief is that animals keep warm with conduction, where a layer of air is trapped in the fur and slowly heated by the temperature of their bodies. The latest research shows that radiation may also be involved.

Researchers used computer models of a hot and cold thermostat – one representing the body heat of an animal and the other of a cold environment. The two were separated by air in an empty space. “Radiative shields” were added to imitate the hairs of a fur coat. Scientists found that the rate of heat transfer was dramatically reduced when the reflectivity of the radiative shields increased. The findings suggest the light scattering properties of animals’ coats diffuse thermal radiation to keep the animals warm.

In some cases, an animal’s white appearance belongs to the light scattering properties as a way to stay warm and hidden from predators. "This is particularly useful to animals, such as mammals and birds, that live in snowy areas," Simonis said.

The same model can be used to explain how “human clothes, rockwool insulators, thermo-protective containers, and many other passive energy-saving devices operate,” the authors write.

Simonis says the findings may lead to more advanced, thinner insulation.

"The idea is to multiply the interaction of electromagnetic waves with gray bodies -- reflecting bodies, like metals, with very low emissivity and no transparency -- in a very thin material," Simonis said. "It can be done by either a multilayer or a kind of 'fur' optimized for that purpose."


Help Animals Used for Clothing

When shopping for clothes, always choose something vegan—not alguien. Pledge not to wear leather, fur, or wool. Post on the social media accounts of major brands urging them to stop selling materials made of animal parts. Stay up to date with the latest PETA campaigns for more ways to help.

With the help of our members and supporters, PETA and our international affiliates work globally to expose and end the use of animals in the fashion industry. Our actions include the following:

  • Conducting groundbreaking undercover investigations to inform the public
  • Working with celebrities and other activists on a wide variety of campaigns
  • Holding colorful, eye-catching campaigns such as “fur crawls,” naked demos, and Fur-Free Friday protests outside stores
  • Persuading legislative bodies to ban the farming and sale of fur and exotic skins
  • Encouraging fashion designers, companies, and shoppers to use only vegan fabrics
  • Buying stock in companies for the sole purpose of pressuring them to change
  • Facilitating connections between major brands and vegan innovators
  • Awarding innovative companies for creating new vegan materials and designs
  • Partnering with compassionate designers, brands, and retailers on runway shows, exclusive vegan products, and many other exciting initiatives
  • Hosting ethics and sustainability panels at fashion universities to help educate the next generation of designers about the vegan fashion revolution
  • Promoting vegan options that are available from popular stores and brands
  • Exposing the cruelty behind all animal-derived materials, including mohair, down, and shearling

This multifaceted approach secures lifesaving victories for animals targeted by the deadly fashion industry, and soon, using animals for clothing and accessories will be a thing of the past.


Ver el vídeo: Animales Que Seguramente No Has Visto Sin Pelo Parte 2 #shorts (Mayo 2022).