Las interacciones de polinización y dispersión de semillas son claves para mantener la diversidad en ecosistemas tropicales. Estas relaciones han sido estudiadas principalmente desde la perspectiva de las plantas, o de la morfología y ecología de los animales que en ellas participan. Sin embargo, un componente poco explorado en estos estudios es la fisiología de los animales, la cual afecta tanto la selección de alimento, como sus patrones de actividad, pudiendo tener efectos dramáticos sobre las interacciones. Dentro del campo de la fisiología digestiva, trabajos realizados en su mayoría con vertebrados nectarívoros, han demostrado que las las características nutricionales del alimento (concentración y composición de nutrientes) tienen grandes efectos sobre el comportamiento y la ecología de los animales. Resultados obtenidos por nuestro grupo de investigación dentro de un proyecto PAPIIT previo (IN226710) ha mostrado que en murciélagos y aves nectarívoras, una disminución en la concentración de azúcar del néctar genera un incremento en el consumo de alimento. Sin embargo, las características digestivas de este importante grupo de polinizadores genera limitantes en la obtención de energía en animales que tienen una menor capacidad digestiva para extraerla. Dichos déficits energéticos tienen un efecto en los patrones de comportamiento de los animales, su selección de alimento, la forma en que se reparten los recursos alimenticios en campo, y su distribución espacial. El objetivo general de este proyecto es determinar como la capacidad digestiva para obtener energía, su plasticidad y su relación con los costos metabólicos se relaciona con patrones ecológicos de selección de alimento, uso de recursos en campo y de estructura de comunidades de aves y murciélagos que se alimentan néctar y fruta, dando especial importancia a los animales frugívoros. Los objetivos particulares del proyecto son: 1) Determinar si la capacidad digestiva para obtener nutrientes como carbohidratos y proteínas es plástica y si esta plasticidad responde tanto a variaciones en la calidad del alimento, como a cambios estacionales en la presencia de recursos; 2) Determinar la plasticidad en el uso de estrategias para ahorro de energía tanto a nivel conductual como en el uso de torpor, y el papel que las limitantes digestivas para obtener energía juegan sobre estas estrategias; 3) Determinar el papel que la capacidad digestiva para obtener energía tiene sobre la selección de alimento por murciélagos frugívoros y su especialización a nivel de dieta en campo; y 4) Determinar el papel que la relación de la capacidad para obtener energía con el gasto metabólico, tiene sobre los patrones de estructuración en una comunidad de colibríes (i.e. dominancia, territorialidad, separación en el uso de recursos e interacciones antagonistas entre especies). Este propuesta de investigación tendrá varias contribuciones importantes para entender como las características de los animales afectan su papel ecológico y los servicios ecosistémicos que estos proveen. La información que generaremos tiene importancia a varios niveles, ofertando nuevos datos tanto de evolución como de fisiología y ecología que pueden ser aplicados al manejo y conservación de interacciones. Consideramos que conocer de forma mecanística como las capacidades de los animales afectan la polinización y la dispersión de semillas es crucial para poder generar modelos sobre los efectos que las alteraciones antrópicas de cambio global afectarán a estas importantes interacciones.

Esta propuesta explora como las características fisiológicas de los animales nectarívoros y frugívoros afectan sus capacidades como polinizadores y dispersores de semillas, y el papel que juegan dentro de sus comunidades ecológicas. Es una continuación de los temas investigados en nuestra propuesta PAPIIT previa (IN226710). En este proyecto exploramos a mayor profundidad algunos de los temas planteados en la propuesta anterior, y expandimos el trabajo de ecofisiología a nivel de interacciones animal-planta y ecología de comunidades. Las interacciones mutualistas de polinización y dispersión de semillas son centrales para el mantenimiento de las comunidades tropicales. En el Neotrópico la diversidad e importancia de los vertebrados que actúan como polinizadores y dispersores de semillas es impresionante. Los vertebrados nectarívoros del Nuevo Mundo pertenecen principalmente a los murciélagos de la familia Phyllostomidae (34 especies) y a los colibríes (familia Trochilidae con cerca de 330 especies), aunque algunas otras aves también son importantes polinizadores (8). Los principales dispersores de semillas también son murciélagos filostómidos y aves, con entre 50 y 90% de las especies de arboles y arbustos de selvas tropicales dependiendo de ellos para mover sus semillas. De este modo, más de 2,000 especies de plantas dependen de vertebrados para su reproducción y dispersión (27, 45). El éxito que los animales nectarívoros y frugívoros tienen como polinizadores y dispersores depende de sus características intrínsecas (morfología, fisiología y comportamiento), y de factores extrínsecos a ellos como las características de las plantas, y las condiciones ambientales que tienen que enfrentar. Aunque el papel de las características de las plantas, y de la morfología y del comportamiento de los animales sobre el éxito de la polinización y la dispersión de semillas se conoce relativamente bien, poco sabemos sobre como la fisiología de los animales afecta su papel dentro de estas relaciones mutualistas. Conocer de forma mecanística como las capacidades de los animales afectan la polinización y la dispersión de semillas es crucial para poder generar modelos sobre los efectos que las alteraciones antrópicas de cambio global afectarán a estas importantes interacciones (107). Nuestro trabajo de investigación ofrece varias contribuciones importantes para entender como las características de los animales afectan su papel ecológico y los servicios ecosistémicos que estos proveen. La información que generaremos tiene importancia a varios niveles, ofertando nuevos datos tanto de evolución como de fisiología y ecología que pueden ser aplicados al manejo y conservación de interacciones. Debido a que la mayor parte de la información asociada a estos temas ha sido desarrollada con animales nectarívoros, la primera contribución de esta propuesta es el generar información sobre animales frugívoros. Nuestros datos permitirán entender las similitudes y diferencias entre animales nectarívoros y frugívoros, y describir desde una visión de biología comparada como dietas nutricionalmente similares (alto contenido de carbohidratos y agua, bajo contenido de proteínas y lípidos), pero estructuralmente diferentes (una dieta acuosa, otra con alto contenido de fibra) generan presión de selección sobre dos grupos de vertebrados (aves y murciélagos). A nivel fisiológico esta propuesta presentará datos novedosos sobre la existencia y funcionamiento de la plasticidad digestiva en vertebrados que consumen néctar y fruta. La plasticidad digestiva ha sido básicamente ignorada en estos grupos (92, 99), a pesar de que puede jugar un papel muy importante para su ecología. Debido a que tanto la disponibilidad como la calidad del néctar y la fruta son muy variables estacionalmente, en esta propuesta exploraremos si los animales que los consumen presentan plasticidad digestiva que les permita compensar parcialmente los cambios nutricionales presentes en su ambiente. Saber si estos organismos cuentan con respuestas de plasticidad digestiva a corto plazo asociadas a cambios en la cantidad de nutrientes presentes en su dieta nos permitirá entender la forma en que puedes responder a cambios en su ambiente como los generados por perturbaciones antrópicas o cambio climático (107). Un segundo nivel de análisis para entender la respuestas ante el cambio en la disponibilidad y calidad de los elementos de la dieta, es entender su interacción con las demandas metabólicas, como las que se generan cuando hay cambios en la temperatura del ambiente. Nuestra propuesta continuará el trabajo previo que hicimos para entender la relación entre calidad de alimento, temperatura ambiental y estrategias de ahorro de energía como el torpor. Nuestro trabajo con torpor tendrá dos contribuciones importantes: 1) entender la interacción entre dos factores ambientales (calidad de la dieta y temperatura ambiental) para activar el torpor, y 2) conocer que tan común es el torpor como estrategia de ahorro de energía en animales tropicales. La tercera contribución de nuestra propuesta es comprender si la capacidad digestiva de los animales frugívoros afecta la forma en estos seleccionan los frutos que consumen en campo. Recientemente encontramos que los animales nectarívoros con capacidades digestivas altas no son selectivos al seleccionar alimento y pueden emplear cualquier fuente de néctar, incluyendo aquellos de baja calidad, mientras que las especies con capacidades digestivas menores, tienden a restringir su dieta a néctares de alta calidad (7). Nuestra propuesta nos permitirá entender si hay mecanismos similares en los murciélagos frugívoros y tratar de ver si están ligados con las estrategias de selección de dieta y manejo de alimento que se han descrito para este grupo. Adicionalmente, al relacionar capacidades digestivas con estrategias de manejo de los frutos, podremos ver si existen una relación entre estos factores y la forma en que los murciélagos afectan las semillas de las plantas que consumen. Esto establecerá una liga, entre digestión, morfología y ecología de la dispersión en murciélagos frugívoros Neotropicales. Finalmente, la última contribución de esta propuesta consiste en ligar capacidad digestiva con estructura de comunidades. Debido a que la capacidad digestiva afecta el comportamiento y la capacidad para generar reservas de energía, esperamos encontrar una relación entre ésta y la forma en que las especies de una comunidad interactúan. Datos previos indican que los miembros de una comunidades de colibríes presentan un uso diferencial de recursos florales debido a sus diferencias para asimilar la energía. Esta información, en conjunto con estudios de fisiología digestiva y metabólica (22, 58, 84, 68, 111), nos sugiere que a nivel de comunidad, la capacidad digestiva de los colibríes puede tener un efecto importante sobre su papel ecológico, y el modo en que las diferentes especies interactúan y compiten por los recursos florales. Esta contribución es novedosa e implica entender como mecanismos endógenos de los animales pueden afectar la estructura de las comunidades.