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Os organismos possuem uma estreita relação com as condições do ambiente em que vivem. Neste contexto, diversos aspectos da fisiologia dos animais estão intimamente relacionados com os limites de sobrevivência e, consequentemente, com a viabilidade de uma população em um determinado ambiente. O objetivo central de minha de pesquisa é entender o significado adaptativo (e evolutivo) dos mecanismos fisiológicos responsáveis pelos ajustes metabólicos frente a diversas situações como, por exemplo, nas mudanças sazonais, no estado nutricional ou na atividade física. Para tal, procuro utilizar uma abordagem comparativa e integrativa, em diferentes níveis de abordagem (ecológico, organismal e celular), utilizando principalmente animais ectotermos como modelos de estudo. Em linhas gerais, os projetos em curso no laboratório procuram avaliar as influências do ambiente e do modo de vida sobre o metabolismo energético e sobre a capacidade para a atividade.
PROJETOS DE PESQUISA
Um olhar sobre a heterogeneidade dos habitats:
como a fisiologia e o comportamento de lagartos tropiduríneos permitiram a ocupação de florestas e ambientes abertos?
Neste projeto de pesquisa pretendemos investigar de que modo os padrões de variação fenotípica em linhagens de lagartos tropiduríneos estão relacionados à ocupação de hábitats diferentes do ponto de vista estrutural e climático (ambientes abertos e florestados), tanto no nível comportamental quanto fisiológico, dentro de duas linhas de investigação complementares: (1) o comportamento termorregulatório e as respostas fisiológicas a temperatura; e (2) o comportamento social e influência hormonal no desempenho. Além disso, utilizaremos os resultados desse trabalho para fomentar modelos de nichos ecológicos relacionados à previsão dos efeitos de mudanças climáticas sobre a biologia dos lagartos, gerando elementos para discussão dos efeitos dessas alterações ambientais sobre a biodiversidade.
Proc. FAPESP 2020/12962-5
Aspectos comparativos das respostas metabólicas à alimentação em tetrápodas ectotérmicos
A ingestão de grandes quantidades de alimento em certos grupos de vertebrados ectotérmicos que se alimentam de modo episódico é acompanhada por profundas alterações no metabolismo energético. Os indícios obtidos até então com diversos modelos sugerem que o período pós-prandial desses animais é seguido por uma fase de intensas modificações tanto morfológicas, como na reestruturação dos tecidos e das proteínas transportadoras de membrana do trato gastro-intestinal; quanto fisiológicas, como na respiração, na tensão de gases no sangue e no equilíbrio ácido-básico. Especialmente no tocante às modificações que ocorrem na estrutura e função do trato gastro-intestinal, permanecem ainda desconhecidos para muitas espécies os mecanismos celulares subjacentes à manutenção da homeostase energética na transição do estado de jejum ao pós-alimentar. Neste sentido, procuramos investigar se os grupos celulares envolvidos no processo digestório sofrem alterações nas capacidades metabólicas em decorrência da alimentação. Seriam estes ajustes refletidos em mudanças nos sistemas enzimáticos relacionados às vias de produção de ATP nas células? Neste sentido, este projeto se propõe a investigar as relações entre a ingestão de alimento e as capacidades das vias metabólicas ligadas à ciclagem de energia.
Proc. FAPESP 2008/57712-4
INCT de Pesquisas em Fisiologia Comparada
Estratégias bioquímicas, fisiológicas e comportamentais durante o ciclo sazonal de atividade de anfíbios e répteis: um estudo integrativo dos potenciais alvos de regulação metabólica
A ocorrência de animais em ambientes adversos sempre intrigou pesquisadores de diferentes áreas da pesquisa biológica. Os mecanismos fisiológicos, morfológicos e comportamentais que permitem que animais sobrevivam às condições ambientais desafiadoras, tanto em escala geográfica quanto temporal, têm despertado o interesse sobre a evolução de características adaptativas nos diferentes níveis da organização biológica. Acredita-se que limitações na disponibilidade de água, alimento, oxigênio ou temperatura possam restringir a existência de certos grupos de animais em certos locais ou épocas do ano. Por outro lado, observamos que diversas espécies de animais exibem uma especial capacidade para lidar com condições ambientais adversas. Em especial nos vertebrados ectotérmicos, os mecanismos para lidar com os desafios impostos pelo ambiente são particularmente intrigantes. Sabemos que os ajustes comportamentais e fisiológicos para lidar com a escassez severa de recursos no ambiente podem variam consideravelmente entre os ectotérmicos mas, ao mesmo, outros processos celulares parecem guardar certa convergência interespecífica. Este é o caso, por exemplo, dos ajustes sobre as taxas com que as reações bioquímicas ocorrem, em especial aquelas ligadas a produção e ao consumo de ATP nos diferentes órgãos. É justamente sobre estes potenciais alvos de regulação metabólica que está baseada a proposta da linha de pesquisa. Neste projeto investigamos os mecanismos fisiológicos e bioquímicos exibidos por certas espécies de vertebrados ectotérmicos que estão relacionados com a capacidade de tolerar situações ambientais desafiadoras. Entender a natureza desses mecanismos é crucial para o desenvolvimento do conhecimento que pode levar a potenciais alvos para a aplicação terapêutica ou de interesse geral para o homem.
Termorregulação, osmorregulação e desempenho fisiológico de Thoropa taophora
(Anura: Cycloramphidae)
A manutenção da temperatura corpórea e da concentração osmótica do fluidos intra a extracelulares dentro dos limites toleráveis é fundamental para o desempenho de diversas funções fisiológicas nos vertebrados ectotérmicos. Neste sentido, o comportamento termorregulatório e osmorregulatório representam importantes estratégias voltadas a compensação metabólica. Modificações sobre
os limites mínimos e máximos das curvas de desempenho comportamental estão quase sempre relacionadas com a adaptação, no sentido evolutivo do termo, especialmente para as espécies que vivem em ambientes com variabilidades térmicas e osmóticas distintas. Assim, investigamos neste projeto de que forma as capacidades termorregulatória e osmorregulatória, associadas aos efeitos do ambiente sobre a fisiologia de anuros, são ajustadas entre populações que ocupam ambientes com variabilidades térmicas e osmóticas distintas. Para isso utilizamos populações de girinos de Thoropa taophora que ocupam diferentes microhabitats na Mata Atlântica brasileira próximas a região costeira do litoral da região Sudeste.
Correlações metabólicas e energéticas do comportamento vocal em anfíbios anuros
A vocalização em anfíbios anuros é uma das atividades que requer grande investimento energético. Além disso, a atividade vocal nestes animais é fortemente influenciada por fatores biótico e abióticos, como a temperatura, a disponibilidade de água, o entorno social e os recursos alimentares. Do ponto de vista fisiológico, as muitas espécies de anfíbios anuros que vocalizam exibem diferentes padrões de utilização de substrato energéticos, assim como há diferenças nas vias metabólicas que dão suporte a demanda de energia durante a atividade. Neste projeto investigamos quais as características metabólicas e estruturais relacionadas com a capacidade para a atividade vocal em anuros, focando especialmente na atividade das vias bioquímicas relacionadas com a produção de ATP nos músculos esqueléticos envolvidos na produção de som.
“Comparative and integrative analyses provide important guidelines for putting the ‘bio’ back into biochemistry.”
(Hochachka e Somero, 2002)
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