Ana Paula Cutrera

La influencia de la variabilidad genética, los costos energéticos y los compromisos funcionales sobre la respuesta a infecciones en tuco-tucos (Ctenomys talarum)

Los organismos están expuestos a patógenos causantes de infecciones y, en consecuencia, desarrollan respuestas fisiológicas complejas que les permiten resistir o eliminar esas amenazas. Este conjunto de estrategias constituye el sistema inmune. Asimismo, los hospedadores exhiben una gran variación en la magnitud y eficiencia de sus respuestas inmunes. La ecoinmunología es una disciplina emergente que intenta comprender cuáles son los factores intrínsecos y extrínsecos que modulan esa variación en la respuesta inmune y, por lo tanto, en la susceptibilidad a enfermedades en un amplio abanico de especies y hábitats. Por un lado, existe numerosa evidencia de que la resistencia a patógenos se encuentra bajo control genético. Por el otro, dado que la función inmune involucra costos elevados (p. ej., energéticos y nutricionales), se espera que surjan compromisos entre este y otros procesos fisiológicos costosos para el organismo. En esta revisión se presentan los principales patrones de variación del complejo de histocompatibilidad (MHC) y su relación con la resistencia a patógenos en el roedor subterráneo Ctenomys talarum (tuco-tucos), así como también su papel en el contexto de selección de pareja. Además, se presenta evidencia de la existencia de costos energéticos y nutricionales de diferentes brazos de la respuesta inmune de esta especie y los compromisos que se establecen entre la función inmune y otros procesos fisiológicos, como la reproducción. Finalmente, se discuten los roles del hábitat y los rasgos de historia de vida en el modelado de la variación de la respuesta inmune en tuco-tucos y la relevancia de los estudios ecoinmunológicos en mamíferos silvestres.

The influence of genetic variability, energetic costs, and functional trade-offs on the response to infections in tuco-tucos (Ctenomys talarum). Organisms are exposed to pathogens that cause infections, and consequently, they have developed complex physiological responses that allow them to resist or eliminate such threats; this set of strategies constitutes the immune system. Hosts exhibit great variation in the magnitude and efficiency of their immune responses. Ecoimmunology is an emerging discipline that seeks to understand the intrinsic and extrinsic factors that modulate this variation in immune response and, therefore, susceptibility to diseases across a wide range of species and habitats. On one hand, there is ample evidence that resistance to pathogens and parasites is under genetic control. On the other hand, since immune function involves high costs (e.g., energy, nutritional), it is expected that trade-offs arise between it and other costly physiological processes for the organism. In this review, the main patterns of variation in the major histocompatibility complex (MHC) and its relationship with pathogen resistance in the subterranean rodent Ctenomys talarum (tuco-tucos) are presented, as well as the role of these genes in the context of mate selection. Additionally, evidence is presented for the existence of energy and nutritional costs of different arms of the immune response in this species, as well as the trade-offs established between immune function and other physiological processes, such as reproduction. Finally, the roles of habitat and life history traits in shaping the variation of the immune response in tuco-tucos are discussed, along with the relevance of ecoimmunological studies in wild mammals.

Graphical abstract for the article “La influencia de la variabilidad genética, costos energéticos y compromisos funcionales sobre la capacidad de responder a infecciones en tuco-tucos (Ctenomys talarum)” (Cutrera et al., 2024)

Ecological physiology of mammals in Argentina: a developing and promising field

Facundo Luna, Ana Paula Cutrera, Roxana R. Zenuto

Ecological physiology is a discipline that occurs at the intersection of comparative physiology, ecology and evolution, with emphasis on patterns and processes by which physiological diversity arises and persists in nature. Here, our objective is to review articles on ecological physiology that use mammals from Argentina as study organisms, including studies conducted in both field and laboratory settings over the last 25 years. Variation in physiological responses is considered in relation to changes in ecological conditions, focusing on energetics, ecological endocrinology and ecoimmunology. Of these topics, studies related to energy acquisition and expenditure are the most numerous, with a less substantive body of research available for ecological endocrinology and ecoimmunology due to their their more recent development in Argentina. The number of species studied is limited and most are rodents, likely reflecting the diffculties of monitoring physiological parameters in nature as well as implementing controlled studies in captivity. Understanding the roles of life history, habitat, and phylogeny in shaping the physiological responses of animals to environmental conditions requires additional studies that consider more species from different clades of mammals, and that include data collected over larger geographical and temporal scales. We anticipate that such studies of physiology will substantially expand our knowledge of mammalian biology while also resulting in improved conservation of these animals and a more effective management of South American environments.

Fisiología ecológica de mamíferos en Argentina: un campo en desarrollo y prometedor. La fisiología ecológica es una disciplina que surge de la conjunción entre la fisiología comparada, la ecología y la evolución, centrándose en los patrones y procesos que explican el surgimiento y mantenimiento de la diversidad fisiológica en la naturaleza. En el presente trabajo, nuestro objetivo es realizar una revisión de los artículos del campo de la fisiología ecológica que emplean mamíferos de Argentina como organismos de estudio, incluyendo estudios realizados tanto en el campo como en el laboratorio en los últimos 25 años. La variación en las respuestas fisiológicas es considerada en relación a cambios en las condiciones ecológicas, centrándonos en la energética, la endocrinología ecológica y la ecoinmunología. De estos tres temas, los estudios relacionados con la adquisición y el gasto de energía son los más numerosos, con menor cantidad de trabajos en el área de la endocrinología ecológica y, en especial, en la ecoinmunología, dado el desarrollo más reciente de estas disciplinas en Argentina. El número de especies estudiadas es limitado y la mayoría de ellas son roedores, lo cual probablemente sea el reflejo de las dificultades que representa monitorear parámetros fisiológicos en la naturaleza, así como implementar estudios controlados en cautiverio. Comprender los roles de la historia de vida, el hábitat y la filogenia en dar forma a las respuestas fisiológicas de los animales a las condiciones ambientales requiere estudios adicionales que consideren más especies de diferentes clados de mamíferos y que incluyan datos recolectados en escalas geográficas y temporales más extensas. Al lograr estos objetivos, esperamos un impacto importante en la expansión de nuestro conocimiento científico, la conservación de nuestra fauna local y una gestión ambiental más eficiente.

Fisiologia ecológica de mamíferos na Argentina: um campo em desenvolvimento e promissor. A fisiologia ecológica é uma disciplina que ocorre na interseção da fisiologia comparada, ecologia e evolução, com ênfase em padrões e processos pelos quais a diversidade fisiológica surge e persiste na natureza. Aqui, nosso objetivo é revisar artigos sobre fisiologia ecológica que utilizem mamíferos da Argentina como organismos de estudo, incluindo estudos realizados tanto em campo quanto em laboratório nos últimos 25 anos. A variação nas respostas fisiológicas é considerada em relação às mudanças nas condições ecológicas, com foco em energética, endocrinologia ecológica e ecoimunologia. Desses tópicos, os estudos relacionados à aquisição e gasto de energia são os mais numerosos, com um corpo de pesquisa menos substantivo disponível para endocrinologia ecológica e ecoimunologia, devido ao seu desenvolvimento mais recente na Argentina. O número de espécies estudadas é limitado e a maioria é de roedores, provavelmente refletindo as dificuldades de monitorar os parâmetros fisiológicos da natureza, além de implementar estudos controlados em cativeiro. A compreensão dos papéis da história de vida, habitat e filogenia na formação das respostas fisiológicas dos animais às condições ambientais exige estudos adicionais que considerem mais espécies de diferentes clados de mamíferos e que incluam dados coletados em escalas geográficas e temporais maiores. Prevemos que esses estudos de fisiologia expandirão substancialmente nosso conhecimento da biologia de mamíferos e, ao mesmo tempo, resultarão em melhor conservação desses animais e em um gerenciamento mais eficaz dos ambientes sul-americanos.