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12.15: Evolución y ecología de los anfibios - Biología

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¿Por qué los anfibios tuvieron tanto éxito?

Es posible que no hayan tenido muchos depredadores en la tierra hace 365 millones de años. Teniendo mucha tierra y comida, tenían los recursos para prosperar. Este es un fósil de rana de la época del Eoceno. La columna vertebral y cuatro extremidades son fácilmente identificables.

Evolución de los anfibios

La evidencia fósil muestra que los anfibios evolucionaron hace unos 365 millones de años a partir de un antepasado de pez pulmonado con aletas lobulares. Como los primeros vertebrados terrestres, tuvieron un gran éxito. Algunos de ellos eran mucho más grandes que los anfibios de hoy. Durante más de 100 millones de años, los anfibios siguieron siendo los vertebrados terrestres dominantes. Luego, algunos de ellos se convirtieron en reptiles. Una vez que aparecieron los reptiles, con sus huevos amnióticos, reemplazaron a los anfibios como vertebrados terrestres dominantes.

Ecología de anfibios

Los anfibios se pueden encontrar en hábitats terrestres de agua dulce y húmedos en todo el mundo. El único continente sin anfibios es la Antártida. Los anfibios son especialmente numerosos en lagos y estanques templados y en las selvas tropicales.

Anfibios como presas y depredadores

Los anfibios son una importante fuente de alimento para animales como pájaros, serpientes, mapaches y peces. Los anfibios también son depredadores importantes. Como larvas, se alimentan principalmente de pequeños animales acuáticos como los insectos acuáticos. También pueden alimentarse de algas. Como adultos, los anfibios son completamente carnívoro. Pueden atrapar y comer gusanos, caracoles e insectos, ya que la rana enFigura a continuación está haciendo. A diferencia de otros anfibios, las cecilias son excavadores. Usan la cabeza para cavar en el suelo y se alimentan de lombrices y otros anélidos. Las cecilias se pueden encontrar en suelos húmedos cerca de ríos y arroyos en regiones tropicales.

Depredador de rana. Una rana comiendo su presa insecto.

La amenaza de la extinción de los anfibios

Actualmente, casi un tercio de todas las especies de anfibios se enfrentan a la amenaza de extinción. Las razones incluyen la pérdida de hábitat, la contaminación, el cambio climático y la introducción de especies no autóctonas. La mayoría de estos problemas son el resultado de acciones humanas.

Los anfibios tienen una piel permeable que absorbe fácilmente sustancias del medio ambiente. Esto puede explicar por qué parecen ser especialmente sensibles a la contaminación. El monitoreo de la salud y supervivencia de los anfibios puede ayudar a las personas a detectar la contaminación de manera temprana, antes de que otros organismos se vean afectados.

Resumen

  • Los anfibios evolucionaron hace unos 365 millones de años a partir de un antepasado de peces con aletas lobuladas.
  • Como los primeros vertebrados terrestres, los anfibios tuvieron un gran éxito durante más de 100 millones de años hasta que los reptiles se convirtieron en los vertebrados terrestres dominantes.
  • Los anfibios se encuentran en todo el mundo excepto en la Antártida y Groenlandia.
  • Los anfibios son presas importantes para animales como pájaros, serpientes y mapaches. Son depredadores importantes de insectos, gusanos y otros invertebrados.
  • Hasta un tercio de todas las especies de anfibios están en riesgo de extinción debido a las acciones humanas, como la destrucción del hábitat, el cambio climático y la contaminación.

Revisar

  1. Explique por qué los anfibios pudieron convertirse en los vertebrados terrestres dominantes durante millones de años.
  2. ¿Cuál fue el antepasado de los anfibios?
  3. ¿Por qué los anfibios fueron reemplazados por reptiles como el vertebrado terrestre dominante?

Doscientos millones de años de evolución del tamaño corporal de los anuros en relación con la geografía, la ecología y la historia de la vida.

Molly C. Womack, Departamento de Zoología de Vertebrados, Museo Nacional de Historia Natural, Institución Smithsonian, 1000 Constitution Ave NW, Washington, DC 20560.

Departamento de Zoología de Vertebrados, Museo Nacional de Historia Natural, Institución Smithsonian, Washington, Distrito de Columbia, EE. UU.

Departamento de Herpetología, Academia de Ciencias de California, San Francisco, California, EE. UU.

Departamento de Zoología de Vertebrados, Museo Nacional de Historia Natural, Institución Smithsonian, Washington, Distrito de Columbia, EE. UU.

Departamento de Biología, Universidad Estatal de Utah, Logan, Utah, EE. UU.

Molly C. Womack, Departamento de Zoología de Vertebrados, Museo Nacional de Historia Natural, Institución Smithsonian, 1000 Constitution Ave NW, Washington, DC 20560.

Departamento de Zoología de Vertebrados, Museo Nacional de Historia Natural, Institución Smithsonian, Washington, Distrito de Columbia, EE. UU.

Departamento de Herpetología, Academia de Ciencias de California, San Francisco, California, EE. UU.

Abstracto

Sorprendentemente, se sabe poco acerca de la evolución del tamaño corporal dentro del orden de anfibios más diverso, los anuros (ranas y sapos), a pesar de los efectos conocidos del tamaño corporal en los rasgos fisiológicos, ecológicos y del ciclo de vida de los animales en general. Aquí, examinamos la evolución del tamaño del cuerpo de los anuros entre 2.434 especies con más de 200 millones de años de historia evolutiva compartida. Encontramos cambios evolutivos específicos de clado hacia nuevos óptimos de tamaño corporal junto con numerosas transiciones independientes a tamaños corporales gigantes y en miniatura, a pesar de que los límites superiores del tamaño corporal del anuro permanecen bastante consistentes en todo el registro fósil. Encontramos una correlación débil y positiva entre el tamaño corporal de una especie y la latitud y elevación máximas, incluida la escasez de especies pequeñas en elevaciones más altas y rangos de altitud y latitud más amplios en anuros más grandes. Aunque encontramos diferencias modestas en el tamaño corporal medio de los anuros entre los microhábitats, hubo una gran superposición en el rango de tamaños corporales entre los microhábitats. Finalmente, encontramos que los anuros más grandes son más propensos a consumir presas vertebradas que los anuros más pequeños y que las especies con una fase larvaria de natación libre durante el desarrollo son más grandes en promedio que aquellas en las que el desarrollo de una rana ocurre dentro del huevo. En general, el tamaño corporal de los anuros no se ajusta a los patrones geográficos y ecológicos observados en otros tetrápodos, pero es quizás más notable por la variación en el tamaño corporal dentro de las regiones geográficas, ecologías e historias de vida. Aquí, documentamos esta variación y proponemos clades objetivo para estudios detallados destinados a desenredar cómo y por qué se generó y se mantiene la variación en el tamaño corporal en los anuros.


Revisión 2020

El año pasado nos presentó a todos un nuevo conjunto de desafíos que han traído dificultades y tragedias a muchos. Sin embargo, a pesar de estas dificultades, sí existieron buenas noticias durante 2020, ¡y aquí presentaré algunos de los motivos de celebración que se dieron para los estudiantes graduados de E2G2!

  • ¡Tres nuevos estudiantes graduados comenzaron sus doctorados con nosotros! ¡Maria Castaño, Matthew Lindsay y Xiaomi Liu!
  • Rose Driscoll, una estudiante de doctorado en el Brisson Lab, recibió el GRFP, reconociendo sus grandes habilidades como investigadora y sus contribuciones prometedoras a la ciencia.
  • ¡Emery Logan recibió el premio Edward Peak Curtis por excelencia en la enseñanza como estudiante de posgrado!
  • ¡La Universidad de Rochester fue sede de la segunda Reunión Anual de Genómica Evolutiva de los Grandes Lagos! A pesar de tener que cambiar a una plataforma en línea, ¡la reunión tuvo un gran éxito con muchos presentadores fascinantes!
  • Cuatro estudiantes de doctorado aprobaron sus exámenes de calificación: Rose Driscoll, Lauren Gregory, Jeremy Summers y Nilima Walunjkar.

El 2021 seguramente ofrecerá su propio conjunto de desafíos, ¡pero esperamos que los miembros de nuestra comunidad continúen haciendo grandes cosas!


Publicaciones recientes

Barrow LN, McNew SM, Mitchell N, Galen SC, Lutz HL, Skeen H, Valqui T, Weckstein JD, Witt CC. 2019. Susceptibilidad profundamente conservada en un sistema de múltiples hospedadores y múltiples parásitos. Ecology Letters 22: 987 y ndash998.

Este proyecto fue el resultado de una amplia colaboración entre investigadores del Museo de Biología del Suroeste, el Museo Field y el Centro de Ornitolog & iacutea y Biodiversidad. Analizamos un conjunto diverso huésped-parásito muestreado a lo largo de gradientes de elevación en Perú (¡casi 4.000 aves de 523 especies huésped!) Y mostramos que la susceptibilidad a los parásitos de la malaria aviar está profundamente conservada en toda la filogenia aviar. La filogenia del hospedador fue importante incluso después de tener en cuenta un amplio conjunto de predictores ambientales, temporales y del ciclo de vida de la infección, lo que sugiere que la variación en la susceptibilidad entre los hospedadores está relacionada con aspectos conservados evolutivamente de la defensa del hospedador aviar.

Barrow LN, Allen JM, Huang X, Bensch S, Witt CC. 2019. Captura de secuencia genómica de parásitos hemosporidianos: métodos y perspectivas para un estudio mejorado de la evolución del parásito huésped. Recursos de ecología molecular 19: 400 & ndash410.

Como postdoctorado de la NSF (programa de investigación mediante colecciones biológicas), desarrollé métodos para "capturar" datos genómicos de parásitos de muestras de tejido de aves. Esta técnica permite la secuenciación de cientos de marcadores genéticos de parásitos de aves con una intensidad de parásitos relativamente baja (% de células sanguíneas infectadas o parasitemia). Estos resultados son emocionantes porque las infecciones de bajo nivel son comunes en las poblaciones de aves silvestres, lo que ha dificultado la obtención de secuencias genómicas de estos parásitos. Estos datos a escala del genoma ayudan a resolver las relaciones filogenéticas de los parásitos y pueden mejorar nuestra comprensión de la especiación del parásito, la biogeografía y las asociaciones de huéspedes.


David Gray: ecología del comportamiento, selección sexual, especiación

Profesor y asistente especial del decano
Doctor. Universidad de Nuevo Mexico
correo electrónico: [email protected]
Teléfono: (818) 677-7653
Fax: (818) 677-2034
Oficina: Chaparral Hall 5327
Sitio web

Estudio la evolución del comportamiento de los insectos, principalmente las señales sexuales y sus consecuencias en los grillos. Esto integra necesariamente los campos del comportamiento animal, la genética evolutiva y del comportamiento y la ecología evolutiva. Mi trabajo intenta abordar tanto las causas microevolutivas como las macroevolutivas y las consecuencias de la elección de pareja. Esta investigación tiene componentes tanto de campo como de laboratorio, y utiliza una amplia gama de técnicas desde la genética molecular y cuantitativa hasta enfoques bioacústicos y conductuales.


Flotabilidad, gravedad y movimiento en tierra

El agua es 800 veces más densa y 60 veces más viscosa que el aire (Dejours, 1976, 1988 Tabla 1). Por lo tanto, los animales acuáticos deben hacer frente a una mayor resistencia a la fricción (debido a la viscosidad) y dedicar más trabajo a combatir la inercia (debido a la densidad) en relación con los animales terrestres. Estos factores físicos tienen consecuencias energéticas y mecánicas para el movimiento, que generalmente requiere más esfuerzo en el agua que en el aire (Graham, 2006), afectando actividades como la alimentación, la locomoción y la respiración. En el agua, algunos peces pueden alcanzar una flotabilidad neutra usando una vejiga natatoria llena de gas flotando, minimizan el gasto de energía en reposo (McNeill Alexander, 1993) (aunque muchos peces anfibios marinos pequeños carecen de vejigas natatorias Martin, 2015). Una vez que un pez emerge, la falta de flotabilidad y el aumento de la gravedad aparente comprimirían los tejidos. Por lo tanto, los animales terrestres y anfibios tienden a tener sistemas musculoesqueléticos más robustos (Ashley-Ross et al., 2013).

Propiedades del agua y el aire y las consecuencias fisiológicas.

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Los peces anfibios han adoptado una amplia gama de estrategias de movimiento terrestre a pesar de que carecen de apéndices y, en general, tienen formas corporales mucho más adecuadas para nadar (por ejemplo, Harris, 1960 Ellerby et al., 2001 Swanson y Gibb, 2004 Sayer, 2005 Gibb et al., 2011 Ashley -Ross et al., 2013 Pronko et al., 2013 Close et al., 2014 Pace y Gibb, 2014 Standen et al., 2014 Bressman et al., 2015 Flammang et al., 2016). Una estrategia es confiar en adaptaciones fijas que comprometen el movimiento en el aire y el agua. Esto se ve en los saltadores del barro, que hacen incursiones cortas pero frecuentes en la tierra (Harris, 1960). Otra estrategia es expresar el comportamiento y la morfología de la locomotora plástica. Si los peces anfibios se sumergen durante días o semanas, ¿el sistema musculoesquelético se vuelve más fuerte en respuesta al aumento de la gravedad aparente? ¿El ejercicio terrestre en peces (p. Ej., Saltadores de barro en una cinta de correr Jew et al., 2013) produce el mismo efecto de entrenamiento que el observado con la natación (McClelland, 2012)? ¿Necesitan los peces equilibrar las compensaciones al ajustar el rendimiento locomotor para la locomoción acuática frente a la terrestre y, de ser así, cómo influyen los tiempos de retraso en la inducción y reversión de estas respuestas en el alcance de la plasticidad en peces con diferentes hábitos anfibios (Fig.2) ?

Las compensaciones entre expresar rasgos intermedios plásticos o no plásticos cuando los peces anfibios se mueven de un hábitat acuático a uno terrestre. La teoría predice que las respuestas fenotípicamente plásticas a un cambio ambiental (por ejemplo, pasar del agua a la tierra) evolucionarán cuando el cambio ambiental sea más prolongado que el tiempo requerido para las alteraciones fisiológicas, bioquímicas y / o morfológicas (Padilla y Adolph, 1996 Alpert y Simms , 2002 Gabriel et al., 2005 Stomp et al., 2008). Las respuestas plásticas brindan una adaptación más óptima al nuevo entorno, a pesar de los altos costos energéticos incurridos para producir y mantener el fenotipo. Alternativamente, se seleccionarán fenotipos intermedios que pueden ser menos óptimos en un entorno particular, pero que funcionan lo suficientemente bien en todos los entornos, en situaciones en las que hay cambios ambientales frecuentes o rápidos. Consulte "Plasticidad: costos y límites", a continuación, para obtener más detalles.

Las compensaciones entre expresar rasgos intermedios plásticos o no plásticos cuando los peces anfibios se mueven de un hábitat acuático a uno terrestre. La teoría predice que las respuestas fenotípicamente plásticas a un cambio ambiental (por ejemplo, pasar del agua a la tierra) evolucionarán cuando el cambio ambiental sea más prolongado que el tiempo requerido para las alteraciones fisiológicas, bioquímicas y / o morfológicas (Padilla y Adolph, 1996 Alpert y Simms , 2002 Gabriel et al., 2005 Stomp et al., 2008). Las respuestas plásticas brindan una adaptación más óptima al nuevo entorno, a pesar de los altos costos energéticos incurridos para producir y mantener el fenotipo. Alternativamente, se seleccionarán fenotipos intermedios que pueden ser menos óptimos en un entorno particular, pero que funcionan lo suficientemente bien en todos los entornos, en situaciones en las que hay cambios ambientales frecuentes o rápidos. Consulte "Plasticidad: costos y límites", a continuación, para obtener más detalles.

Aunque actualmente no podemos responder a muchas de estas preguntas, recientemente descubrimos una plasticidad reversible en la función locomotora en el rivulus del manglar. Kryptolebias marmoratus. El rendimiento de los saltos en tierra mejoró drásticamente en los peces aclimatados al aire que tenían niveles más bajos de lactato y un área de sección transversal de los músculos aeróbicos aumentada en comparación con los peces de control mantenidos en el agua (E. Brunt, A.J.T., G. R. Scott y P.A.W., presentado). Se desconoce el estímulo para estos cambios, pero es probable que esté parcialmente asociado con el aumento de la gravedad aparente, ya que K. marmoratus están inactivos en tierra, lo que debería minimizar cualquier efecto de entrenamiento. Es necesario seguir trabajando para comprender cómo la plasticidad reversible en el comportamiento locomotor y la morfología en los peces anfibios que se sumergen durante períodos prolongados puede conducir a mejoras funcionales en la tierra y si los mecanismos se conservan entre las especies.

Algunos peces anfibios modifican la locomoción terrestre si se crían fuera del agua durante meses. Por ejemplo, cuando los juveniles de Senegal bichir (Polypterus senegalus) estuvieron expuestos a un hábitat terrestre húmedo durante 8 meses, desarrollaron huesos de clavícula y cleitrum de formas diferentes. Estos cambios proporcionaron más espacio para que las aletas pectorales se movieran en comparación con las cohortes criadas en el agua, lo que explica en parte su locomoción más eficiente en tierra (Standen et al., 2014). Parecía no haber compensaciones con respecto a la locomoción acuática, los bichires levantados en el aire nadaron igual de bien. El examen del registro fósil reveló que esta plasticidad del desarrollo en bichir fue paralela a los cambios macroevolutivos aparentes en los primeros tetrápodos (Standen et al., 2014). Estos hallazgos plantean preguntas intrigantes sobre cómo las respuestas plásticas similares en los peces anfibios antiguos podrían haber jugado un papel en la evolución de las características locomotoras fijas en los tetrápodos (ver "Plasticidad del desarrollo", más adelante).


4. DISCUSIÓN

4.1 Evento de depredación y retirada

Reportamos un evento de depredación de araña Damastes sp. comiendo una rana pequeña Heterixalus andrakata. Además, observamos a tres individuos de la misma especie de araña sentados en retiros hechos por hojas verdes adheridas al tallo del árbol. Los retiros generalmente muestran la misma forma. Dos hojas fueron tejidas con seda de araña en el ápice, los bordes y las hojas abiertas en la base de las hojas parecen permitir la entrada de presas que trepan por el tallo del árbol. Las arañas no parecen tener preferencia por una sola especie de árbol y la altura desde el suelo también parece variable a partir de esas observaciones.

Las arañas son el grupo de invertebrados más citado que se alimenta de vertebrados (Barej et al., 2009). Sin embargo, la mayoría de los informes de depredación de anfibios por invertebrados provienen del Neotrópico. Se han publicado pocos eventos de depredación de anuros afrotropicales por invertebrados (Babangenge et al., 2019). Los informes de África son de Tanzania y Uganda, donde las arañas pesqueras se alimentan de renacuajos (Vonesh, 2005), de Sudáfrica, donde los cangrejos depredan a los anfibios, y de Camerún, donde las arañas errantes se alimentan de ranas arborícolas (Barej et al., 2009) . Si este sesgo geográfico con respecto a la depredación de anfibios por invertebrados refleja realmente una diferencia en la frecuencia de tal comportamiento o si el sesgo se debe a que se están realizando más investigaciones en el Neotrópico (Martin et al., 2012012 Meyer et al., 2015) permanece, sin embargo, no está claro. Nuestra observación es, que sepamos, el segundo informe de depredación de arañas en vertebrados de Madagascar después de Glos (2003), que informa sobre arañas (Pisauridae) que se alimentan de ranas (Heterixalus tricolor) en los tallos de juncos dentro de un estanque en el bosque seco de Kirindy.

4.2 Características de Damastes sp. arañas y Heterixalus sp. ranas

El genero Damastes se incluye en la familia Sparassidae, un grupo que se denomina “arañas cazadoras” (Rayor, 2018) y se encuentra en todo el mundo (Jäger, 2012). La mayoría de las arañas cazadoras no construyen telarañas para capturar a sus presas (Rayor, 2018). En cambio, algunos de ellos son conocidos por su hábito de correr y cazar. Pero, el genero Damastes es una excepción, ya que los miembros del género suelen utilizar un enfoque de sentarse y esperar (Soutinho et al., 2018). Sin embargo, se han encontrado algunos Sparassidae en su propio nido de seda que está sujeto con escombros, dejando hojas o tallos completamente rodeados de seda (Jackson, 1987). Además, la mayoría de las especies de la familia Sparassidae son nocturnas (Rayor, 2018).

El genero Heterixalus es predominantemente arbórea y típicamente ocurre en áreas abiertas dentro del paisaje dominado por humanos (Blommers-Schlösser, 1982 Raharivololoniaina et al., 2003). Las especies H. andrakata se distribuye en el norte y noreste de Madagascar (Glaw & Vences, 2007). Durante nuestra encuesta ecológica, encontramos H. andrakata estar mayormente activo por la noche, pero registró alguna actividad durante el día en los agroforestales. Sin embargo, la especie normalmente se esconde durante el día entre las hojas, posiblemente para evitar la deshidratación.

4.3 Especulación sobre el posible comportamiento de captura sistemática

Los informes anteriores de arañas que se alimentan de anfibios apuntan a un comportamiento oportunista y no proporcionan evidencia de especialización. Según nuestro informe, especulamos que las arañas usan trampas específicas para atacar a los anfibios. Basamos esta especulación en varias series de evidencia. Primero, algunos informes describen los refugios de arañas utilizados por las arañas como protección contra los depredadores (Henschel y Jocqué, 1994 Nentwig y Heimer, 1987 Stradling, 1994 Thirunavukarasu et al., 1996). Sin embargo, estos retiros también pueden modificarse para que sirvan de trampa (Nentwig y Heimer, 1987). En segundo lugar, el comportamiento se observó de forma independiente en cuatro individuos de araña en cuatro sitios diferentes, lo que sugiere que el edificio del retiro es realizado con frecuencia por Damastes sp. en el noreste de Madagascar. En tercer lugar, un factor clave que facilita el comportamiento de captura de Damastes sp. tal vez eso Heterixalus andrakata y posiblemente también otras ranas arbóreas intentan esconderse de la luz solar durante el día para evitar la deshidratación (Rodel & Braun, 1999). Cuando las temperaturas suben, las ranas buscan sombra y refugio lejos del suelo, que las arañas proporcionan en forma de refugio. Las ranas pueden favorecer las trampas aparentemente protegidas en un intento de esconderse de otros depredadores como las aves que escanean la vegetación en busca de presas. Basándonos en estas series de evidencia, especulamos que los anfibios pueden no solo ser una presa oportunista, indiscriminada o accidental, sino más bien una fuente de alimento selectiva y explotada sistemáticamente. Damastes sp. arañas

No obstante, se requieren más investigaciones para confirmar esto, especialmente, ya que solo informamos una sola observación de la araña alimentándose de la rana. Además, es más probable que presas grandes como la rana capten la atención de un observador, lo que representa el riesgo de ser sobreinterpretadas.


Presentaciones

  • Collins, J. P. Agendas de investigación en los aspectos sociales de la biología sintética. Taller de Agendas de Investigación en los Aspectos Sociales de la Biología Sintética. Consortium for Science Po (noviembre de 2014).
  • Collins, J. P. Reforma de la investigación biomédica. Foro de reforma de la investigación biomédica. Instituto Médico Howard Hughes (octubre de 2014).
  • Collins, J. P. Estudiar la vida en una edad de oro: oportunidades, desafíos y responsabilidades. Conferenciante plenaria distinguida del HHMI, Simposio de investigación de pregrado, Universidad de Delaware (agosto de 2014).
  • Collins, J. P. De la biología a las ciencias biológicas: tres historias sobre el cambio y la necesidad de liderazgo. 2014 Orientación para profesores del HHMI, Instituto Médico Howard Hughes (julio de 2014).
  • Collins, J. P. La educación de pregrado en biología a principios del siglo XXI: construyendo el argumento a favor del liderazgo. Reunión de síntesis de desarrollo de liderazgo docente del Instituto Americano de Ciencias Biológicas STEM, How (abril de 2014).
  • Collins, J. P. Talleres sobre "Creación de una agenda de investigación para las implicaciones ecológicas de la biología sintética". Taller sobre biología sintética, Boston, MA (enero de 2014).
  • Collins, J. P. Talleres sobre "Creación de una agenda de investigación para las implicaciones ecológicas de la biología sintética". Taller sobre biología sintética, Berkeley, CA (enero de 2014).
  • Collins, J. P. Educación científica de pregrado a principios del siglo XXI: no se necesitan milagros, pero sí líderes. Cumbre sobre el futuro de la educación universitaria en geociencias, Universidad de Texas, Austin, Texas (enero de 2014).
  • Collins, J.P. Comentarista invitado sobre "Ambientes en caja-Cristalería y el auge del pensamiento ecológico". Reunión anual de la Sociedad de Historia de la Ciencia, Boston, MA (diciembre de 2013).
  • Collins, J.P. Comentarista invitado, Sesión sobre "Organismos en entornos cambiantes: conceptos y contextos de adaptabilidad en las ciencias vegetales del siglo XX". Reunión anual de la Sociedad de Historia de la Ciencia, Boston, MA (diciembre de 2013).
  • Collins, J.P. La biología está cambiando: oportunidades, transformaciones y desafíos. Consejo del Instituto Americano de Ciencias Biológicas, Reunión sobre liderazgo en biología, Washington, DC (diciembre de 2013).
  • Collins, J.P. Reunión de alcance sobre "Arquitectura propicia para la próxima generación de investigación en ciencias de la vida". Academia Nacional de Ciencias, Junta de Ciencias de la Vida (octubre de 2013).
  • Collins, J.P. Una biología, una ciencia: llenar los espacios en blanco entre disciplinas. Orador principal de la Tercera Conferencia Científica Bienal de la Región Occidental de la IDeA, Honolulu, HI (2013) (octubre de 2013).
  • Collins, J.P. Educación universitaria en biología a principios del siglo XXI: no se necesitan milagros, pero sí líderes. Visión y cambio en la educación de pregrado en biología II (agosto de 2013).
  • Collins, J.P. Extinction in Our Times: Global Amphibian Decline. Universidad de Georgetown (abril de 2013).
  • Collins, J.P. Historia y descripción general de la quitridiomicosis. Centro Nacional de Análisis y Síntesis Ecológicos, Taller sobre "Patógeno fúngico" (marzo de 2013).
  • Collins, J.P. La evolución de la biología y la Universidad de investigación del siglo XXI. Consejo de Investigación de la Universidad Estatal de Nueva York (SUNY), Fundación de Investigación para SUNY, SUNY Global (diciembre de 2012).
  • Collins, J.P. Extinction in Our Times. Declive global de anfibios. Conferencia de St. Olaf College (octubre de 2012).
  • Collins, J.P. Resolución creativa de problemas desde una perspectiva interdisciplinaria. Coloquio sobre innovación en las artes liberales en S. Olaf College (octubre de 2012).
  • Collins, J.P. Los programas interdisciplinarios están remodelando el papel de la biología en la educación científica. Reunión de directores de programas y profesores del Instituto Médico Howard Hughes (octubre de 2012).
  • Collins, J.P. Desafíos de liderazgo en múltiples niveles: Innovar en medio de la excelencia. Reunión inaugural de becarios de NSF / HHMI / NIH Partnerships in Undergraduate Life Science Education (PULSE), (octubre de 2012).
  • Collins, J.P. y B.A. Minteer. Ética ecológica y especies invasoras en una época de cambio global. 7mo Congreso Mundial de Herpetología, Vancouver, Canadá (agosto de 2012).
  • Langhammer, P.F., P.A. Burrowes, A.B. Bryant, K.R. Lips y J.P. Collins. La quitridiomicosis en una rana de desarrollo directo: susceptibilidad ontogenética, transmisión de patógenos e impactos a nivel de población del hongo quítrido en Eleutherodactylus coqui. 7mo Congreso Mundial de Herpetología, Vancouver, Canadá (agosto de 2012).
  • Collins, J.P. Sobre los criterios de mérito de la NSF para la investigación transformadora. "¿Por qué queremos que la ciencia sea revolucionaria y deberíamos hacerlo?" Historia del Laboratorio de Biología Marina an (julio de 2012).
  • Collins, J. P. Los programas interdisciplinarios están remodelando el papel de la biología en la educación científica. 26º Taller anual de verano del Consorcio Curricular BioQUEST sobre "Marcar la diferencia con los datos", Gouch (junio de 2012).
  • Collins, J.P. Los programas interdisciplinarios están remodelando el papel de la introducción a la biología en la educación científica. "Conferencia de verano del proyecto de introducción a la biología", Asociación Estadounidense para el Avance de la Ciencia (junio de 2012).
  • Collins, J.P. Uniendo el ideal y el sentido político de la investigación transformadora. Taller sobre "Investigación potencialmente transformadora: implicaciones sociales y éticas", National Science (marzo de 2012).
  • Collins, J.P. Una biología, una ciencia: una visión para el siglo XXI. Conferencia Phi Beta Kappa Lifto Amundson, Universidad de Dakota del Sur (marzo de 2012).
  • Collins, J.P. Las implicaciones de las transformaciones en la práctica científica. Reunión anual de la Asociación Estadounidense para el Avance de la Ciencia (febrero de 2012).
  • Collins, J.P. Las implicaciones de las transformaciones en la práctica científica. Simposio de la Asociación Estadounidense para el Avance de la Ciencia sobre "Colaboración interdisciplinaria: I (febrero de 2012).
  • Collins, J.P. Aprendizaje y descubrimiento en una era de cambio. Conferencia sobre educación y evaluación de la Asociación Estadounidense de Colegios y Universidades: "Leaning and" (febrero de 2012).
  • Hyman, O.J. y J.P. Collins. Etapa de vida y variación estacional en la prevalencia de Batrachochytrium dendrobatidis en ranas coro boreales. Investigación actual sobre la herpetofauna del desierto de Sonora V (noviembre de 2011).
  • Hyman, O.J. y J.P. Collins. El papel del medio ambiente en la pérdida de infecciones por quitridio (Bd) en las ranas coro de Arizona. Wildlife Society, Hawaii (noviembre de 2011).
  • Collins, J. P. Comentarios introductorios y finales sobre "Cambiar a los seres humanos en un entorno cambiante", Asociación Nacional de Profesores de Biología. Simposio del Instituto Americano de Ciencias Biológicas y del Centro Nacional de Síntesis Evolutiva (octubre de 2011).
  • Collins, J.P. Una biología, una ciencia: una visión para el siglo XXI. Discurso del presidente en el simposio de ciencias, Bowdoin College (octubre de 2011).
  • Collins, J.P. Extinction in our times: Global amphibian declive. Orador invitado, Cornerstones of Science Lectures, Curtis Memorial Library, Brunswick, Maine (octubre de 2011).
  • Hyman, O.J. y J.P. Collins. Batrachochytrium dendrobatidis en ranas coro boreales: Etapa de vida y variación estacional en la prevalencia de un patógeno endémico. Reunión anual de la Ecological Society of America, Austin, TX (agosto de 2011).
  • Collins, J.P. Selección natural y teoría ecológica. 25º Taller de Altenberg en Biología Teórica (julio de 2011).
  • Collins, J.P. Abriendo nuevos horizontes para la biología a gran escala: The National Ecological Observatory Network o NEON. Sociedad Estadounidense de Historia Ambiental (abril de 2011).
  • Collins, J.P. Los programas interdisciplinarios están remodelando el papel de la biología en la educación científica. Foro sobre "Investigación en educación en Biología" Instituto de Res. en matemáticas y ciencia Educ, MSU (abril de 2011).
  • Collins, J.P. Extinction in our times. Disminución global de anfibios. Reunión de la red de evaluación y seguimiento de la ecología tropical, Dar es Salaam (abril de 2011).
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  • Collins, James. What does it mean to be an educated member of the science, technology, engineering, and math workforce in the 21st century?. President's Office
  • Collins, James. Quality Education for Minorities Network Workshops
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  • Collins, James. Issues related to Biology Directorate programs. NSF
  • Collins, James. Scientific assessments as upstarts in ecology: ethical considerations for ecologists. Annual Meeting, Ecological Society of America
  • Collins, James, Minteer, Ben. Ecological ethics: examining the neglected ethical context of ecological decision-making. Annual Meeting, Ecological Society of America
  • Collins, James. Amphibian metamorphosis: 30 years of progress. Annual meeting of the American Society of Ichthyologists and Herpetologists
  • Collins, James. Biology and Society programs: Preparing students for biology in social context. Biannual meeting of the International Society for the History, Philosophy, and Social Studies of Bio
  • Collins, James. Education and broader impacts. Development of a national systematics infrastructure: A virtual instrument for the 21st
  • Collins, James. Education and broader impacts. New York Botanical Garden workshop on "Development of a national systematics infrastructure: A virtual instrument for the 21st century"
  • Collins, James. Evolutionary ecology of a model salamander-virus system. Annual meeting of the American Society of Ichthyologists and Herpetologists
  • Collins, James. Evolutionary ecology of a model salamander-virus system. Annual meeting of the Research and Analysis Network for Neotropical Amphibians
  • Collins, James. From metamorphosis to eco-devo. Annual meeting of the American Society of Ichthyologists and Herpetologists
  • Collins, James. Human dimensions of ecology. Biannual meeting of the International Society for the History, Philosophy, and Social Studies of Bio
  • Collins, James. Population-level differences in susceptibility to lethal ranaviruses in two Canadian tiger salamande. Annual meeting of the Southwestern United States working group of the Declining Amphibian Population
  • Collins, James. Susceptibility of salamanders and frogs to chytrid infections. Annual meeting of the Southwestern United States working group of the Declining Amphibian Population
  • Collins, James. The ecology of a tiger salamander ranavirus. Annual meeting of the Southwestern United States working group of the Declining Amphibian Population
  • Collins, James. The importance of a complex life history in the long-term persistence of a lethal virus in seasonall. Ecological Society of America
  • Collins, James. Variation in ranavirus strains in western North America. Annual meeting of the Southwestern United States working group of the Declining Amphibian Population
  • Collins, James. W.L. Minckley: Scholar, mentor, friend. Annual meeting, Desert Fishes Council
  • Collins, James, Whitmer, Ali. Biology and Society programs: Preparing students for biology in social context. Biannual meeting of the International Society for the History, Philosophy, and Social Studies of Science
  • Allison, L, Collins, James, Averill-Murray, R. Proportion area occupied: Using historical data for an endangered tiger salamander to design an effective monitoring strategy. Ecological Society of America
  • Brunner, J, Collins, James. Replication rates, virulence, and virus by host interactions in tiger salamander ranaviruses. Ecological Society of America
  • Collins, James.
  • Collins, James. Closing comments. Gordon Conference on "Science and technology policy: Who wins, who loses, who cares?"
  • Collins, James. Creating interdisciplinary programs in the Biology Department at ASU. Arizona State University Department of Physics and Astronomy retreat
  • Collins, James. Forecasting changes in amphibian biodiversity: aiming at a moving target. The Royal Society meeting on Beyond extinction rates: monitoring wild nature for the 2010 target
  • Collins, James. Perspectives on education and training: Creating a new generation of interdisciplinary researchers. U.S. National Academies of Sciences Convocation on Facilitating Interdisciplinary Research
  • Collins, James. Science and technology policy: Who wins, who loses, who cares?. Gordon Conference
  • Collins, James. Studying pathogens and global amphibian declines by integrating research projects, programs, and networks. Washington State University/University of Idaho
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  • Schock, D, Bollinger, T, Collins, James. Large-scale differences in disease susceptibility among populations of tiger salamanders in Saskatchewan and Manitoba. 9th Annual Meeting of The Canadian Amphibian & Reptile Conservation Network
  • Schock, D, Bollinger, T, Collins, James. Large-scale differences in disease susceptibility in an anphibian-virus system. Ecological Society of America
  • Schock, D, Chinchar, V, Bollinger, T, Collins, James. Saskatchewan ranaviruses cause mortality & sub-lethal infections in multiple amphibian species. 9th Annual Meeting of The Canadian Amphibian & Reptile Conservation Network
  • Collins, James. What is integrative biology at the start of the 21st century?. Annual meeting, Society for Integrative and Comparative Biology
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  • Collins, James. Life Sciences Symposium on "Reorganization of life science instruction and research"
  • Collins, James. Partners in Amphibian and Reptile Conservation research symposium, Ann. Meet. Amer. Soc. Ichthyologists and Herpetologists
  • Collins, James. Thomas S. Hall Lecture
  • Collins, James. Amphibian declines: untangling the complexity. American Association for the Advancement of Science (AAAS)
  • Collins, James. Amphibian Declines: Untangling the complexity. Annual Meeting, American Association for the Advancement of Science
  • Collins, James. Host-pathogen biology and amphibian declines. American Society of Ichthyologists and Herpetologists
  • Collins, James. Host-pathogen biology and the global decline of amphibians: NSF's role. Annual meeting of the Southwestern United States working group of the Declining Amphibian Populations Task Force
  • Collins, James, Harvey, E. Conspecific environment and life history variation in Ambystoma tigrinum nebulosum. American Society of Ichthyologists and Herpetologists
  • Collins, James, Jancovich, J, Davidson, E, Chinchar, V. The current status of salamander ranaviruses in Western North America. National Heritage Trust (Australia) conference on amphibian diseases
  • Collins, James, Storfer, A. The Complexity of Amphibian Declines: A Case Study. Annual Meeting, American Association for the Advancement of Science
  • Davidson, E, Pessier, A, Longcore, J, Parris, M, Jancovich, J, Brunner, J, Schock, D, Collins, James. Chytridiomycosis in Arizona (USA) tiger salamanders. National Heritage Trust (Australia) conference on amphibian diseases
  • Jancovich, J, Davidson, E, Collins, J, Collins, James. Molecular biology of North American ranaviruses. XIIIth International Poxvirus and Iridovirus Symposium
  • Brunner, J, Schock, D, Collins, James, Davidson, E. Differential susceptibility of larval and metamorphosed tiger salamanders to a lethal virus. Joint annual meetings Herpetologists' League and Society for the Study of Amphibians and Reptiles
  • Collins, James. The Southwest and Rocky Mountain (SWARM) region of the American Association for the Advancement of Science (AAAS) annual meeting
  • Collins, James. Declining amphibian populations of California and Nevada: Causes and solutions. Western Section of The Wildlife Society
  • Collins, James. Planning for this century: The first Transect seminar.
  • Collins, James. The great amphibian die-off: Why?. The Council for the Advancement of Science Writing, a national association of science writers, editors, and broadcasters
  • Davidson, E, Jancovich, J, Collins, James. Iridovirus disease in salamanders. American Fisheries Society
  • Jancovich, J, Davidson, E, Collins, James, Parameswaren, N, Jacobs, B. Molecular biology of ranaviruses isolated from Arizona salamanders. 20th Annual Meeting American Society for Virology

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My primary research interest is the study and evaluation of evolutionary processes and we work mostly on reptile and frog systems because they are the animals I know the most about. My research interests and those of the group are quite broad. We 'concentrate' on four main research areas: molecular phylogenetics at all scales, comparative evolutionary biology, behavioural and molecular ecology, and natural history and conservation biology. Of course there is overlap between these research themes, particularly in some of the molecular methods used to tackle questions. What we do in each of these areas are described on my lab web site and have a look through our publications to get a better feel for what my group does.

For more information on our lab you can go to these links:

Visiting Fellow

PhD Students

  • Yu-Ying Luo
  • Siwanon Paphatmethin
  • Carlos Pavon Vazquez
  • Sarin (Putter) Tiatragul

Postdoctoral Fellows

  • Ian Brennan
  • Damien Esquerre
  • Mitzy Pepper
  • Ben Scheele

Divisional Visitors

  • Hannah Gerke
  • Geoffrey Kay
  • Maxine Piggott
  • Danswell Starrs

Group Leader


Modern Amphibians

Amphibians can be divided into three groups: Urodela (salamanders), Anura (frogs), and Apoda (caecilians).

Objetivos de aprendizaje

Differentiate among the orders of amphibians

Conclusiones clave

Puntos clave

  • Adult salamanders usually have four limbs and a tail, moving by lateral undulation in a fish-like manner while “walking” their arms and legs forward and back.
  • The majority of salamanders are lungless respiration occurs through the skin or through external gills some terrestrial salamanders have primitive lungs a few species have both lungs and gills.
  • Salamanders utilize internal fertilization after males transfer sperm to the eggs via the spermatophore there is a prolonged egg phase metamorphosis occurs before hatching.
  • Caecilians are blind, limbless vertebrates that resemble earthworms and are adapted for a soil-burrowing or an aquatic lifestyle.
  • Adult frogs use their hind legs to jump they fertilize externally, laying their shell-less eggs in moist environments.
  • Tadpoles (the larval stage of a frog) have gills, a lateral line system, long-finned tails, and lack limbs when tadpoles become adults, gills, tails, and the lateral line disappear, while an eardrum and lungs develop.

Términos clave

  • lateral undulation: movement by bending the body from side to side
  • espermatóforo: a capsule or mass created by males, containing sperm and transferred in entirety to the female during fertilization
  • metamorfosis: a change in the form and often habits of an animal after the embryonic stage during normal development

Modern Amphibians

Amphibia comprises an estimated 6,770 extant species that inhabit tropical and temperate regions around the world. Amphibians can be divided into three clades: Urodela (“tailed-ones”), the salamanders Anura (“tail-less ones”), the frogs and Apoda (“legless ones”), the caecilians.

Salamandras: Most salamanders have legs and a tail, but respiration varies among species.

Urodela: Salamanders

Salamanders are amphibians that belong to the order Urodela. Living salamanders include approximately 620 species, some of which are aquatic, other terrestrial, and some that live on land only as adults. Adult salamanders usually have a generalized tetrapod body plan with four limbs and a tail. They move by bending their bodies from side to side, called lateral undulation, in a fish-like manner while “walking” their arms and legs back and forth. It is thought that their gait is similar to that used by early tetrapods. Respiration differs among the species. The majority of salamanders are lungless, with respiration occurring through the skin or through external gills. Some terrestrial salamanders have primitive lungs a few species have both gills and lungs.

Unlike frogs, virtually all salamanders rely on internal fertilization of the eggs. The only male amphibians that possess copulatory structures are the caecilians, so fertilization among salamanders typically involves an elaborate and often prolonged courtship. Such a courtship allows the successful transfer of sperm from male to female via a spermatophore. Development in many of the most highly-evolved salamanders, which are fully terrestrial, occurs during a prolonged egg stage, with the eggs guarded by the mother. During this time, the gilled larval stage is found only within the egg capsule, with the gills being resorbed, and metamorphosis being completed, before hatching. Hatchlings resemble tiny adults.

Frogs: The Australian green tree frog is a nocturnal predator that lives in the canopies of trees near a water source.

Anura: Frogs

Frogs are amphibians that belong to the order Anura. Anurans are among the most diverse groups of vertebrates, with approximately 5,965 species occurring on all of the continents except Antarctica. Anurans have a body plan that is more specialized for movement. Adult frogs use their hind limbs to jump on land. Frogs have a number of modifications that allow them to avoid predators, including skin that acts as camouflage. Many species of frogs and salamanders also release defensive chemicals that are poisonous to predators from glands in the skin.

Frog metamorphosis: A juvenile frog metamorphoses into a frog. Here, the frog has started to develop limbs, but its tadpole tail is still evident.

Frog eggs are fertilized externally. As with other amphibians, frogs generally lay their eggs in moist environments. This is required as eggs lack a shell and will dehydrate quickly in dry environments. Frogs demonstrate a great diversity of parental behaviors: some species lay many eggs and exhibit little parental care other species carry eggs and tadpoles on their hind legs or backs. The life cycle of frogs, as with other amphibians, consists of two distinct stages: 1) the larval stage followed by 2) metamorphosis to an adult stage. The larval stage of a frog, the tadpole, is often a filter-feeding herbivore. Tadpoles usually have gills, a lateral line system, long-finned tails, and lack limbs. At the end of the tadpole stage, frogs undergo metamorphosis into the adult form. During this stage, the gills, tail, and lateral line system disappear, and four limbs develop. The jaws become larger and are suited for carnivorous feeding, while the digestive system transforms into the typical short gut of a predator. An eardrum and air-breathing lungs also develop. These changes during metamorphosis allow the larvae to move onto land in the adult stage.

Apoda: Caecilians

An estimated 185 species comprise caecilians, a group of amphibians that belong to the order Apoda. Although they are vertebrates, a complete lack of limbs leads to their resemblance to earthworms in appearance. They are adapted for a soil-burrowing or aquatic lifestyle they are nearly blind. These animals are found in the tropics of South America, Africa, and Southern Asia. They have vestigial limbs which is evidence that they evolved from a legged ancestor.


Ver el vídeo: Biología 1º. Anfibios y reptiles (Julio 2022).


Comentarios:

  1. Groran

    Considero, que estás equivocado. Lo sugiero para discutir. Escríbeme por PM, hablamos.

  2. Kazishura

    ¡Gracias! ¡¡¡¡¡¡¡¡¡¡¡¡¡¡¡¡¡¡¡¡¡¡¡¡¡¡¡¡¡¡¡¡¡¡Es ¡¡

  3. Bayley

    Le sugiero que visite un sitio en el que hay mucha información sobre esta pregunta.



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