Comparative ecophysiological responses of supratidal rockpools Ochthebius species (Coleoptera: Hydraenidae) to multiple stressors

Resumen

Los ecofisiólogos se enfrentan a uno de los mayores retos: comprender la adaptación de las especies a los cambios ambientales en un mundo en constante transformación. Utilizan como modelo ecosistemas con condiciones ambientales extremas que plantean importantes retos fisiológicos a los organismos que los habitan, como las pozas supralitorales mediterráneas, que presentan largos periodos de desecación, con importantes fluctuaciones ambientales y condiciones extremas de alta temperatura y salinidad. Esta tesis se centra en la comparativa de las respuestas ecofisiológicas a múltiples estresores de tres especies de escarabajos acuáticos del género Ochthebius: O. quadricollis, O. lejolisii, y O. subinteger, exclusivas de estos hábitats. El objetivo principal fue buscar patrones de respuesta, comunes o diferentes, en especies que coexisten en el mismo hábitat. Capítulo 1. Se determinó y comparó, entre poblaciones de las tres especies de Ochthebius, el límite térmico superior; y se estudió el efecto de la salinidad de aclimatación (a niveles de no estrés y subletal) sobre la tolerancia térmica en adultos y larvas de O. quadricollis y O. lejolisii. Además, se determinaron los umbrales de temperatura para que se produzcan respuestas de escape (emersión del agua y vuelo). Se encontraron diferencias significativas entre las especies y poblaciones en la tolerancia térmica. La especie que mostró mayor tolerancia térmica sin efecto de la aclimatación salina fue O. quadricollis. Ochthebius lejolisii mostró efectos en su tolerancia térmica a una salinidad subletal, aumentando su tolerancia en larvas y disminuyendo en adultos. Los umbrales de temperatura para las respuestas de escape variaron entre especies en concordancia con su tolerancia fisiológica. La salinidad afectó los umbrales de temperatura para la emersión en ambas especies. Además, se observó un efecto aditivo de la temperatura y salinidad en la frecuencia de emergencia y vuelo en ambas especies. Estos hallazgos proporcionan información valiosa para desarrollar modelos de supervivencia frente al cambio climático. Capítulo 2. Se identificó y comparó el nicho salino realizado y fundamental de adultos, larvas y huevos de O. quadricollis y O. lejolisii. El nicho realizado se determinó mediante datos de campo sobre la abundancia de adultos y larvas, mientras que el nicho fundamental se analizó en experimentos de laboratorio exponiendo adultos, larvas y huevos a diferentes niveles de salinidad. Ambas especies demostraron ser eurihalinas, tolerando salinidades extremas en su hábitat natural, especialmente O. quadricollis. En el laboratorio, O. lejolisii mostró mayor tolerancia fisiológica que O. quadricollis en todos los estados de vida. Comparando los estados de vida de cada especie, tanto larvas como huevos fueron más tolerantes que los adultos. Estas especies mostraron una elevada capacidad fisiológica para soportar salinidades extremas, un factor que podría verse agravado por el cambio climático. Capítulo 3. Se evaluó la tolerancia cruzada de O. quadricollis y O. lejolisii a la salinidad y desecación. Adultos, larvas y huevos de ambas especies se aclimataron a niveles de no estrés y subletales de salinidad, y luego a desecación extrema. Ambas especies mostraron respuestas similares a la desecación en su ontogenia, siendo larvas y huevos más resistentes que adultos. Las larvas de O. lejolisii fueron más tolerantes a la desecación que las de O. quadricollis, mientras que los huevos de O. quadricollis tuvieron mayor éxito, previa aclimatación, a una salinidad no estresante. En cambio, los huevos de O. lejolisii mantuvieron tasas de eclosión similares a ambas salinidades. Capítulo 4. Se testaron dos hipótesis en poblaciones de O. lejolisii de áreas con diferente variabilidad térmica: la adaptación metabólica al frío (MCA) y la hipótesis de la variabilidad climática (CVH). Se realizaron experimentos de aclimatación recíproca bajo diferentes regímenes de temperatura para evaluar la plasticidad fenotípica y adaptación local en las tasas metabólicas y límites térmicos. La población de mayor latitud, con un clima más frío, mostró tasas metabólicas más altas a bajas temperaturas, confirmándose la MCA. La población de latitud más baja, con mayor variabilidad climática, demostró una mayor tolerancia térmica, pero solo la población de mayor latitud mostró plasticidad en su límite térmico superior. Estos resultados sugieren compensaciones entre tolerancia y plasticidad en la adaptación térmica de la especie, por lo que podría aumentar la vulnerabilidad de las poblaciones costeras mediterráneas frente al aumento de temperaturas por el cambio climático. Estos hallazgos contribuyen a la comprensión del efecto de la interacción de factores de estrés en las especies y sus respuestas ontogenéticas. Las diferencias entre especies y estados de vida podrían relacionarse con los diferentes nichos microambientales que ocupa cada especie.