Francisco Bozinovic - El cambio climático y la biología funcional de los organismos

Los editores agradecen al Centro de Ecología Aplicada y Sustentabilidad (CAPES) y al Instituto de Ecología y Biodiversidad (IEB).

EDICIONES UNIVERSIDAD CATÓLICA DE CHILE

Vicerrectoría de Comunicaciones

Av. Libertador Bernardo O’Higgins 390, Santiago, Chile

editorialedicionesuc@uc.cl www.ediciones.uc.cl

El cambio climático y la biología funcional de los organismos

Francisco Bozinovic & Lohengrin A. Cavieres

© Inscripción Nº 309.661

Derechos reservados

Octubre 2019

ISBN edición impresa Nº 978-956-14-2627-6

ISBN edición digital Nº 978-956-14-2515-6

Diseño:

Francisca Galilea

Diagramación digital: ebooks Patagonia

info@ebookspatagonia.com www.ebookspatagonia.com

CIP-Pontificia Universidad Católica de Chile

El cambio climático y la biología funcional de los organismos / Francisco Bozinovic & Lohengrin A. Cavieres (eds.).

Incluye bibliografías.

1. Cambios climáticos.

2. Ecología.

I. Bozinovic Kuscevic, Francisco, editor.

II. Cavieres, LohengrinA., editor.

2019 577.22DCC 23 RDA

CONTENIDO

PRÓLOGO

LA BIOLOGÍA FUNCIONAL DEL CAMBIO CLIMÁTICO

Francisco Bozinovic

El clima y el cambio climático; su variabilidad y los eventos extremos

El rol de la biología funcional en un planeta que se calienta

Cambio climático y eventos extremos

Cambio climático y enfermedades

Conclusiones

CAPÍTULO 1 Clima, ambientes variables y tolerancias térmicas

Grisel Cavieres, Pablo Sabat & Francisco Bozinovic

Introducción

Ajustes fisiológicos en un ambiente cambiante

Bases celulares de la tolerancia térmica: proteínas de estrés térmico

Efectos dependientes del tiempo

Incorporando la ontogenia temprana en estudios de variación fenotípica

Conclusiones

Referencias

CAPÍTULO 2 Insectos nocivos en escenarios de cambio climático

Sergio A. Estay& Sabrina Clavijo-Baquet

Introducción

Aspectos teóricos de la relación temperatura-desempeño

¿Qué rasgos medir? Eligiendo entre distintas medidas de desempeño

Fisiología de insectos-plaga en el contexto de cambio climático

Fisiología térmica de insectos plagas de la agricultura

Fisiología térmica de insectos vectores de enfermedades

Conclusiones

Referencias

CAPÍTULO 3 Cambio climático, biodiversidad y enfermedades emergentes

Mauricio Canals

Introducción

Enfermedades infecciosas: zoonosis, spillover y spillback

Emergencia de enfermedades y mecanismos

Amenazas a la biodiversidad

Las enfermedades transmitidas por artrópodos como casos de estudio

La enfermedad de Chagas en Chile

Conclusiones

Referencias

CAPÍTULO 4 Las cianobacterias y el cambio climático

Jaime Alcorta & Beatriz Diez

Introducción

Cianobacterias de sistemas termales

La controversia entre morfología y taxonomía de Fischerella thermalis

Aspectos evolutivos de Fischerella thermalis

Aspectos fisiológicos de Fischerella thermalis: fotosíntesis en altas temperaturas

Aspectos fisiológicos de Fischerella thermalis: fijación de nitrógeno en altas temperaturas

Aspectos fisiológicos de Fischerella thermalis: multicelularidad y plasticidad fenotípica

Microdiversidad en poblaciones de Fischerella thermalis

Fischerella thermalis y su potencial biotecnológico

Conclusiones

Referencias

CAPÍTULO 5 Las plantas de alta-montaña en un mundo que se calienta

Lohengrin A. Cavieres, Carolina Hernández-Fuentes & Graciela Valencia

Introducción

Calentamiento global y plantas de alta-montaña

Consecuencias del calentamiento global sobre el reclutamiento

Consecuencias del calentamiento global sobre el crecimiento y reproducción de individuos adultos

Consecuencias del calentamiento global sobre el desempeño fotosintético

Calentamiento y tolerancia al congelamiento

Calentamiento y la importancia de las interacciones positivas en zonas de alta-montaña

Conclusiones

Referencias

CAPÍTULO 6 Tolerancia térmica en un mundo que se calienta

Enrico L. Rezende

Introducción

El problema

Hacia un marco teórico mejor

Extrapolación a entornos ecológicos

Ensayos estáticos y dinámicos

Consideraciones generales

Referencias

CAPÍTULO 7 Plantas vasculares antárticas: su ecofisiología en respuesta al clima antártico y posibles implicancias del cambio climático

Patricia Sáez, Lohengrin A. Cavieres, Carolina Sanhueza, León A. Bravo

Introducción

Características generales del clima antártico marítimo

Cambio climático en la península Antártica

Consecuencias del calentamiento en las poblaciones de plantas vasculares

Anatomía foliar de las plantas antárticas, adaptaciones al clima antártico

Resistencia al congelamiento

Fotosíntesis y su respuesta a la temperatura

Aclimatación térmica de la respiración

Mecanismos de fotoprotección en plantas vasculares antárticas

Perspectivas y desafíos

Referencias

PRÓLOGO

El 2019, la preocupación por el aumento de la frecuencia de eventos únicos con condiciones climáticas extremas, que acarrean pérdidas de infraestructura y vidas humanas, así como el creciente impacto de cambios sin precedentes en los regímenes climáticos, han sido tema cada vez más presente en las noticias de Chile y otras regiones del mundo. En Chile, y muchos otros lugares, los veranos recientes han sido los más calurosos y los inviernos los más fríos en el registro instrumental históricos. Queda claro que la investigación sobre las consecuencias de estos cambios en el medio ambiente y las respuestas de los organismos, incluyendo en particular los seres humanos y sus actividades, deben ser un tema prioritario de la ciencia nacional e internacional. En diciembre de este año, los representantes de los gobiernos mundiales se reunirán en Chile para analizar formas de reducir las incertidumbres referentes a las causas, consecuencias y tendencias del cambio climático en el planeta. Un antecedente histórico, incluido en la introducción de este libro, es que la temperatura media del planeta ya ha subido 0,8 °C desde 1800 y se espera que alcance un preocupante incremento de 2 °C alrededor del 2050. En este escenario de cambio global, recibimos con mucha satisfacción este libro, que resume los resultados de estudios realizados en Chile sobre los efectos de aumentos históricos y recientes de las temperaturas sobre los organismos y los sistemas naturales. Los capítulos del libro, escritos por investigadores nacionales de reconocida competencia y trayectoria, cubren los problemas ambientales relacionados con los cambios climáticos del presente desde una variedad de perspectivas y temáticas, integrando casos de estudio sobre animales vertebrados, invertebrados y plantas. Los ejemplos del libro ilustran cómo los animales ectotermos son excelentes modelos para entender las respuestas al estrés térmico, por ejemplo. Otros organismos modelo citados en el texto, incluyen moscas y cianobacterias.