La primera pregunta explora de manera experimental si el gradiente de talla corporal de los animales a lo largo del gradiente intermareal se relaciona con un efecto creciente de las fuerzas hidrodinámicas con la disminución de talla. Aunque las fuerzas críticas de desprendimiento son importantes, la evidencia teórica indica que la restricción de talla en zona media del intermareal se debe a una disparidad persistente entre la ingesta de energía y los costos de sujeción al sustrato dependiente de la talla; sin embargo, no existe evidencia biológica que lo demuestre. Utilizando un respirómetro con un sistema de generación de oleaje artificial integrado mediremos el costo energético de sujeción al sustrato de cangrejos ermitaño de diferente talla, así como la tasa de alimentación.
En la segunda parte de la investigación evaluaremos la variación interindividual de la Tasa Metabólica Estándar y el Campo Aeróbico con el fin de conocer su influencia en el nivel de desempeño conductual en tres grupos de animales con diferentes Ritmos de Vida (peces, cangrejos ermitaños y pulpos). Las diferencias en el comportamiento entre los individuos están íntimamente ligadas su éxito en el desempeño de actividades relacionadas a la adecuación, las cuales son energéticamente costosas. Así, serán los individuos con mayor potencial metabólico los que incurran en mayores costos energéticos, que a su vez consolidarán su éxito a nivel conductual.
La Tasa Metabólica Estándar (SMR) define la energía mínima que requiere un individuo para mantener funcionando su maquinaría metabólica básica, siendo un buen indicador de su potencial para desplegar actividades energéticamente costosas. El Campo Aeróbico (SA, Scope for Activity) es el predictor por excelencia del desempeño conductual de los individuos. El Campo Aeróbico es la diferencia de la Tasa Metabólica Máxima (MMR) menos la energía de mantenimiento (SMR). De acuerdo al modelo de Asignación Energética, los individuos poseedores de una maquinaria metabólica robusta pagarán altos costos para su mantenimiento, pero esa maquinaria les permitirá desplegar conductas a niveles energéticamente demandantes. En esta fase evaluaremos el valor predictivo la SMR y el SA en el éxito de expresión de conductas con valor adaptativo para tres especies con diferentes Ritmos de Vida.
En peces Cichlasoma istlanum, con Ritmo de Vida rápido, evaluaremos la habilidad de monopolizar el alimento. Cuando el recurso es disperso y no defendible, su distribución en la población tiende a ser relativamente proporcional. Sin embargo, cuando el recurso es económicamente defendible, el grado de monopolización dependerá de la habilidad de los individuos para defenderlo. Evaluaremos el potencial metabólico de los individuos (SMR y SA) y su influencia el grado de monopolización del alimento, así como su tasa de crecimiento bajo regímenes de alimentación sincrónica y asincrónica (económicamente defendible).
En el cangrejo ermitaño Calcinus californiensis, con Ritmo de Vida ""medio, evaluaremos la variación individual de la SMR y SA como medidas discretas del Potencial de Retención de Recursos (RHP). A diferencia de otros estudios, además de incluir la talla y el armamento, usaremos el estatus metabólico de los individuos como predictores de éxito en las interacciones agonísticas intaespecíficas, y en combates interespecíficos con el ermitaño Clibanarius albidigitus.
En el pulpo Octopus maya, con Ritmo de Vida lento, evaluaremos la velocidad, la distancia de escape y la tasa de recuperación aeróbica al término de la actividad y su relación con los estimadores de potencial metabólico. El escape en cefalópodos es una actividad energéticamente costosa donde la supervivencia depende en gran medida de distancia recorrida. Los costos de escape se asocian a la fuerza de propulsión, la cual es inversamente proporcional a la resistencia hidrodinámica generada por la deformación lateral del cuerpo y proporcional a la actividad muscular.
Finalmente, por comparación con las estimaciones del SA de los experimentos anteriores, intentaremos validar el uso de un procedimiento para inducir tasas metabólicas altas por efecto de la temperatura (HMR), usando esta medida para calcular Campo Aeróbico. La valía del método es su practicidad y que puede usarse en animales de Ritmo de Vida lento en los que no puede forzarse la locomoción. El método fue diseñado por el Dr. Carlos Rosas Vázquez, quién es participante del proyecto, y sus colaboradores.
El conocimiento teórico y empírico señala que la causa primaria que determina su presencia en la zona de rompiente es la energía que tienen que asignar de manera persistente para no ser arrastrado por el agua (Sebens, 2002; Verhaegen et al., 2019). Recientemente publicamos un artículo que confirma experimentalmente que el elevado costo energético que representa vivir en condiciones de oleaje (Alcaraz et al., 2020a), hasta donde sabemos, este es el primer estudio que mide el costo energético de hacer frente a los flujos de agua bidireccionales en un animal marino. Utilizando el sistema y la metodología que aplicamos a esa investigación, en este caso evaluaremos si efectivamente la causa primaria que limita la presencia de animales pequeños en la zona de rompiente es la energía que tienen que asignar de manera persistente para no ser arrastrado por el agua en relación a su ingestión calórica. De la misma manera que en la publicación señalada en líneas anteriores, esperamos ser los primeros en demostrar de manera experimental lo que afirman varios modelos teóricos.
La mojarra criolla, Cichlasoma istlanum, es un cíclido nativo de la cuenca del río Balsas y sus poblaciones han sido afectadas por la introducción de cíclidos no nativos. La mojarra criolla se refugia por periodos más prolongados en presencia de pez convicto Amatitlania nigrofasciata (De La Torre Zavala et al., 2018). Sin embargo, las consecuencias de la competencia intraespecífica por alimento son mucho más severas, en cuanto al crecimiento y desarrollo de los individuos, que las que genera la competencia con el pez convicto (Archundia and Arce, 2019). En colaboración con la Dra. Elsah Arce abordaremos un aspecto importante para la conservación y conocimiento de esta especie relacionado a la competencia intraespecífica por interferencia (monopolio de alimento) y sus consecuencias la población.
La mayor parte trabajos que abordan la competencia por interferencia utilizan diseños pareados en donde es el investigador el que selecciona a los oponentes y los parea de acuerdo a la pregunta específica que desea resolver (como excepción O’Connor et al., 2015). Nuestro objetivo difiere de otras investigaciones en que: 1) exploraremos la toma de decisiones del cangrejo ermitaño C. californiensis desde la elección del oponente hasta su el término del combate en un escenario de libre elección. 2) usaremos, además del talla, armamentos como estimadores de la habilidad de combate, las diferencias metabólicas entre oponentes (SMR, MMR, SAA y SAT; descritos anteriormente). Aunque la capacidad aerobia de los animales se reconoce como un carácter discreto importante en el combate, esta sería la primera investigación que evalúe la influencia de los atributos metabólicos en la elección de oponentes en invertebrados y que describa la importancia de la SMR y el Campo Aeróbico en el escalamiento y resultado de los combates en cangrejos ermitaño. 3) podemos afirmar que muy pocos estudios examinan el efecto de asimetrías metabólicas en combates interespecíficos y ninguno lo hace en invertebrados.
El Campo Aeróbico se calcula de la diferencia de la MMR y los gastos de mantenimiento (SMR). En muchos casos, el Campo Aeróbico es el mejor predictor del desempeño conductual de los individuos. Sin embargo, en contraste con la cantidad estudios que relacionan la expresión máxima de la conducta con la SMR, relativamente son pocas las investigaciones incorporan en sus estudios el Campo Aeróbico. Esto último se atribuye a la complejidad de estimar la Tasa Metabólica Máxima a través de inducir actividad forzada en los individuos y a la imposibilidad de forzar a los animales con Ritmo de Vida lento a moverse de manera continua. Este trabajo pretende integrar la información obtenida del metabolismo y desempeño conductual de los tres grupos biológicos con diferentes Ritmos de Vida a fin de comparar el valor de predicción Campo Aeróbico calculado a partir de la tasa metabólica inducida por aumento de la temperatura y por actividad forzada. La validación de este método podría permitir probar teorías sobre la importancia de la energía aeróbica en grupos de Ritmo de Vida lento, lo cual han podido probarse experimentalmente por la imposibilidad de forzar a estos grupos a desplegar actividad locomotora de manera forzada.