Efecto de la heterogeneidad térmica ambiental y del grado de melanismo sobre la actividad de la enzima catalasa y la actividad de enzimas metabólicas mitocondriales del eritrocito en Columba livia

Abstract

Las palomas ferales (Columba livia) presentan una gran variación fenotípica en la coloración de su plumaje, fenómeno que se denomina polimorfismo. Esta variabilidad se manifiesta en diversos grados de melanismo, los cuales se asocian con atributos fisiológicos debido al carácter pleiotrópico del sistema de la melanocortina, el cual consiste en una serie de péptidos llamados melanocortinas y sus receptores. Estos últimos son los responsables de diversas funciones como la síntesis de melanina, estimulación de actividad antioxidante, metabolismo y respuesta antiinflamatoria. Adicionalmente, diversos rasgos en especies sinantrópicas pueden resultar afectados por actividades o fenómenos antropogénicos como es el caso de la heterogeneidad térmica en zonas urbanas, conocidas como Islas de Calor Urbanas. Estas islas pueden promover una selección positiva de fenotipos con aptitudes fisiológicas compatibles con la existencia en el entorno urbano, como es la respuesta ante el estrés oxidativo, respuesta antiinflamatoria, homeostasis energética, entre otros. El objetivo de este estudio fue determinar la variación de la capacidad antioxidante en palomas con distintos grados de pigmentación y procedentes de tres contextos térmicos urbanos, mediante la medición de la actividad enzimática de la catalasa y capacidad total antioxidante. Junto a ello, se evaluó la actividad metabólica mitocondrial a través de la actividad de la enzima citocromo-c oxidasa, para así pesquisar una relación con la actividad antioxidante. Los resultados obtenidos indican que tanto el metabolismo mitocondrial en eritrocitos, así como la actividad antioxidante son favorecidos en individuos más uniformes en su coloración. Se concluye que la heterogeneidad térmica urbana incidiría principalmente en la actividad antioxidante de las palomas. Así, la temperatura ambiental se asociaría directamente con mecanismos de defensa antioxidante, donde prevalecen compuestos fenólicos a temperaturas más bajas y la actividad de catalasa en zonas más cálidas. Finalmente, este trabajo provee evidencia del impacto de la heterogeneidad térmica sobre el sistema pleiotrópico de la melanocortina.

Feral pigeons (Columba livia) present a great phenotypic variation in the coloration of their plumage, a phenomenon called polymorphism. This variability is manifested in various degrees of melanism, which are associated with physiological attributes due to the pleiotropic nature of the melanocortin system, which consists of a series of peptides called melanocortins and their receptors. The latter are responsible for various functions such as melanin synthesis, stimulation of antioxidant activity, metabolism and anti-inflammatory response. Additionally, various traits in synanthropic species may be affected by anthropogenic activities or phenomena, such as thermal heterogeneity in urban areas, known as Urban Heat Islands. These islands can promote a positive selection of phenotypes with physiological aptitudes compatible with existence in the urban environment, such as the response to oxidative stress, anti-inflammatory response, energy homeostasis, among others. The objective of this study was to determine the variation of the antioxidant capacity in pigeons with different degrees of pigmentation and from three urban thermal contexts, by measuring the enzymatic activity of catalase and total antioxidant capacity. Along with this, mitochondrial metabolic activity was evaluated through the activity of the cytochrome-c oxidase enzyme, in order to investigate a relationship with antioxidant activity. The results obtained indicate that both mitochondrial metabolism in erythrocytes, as well as antioxidant activity, are favored in more uniform individuals in their coloration. It is concluded that urban thermal heterogeneity would mainly affect the antioxidant activity of pigeons. Thus, environmental temperature would be directly associated with antioxidant defense mechanisms, where phenolic compounds prevail at lower temperatures and catalase activity in warmer areas. Finally, this work provide