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Physiological Tolerance to Extreme Stressors in Sea Turtles: An Integrative Investigation of Reproductive Costs in Synchronized Nesting and Cellular Adaptations to Hypoxia : Tolerancia fisiologica a factores de estres extremos en tortugas marinas: Una investigacion integrativa sobre los costos rep
Physiological Tolerance to Extreme Stressors in Sea Turtles: An Integrative Investigation of Reproductive Costs in Synchronized Nesting and Cellular Adaptations to Hypoxia : Tolerancia fisiologica a factores de estres extremos en tortugas marinas: Una investigacion integrativa sobre los costos rep
상세정보
- 자료유형
- 학위논문 서양
- 최종처리일시
- 20260202105002
- ISBN
- 9798293893096
- DDC
- 612
- 서명/저자
- Physiological Tolerance to Extreme Stressors in Sea Turtles: An Integrative Investigation of Reproductive Costs in Synchronized Nesting and Cellular Adaptations to Hypoxia : Tolerancia fisiologica a factores de estres extremos en tortugas marinas: Una investigacion integrativa sobre los costos reproductivos de las arribadas y las adaptaciones celulares a la hipoxia
- 발행사항
- [Sl] : University of California, Berkeley, 2025
- 발행사항
- Ann Arbor : ProQuest Dissertations & Theses, 2025
- 형태사항
- 108 p
- 주기사항
- Source: Dissertations Abstracts International, Volume: 87-04, Section: B.
- 주기사항
- Advisor: Vazquez-Medina, Jose Pablo.
- 학위논문주기
- Thesis (Ph.D.)--University of California, Berkeley, 2025.
- 초록/해제
- 요약Sea turtles spend over 90% of their lives in the ocean, facing daily extreme oxygen fluctuations due to their diving lifestyle. However, unlike fully aquatic air-breathing vertebrates such as whales, sea turtles must return to land to nest. In most species of sea turtles, nesting is an individual event, but ridley sea turtles (Lepidochelys spp.) exhibit a unique dual modality: solitary and arribada nesting, which involves thousands of animals nesting synchronously. Extended breath-hold diving and massive synchronous nesting events are likely to increase reactive oxygen species (ROS) generation, potentially leading to oxidative damage. The cellular and physiological mechanisms that drive tolerance to such extreme events in sea turtles remain elusive due to the constraints associated with conducting studies involving large, federally protected aquatic vertebrates. For my dissertation, I conducted a multi-level investigation into the physiological underpinnings of low oxygen exposure and the life-history tradeoffs associated with arribada nesting.I used an integrative approach spanning the molecular, cellular, and physiological levels in two sea turtle species: the olive ridley (Lepidochelys olivacea) and the loggerhead (Caretta caretta). Chapter 1 summarizes how sea turtles balance the constraints of hypoxia from diving and the energetic demands of reproduction on land, within the framework of life-history trade-offs. It highlights oxidant stress as a potential cost of these adaptations and examines how sea turtles, and likely other air-breathing diving vertebrates, mitigate oxidative damage associated with repetitive breath-holding. Chapter 2 is an organismal-level study on the physiological trade-offs associated with arribada nesting in olive ridley sea turtles. This study shows, for the first time, that oxidative stress is a potential trade-off for the fitness benefits associated with synchronized nesting in sea turtles. Chapter 3 investigates how loggerhead sea turtle cells cope with extreme oxygen fluctuations. I developed a model using primary cells derived from loggerhead sea turtles and conducted a comparative study with primary cells derived from a non-diving reptile (western fence lizard, Sceloporus occidentalis) to study the cellular adjustments underlying hypoxic tolerance in sea turtles. Chapter 4 explores the molecular and evolutionary basis of hypoxic adaptation in sea turtles by analyzing transcriptional responses and the phylogenetic history of Hypoxia-Inducible Factor genes in reptiles. Using comparative transcriptomics and selection analyses, this chapter identifies species-specific regulatory strategies that likely enable sea turtle cells to tolerate extreme oxygen fluctuations. Chapter 5 is a summary of the contributions of this work to the field, along with future directions. From a comparative physiology perspective, understanding the cellular adjustments that drive hypoxic tolerance in sea turtles could have translational value for understanding and treating reoxygenation-induced ischemic injuries characterized by drastic changes in oxygen availability.
- 초록/해제
- 요약as tortugas marinas pasan mas del 90 % de su vida en el oceano, enfrentandose diariamente a fluctuaciones extremas de oxigeno debido a su estilo de vida marino. Sin embargo, a diferencia de otros vertebrados acuaticos que respiran aire, como las ballenas, las tortugas marinas deben regresar a tierra firme para anidar. En la mayoria de las especies, la anidacion es un evento individual, pero las tortugas golfinas (Lepidochelys spp.) presentan una modalidad dual unica: anidacion solitaria y arribada, esta ultima caracterizada por miles de hembras anidando de manera sincronizada. El buceo prolongado en apnea y los eventos masivos de anidacion probablemente incrementen la generacion de especies reactivas de oxigeno (ROS), lo que podria provocar dano oxidativo. Los mecanismos celulares y fisiologicos que sustentan la tolerancia a eventos tan extremos en tortugas marinas siguen siendo poco comprendidos, en parte debido a las limitaciones asociadas con la investigacion en grandes vertebrados acuaticos protegidos por leyes federales.Para mi tesis, lleve a cabo una investigacion multinivel sobre las bases fisiologicas de la exposicion a bajo oxigeno y las compensaciones a lo largo del ciclo de vida asociadas con la anidacion en arribadas. Utilice un enfoque integrador que abarca los niveles moleculares, celular y fisiologico en dos especies de tortugas marinas: la tortuga golfina (Lepidochelys olivacea) y la tortuga caguama (Caretta caretta). El capitulo 1 resume como las tortugas marinas equilibran las limitaciones de la hipoxia inducida por el buceo con las demandas energeticas de la reproduccion en tierra, en el contexto de las compensaciones del ciclo de vida. Se destaca el estres oxidativo como un posible costo de estas adaptaciones y se examina como las tortugas marinas -y probablemente otros vertebrados buceadores que respiran aire- mitigan el dano oxidativo asociado con la apnea repetida. El capitulo 2 presenta un estudio a nivel de organismo sobre las compensaciones fisiologicas asociadas con la anidacion en arribadas en tortugas golfinas. Este trabajo muestra, por primera vez, que el estres oxidativo puede representar un costo asociado con los beneficios reproductivos que conlleva la anidacion sincronizada. El capitulo 3 investiga como las celulas de tortuga caguama se adaptan a fluctuaciones extremas en los niveles de oxigeno. Para ello, desarrolle un modelo utilizando celulas primarias derivadas de tortugas caguamas y realice un estudio comparativo con celulas primarias de un reptil no buceador (el lagarto de cerca occidental, Sceloporus occidentalis) con el fin de estudiar los ajustes celulares subyacentes a la tolerancia hipoxica en tortugas marinas. El capitulo 4 explora las bases moleculares y evolutivas de la adaptacion a la hipoxia en tortugas marinas mediante el analisis de respuestas transcripcionales y de la historia filogenetica de los genes del factor inducible por hipoxia (HIF) en reptiles. A traves de transcriptomica comparativa y analisis de seleccion positiva, este capitulo identifica estrategias regulatorias especificas por especie que probablemente permiten a las celulas de tortugas marinas tolerar fluctuaciones extremas de oxigeno. Finalmente, el capitulo 5 resume las contribuciones de esta investigacion al campo, asi como sus futuras direcciones. Desde una perspectiva de fisiologia comparada, comprender los ajustes celulares que impulsan la tolerancia a la hipoxia en tortugas marinas podria tener valor traslacional en el estudio y tratamiento de lesiones isquemicas inducidas por reoxigenacion, las cuales se caracterizan por cambios drasticos en la disponibilidad de oxigeno.
- 일반주제명
- Physiology
- 일반주제명
- Ecology
- 일반주제명
- Bioinformatics
- 일반주제명
- Evolution & development
- 일반주제명
- Molecular biology
- 일반주제명
- Genetics
- 키워드
- Sea turtles
- 키워드
- Hypoxia
- 기타저자
- University of California, Berkeley Integrative Biology
- 기본자료저록
- Dissertations Abstracts International. 87-04B.
- 전자적 위치 및 접속
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■520 ▼aas tortugas marinas pasan mas del 90 % de su vida en el oceano, enfrentandose diariamente a fluctuaciones extremas de oxigeno debido a su estilo de vida marino. Sin embargo, a diferencia de otros vertebrados acuaticos que respiran aire, como las ballenas, las tortugas marinas deben regresar a tierra firme para anidar. En la mayoria de las especies, la anidacion es un evento individual, pero las tortugas golfinas (Lepidochelys spp.) presentan una modalidad dual unica: anidacion solitaria y arribada, esta ultima caracterizada por miles de hembras anidando de manera sincronizada. El buceo prolongado en apnea y los eventos masivos de anidacion probablemente incrementen la generacion de especies reactivas de oxigeno (ROS), lo que podria provocar dano oxidativo. Los mecanismos celulares y fisiologicos que sustentan la tolerancia a eventos tan extremos en tortugas marinas siguen siendo poco comprendidos, en parte debido a las limitaciones asociadas con la investigacion en grandes vertebrados acuaticos protegidos por leyes federales.Para mi tesis, lleve a cabo una investigacion multinivel sobre las bases fisiologicas de la exposicion a bajo oxigeno y las compensaciones a lo largo del ciclo de vida asociadas con la anidacion en arribadas. Utilice un enfoque integrador que abarca los niveles moleculares, celular y fisiologico en dos especies de tortugas marinas: la tortuga golfina (Lepidochelys olivacea) y la tortuga caguama (Caretta caretta). El capitulo 1 resume como las tortugas marinas equilibran las limitaciones de la hipoxia inducida por el buceo con las demandas energeticas de la reproduccion en tierra, en el contexto de las compensaciones del ciclo de vida. Se destaca el estres oxidativo como un posible costo de estas adaptaciones y se examina como las tortugas marinas -y probablemente otros vertebrados buceadores que respiran aire- mitigan el dano oxidativo asociado con la apnea repetida. El capitulo 2 presenta un estudio a nivel de organismo sobre las compensaciones fisiologicas asociadas con la anidacion en arribadas en tortugas golfinas. Este trabajo muestra, por primera vez, que el estres oxidativo puede representar un costo asociado con los beneficios reproductivos que conlleva la anidacion sincronizada. El capitulo 3 investiga como las celulas de tortuga caguama se adaptan a fluctuaciones extremas en los niveles de oxigeno. Para ello, desarrolle un modelo utilizando celulas primarias derivadas de tortugas caguamas y realice un estudio comparativo con celulas primarias de un reptil no buceador (el lagarto de cerca occidental, Sceloporus occidentalis) con el fin de estudiar los ajustes celulares subyacentes a la tolerancia hipoxica en tortugas marinas. El capitulo 4 explora las bases moleculares y evolutivas de la adaptacion a la hipoxia en tortugas marinas mediante el analisis de respuestas transcripcionales y de la historia filogenetica de los genes del factor inducible por hipoxia (HIF) en reptiles. A traves de transcriptomica comparativa y analisis de seleccion positiva, este capitulo identifica estrategias regulatorias especificas por especie que probablemente permiten a las celulas de tortugas marinas tolerar fluctuaciones extremas de oxigeno. Finalmente, el capitulo 5 resume las contribuciones de esta investigacion al campo, asi como sus futuras direcciones. Desde una perspectiva de fisiologia comparada, comprender los ajustes celulares que impulsan la tolerancia a la hipoxia en tortugas marinas podria tener valor traslacional en el estudio y tratamiento de lesiones isquemicas inducidas por reoxigenacion, las cuales se caracterizan por cambios drasticos en la disponibilidad de oxigeno.
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