FIZIOLOGINĖ ADAPTACIJA: KAS TAI YRA IR PAVYZDŽIAI - BIOLOGIJA - 2025

Fiziologinis pritaikymas yra bruožas arba charakteristikų ties organizmo fiziologijos lygiu - tai vadiname ląstelių, audinių arba organų -, kad padidina jo biologinis veiksmingumas arba tinkamumą.

Fiziologijoje yra trys terminai, kurių nereikėtų painioti: adaptacija, nustatymas ir aklimatizacija. Natūrali Charleso Darwino atranka yra vienintelis žinomas mechanizmas, lemiantis adaptacijas. Paprastai šis procesas yra lėtas ir laipsniškas.

Šaltinis: pixabay.com

Įprasta, kad adaptacija yra painiojama su nustatymu ar aklimatizacija. Pirmasis terminas susijęs su pokyčiais fiziologiniame lygmenyje, nors jis taip pat gali atsirasti anatomijoje ar biochemijoje dėl organizmo veikimo naujos aplinkos būklės, tokios kaip didelis šaltis ar karštis.

Aklimatizacija apima tuos pačius pokyčius, apibūdintus aplinkoje, tik kad aplinkos pokyčius sukelia tyrinėtojas laboratorijoje ar lauke. Tiek aklimatizacija, tiek nustatymas yra grįžtami reiškiniai.

Iš ko tai susideda?

Fiziologinės adaptacijos yra ląstelių, organų ir audinių ypatybės, padidinančios jį turinčių asmenų efektyvumą, palyginti su kitais, kurie jų neturi.

Kai kalbame apie „veiksmingumą“, turime omenyje evoliucijos biologijoje plačiai naudojamą terminą (dar vadinamą darvinizmo veiksmingumu ar tinkamumu), susijusį su organizmų sugebėjimu išgyventi ir daugintis. Šį parametrą galima suskaidyti į du komponentus: išgyvenimo tikimybę ir vidutinį palikuonių skaičių.

T. y., Kai turime tam tikras fiziologines savybes, kurios padidina individų tinkamumą, galime suprasti, kad tai yra adaptyvus bruožas.

Mes turime būti atidūs, nustatydami adaptacijas, nes visos savybės, kurias matome gyvūne, nėra adaptyvios. Pavyzdžiui, visi žinome, kad mūsų kraujas turi gyvą raudoną spalvą.

Ši savybė neturi adaptacinės vertės ir yra tik cheminė pasekmė. Kraujas yra raudonas, nes jame yra molekulė, vadinama hemoglobinu, atsakinga už deguonies pernešimą.

Kaip galime daryti išvadą, kad bruožas yra fiziologinė adaptacija?

Stebėdami specifinę organizmo savybę, galime kelti hipotezes apie jo adaptacinę reikšmę.

Pavyzdžiui, neabejojama, kad gyvūnų akys yra struktūros, leidžiančios sugauti šviesą. Jei taikysime aukščiau išdėstytą idėjų tvarką, galime daryti išvadą, kad šviesą suvokiantys asmenys turi tam tikrą pranašumą prieš savo bendraamžius, pavyzdžiui, gali lengvai pabėgti nuo plėšrūnų ar lengviau susirasti maisto.

Tačiau, kaip teigia garsus evoliucijos biologas ir paleontologas Stephenas Jay Gouldas, „jokiam veikėjo adaptacinės vertės paaiškinimui neturėtų būti pritarta vien todėl, kad jis patikimas ir žavus“.

Iš tikrųjų demonstravimas, kad personažai yra adaptacijos, yra viena ryškiausių evoliucijos biologų užduočių, nuo Charleso Darwino laikų.

Pavyzdžiai

Virškinimo sistemos skraidantiems stuburiniams gyvūnams

Skraidantys stuburiniai gyvūnai, paukščiai ir šikšnosparniai susiduria su pagrindiniu iššūkiu: įveikti sunkio jėgą, kad galėtų judėti.

Taigi šie organizmai pasižymi išskirtinėmis savybėmis, kurių mes nerandame kitoje stuburinių gyvūnų grupėje, kurių judėjimo būdas yra grynai sausumos, pavyzdžiui, pelės.

Šių savitų stuburinių modifikacijos svyruoja nuo lengvų kaulų su vidinėmis skylutėmis iki žymiai sumažėjusių smegenų dydžio.

Remiantis literatūra, vienas iš svarbiausių selektyviųjų slėgių, suformavusių šią gyvūnų grupę, yra poreikis sumažinti jo masę, norint padidinti skrydžio efektyvumą.

Manoma, kad virškinimo sistemą suformavo šios jėgos, teikdamos pirmenybę asmenims, kurių žarnos yra trumpesnės, o tai reikštų, kad skrydžio metu bus mažiau masės.

Tačiau mažinant žarnyną atsiranda dar viena komplikacija: maistinių medžiagų įsisavinimas. Kadangi absorbcijos paviršius yra mažesnis, galime suprasti, kad turi įtakos maisto medžiagų įsisavinimas. Naujausi tyrimai parodė, kad taip neatsitiko.

Anot Caviedes - Vidal (2008), yra tarpląstelinis absorbcijos kelias, kompensuojantis žarnyno audinio sumažėjimą. Norėdami padaryti šias išvadas, autoriai ištyrė vaisių šikšnosparnio Artibeus lituratus absorbcijos kelius žarnyne.

Augalų adaptacija sausringoje aplinkoje

Augalams veikiant nepalankioms aplinkos sąlygoms, jie negali persikelti į kitas vietas, esant geresnėms sąlygoms, nes gali paukštis, kuris migruoja į šiltas vietas, kad išvengtų žiemos streso.

Dėl šios priežasties skirtingos augalų rūšys turi adaptacijų, įskaitant fiziologines, leidžiančias jiems susidurti su nepalankiomis sąlygomis, tokiomis kaip sausra dykumose.

Yra medžių, turinčių ypač didelę šaknų sistemą (šaknis), leidžiančius jiems paimti vandenį iš gilių rezervuarų.

Jie taip pat pateikia alternatyvius metabolizmo kelius, kurie padeda sumažinti vandens nuostolius. Tarp šių kelių mes turime C4 augalų, kurie sumažina fotorespiracijos reiškinį dėka Kalvino ciklo erdvinio atskyrimo ir anglies dioksido fiksavimo.

Fotorezpiracija yra alternatyvus būdas, kuris nesuteikia jokios naudos ir atsiranda, kai fermentas RuBisCO (ribuliozės-1,5-bisfosfato karboksilazė / oksigenazė) naudoja deguonį, o ne anglies dioksidą.

CAM augalai (crassulaceae rūgšties metabolizmas) sulėtina fotorespiracijos procesą ir leidžia augalui sumažinti vandens nuostolius dėl laikino atskyrimo.

Antifriziniai baltymai teleost žuvyse

Kelios jūrinių teleostinių žuvų rūšys (priklausančios „Teleostei“ informacinei klasei) yra pasiekusios daugybę nuostabių pritaikymų, kad galėtų vystytis žemoje temperatūroje.

Šios fiziologinės adaptacijos apima baltymų antifrizų ir glikoproteinų gamybą. Šios molekulės gaminamos žuvų kepenyse ir eksportuojamos į kraują, kad atliktų savo funkcijas.

Pagal biocheminę baltymų sudėtį išskiriamos keturios grupės. Be to, ne visos rūšys turi tą patį mechanizmą: kai kurios sintezuoja baltymus prieš veikdamos žemoje temperatūroje, kitos tai daro reaguodamos į šiluminius dirgiklius, o kita grupė sintezuoja juos visus metus.

Dėl kolidacinio tirpalų poveikio, kai į plazmą pridedama daugiau tirpių medžiagų, temperatūra, kurioje ji užšąla, žymiai sumažėja. Priešingai, žuvies, neturinčios tokio tipo apsaugos, audiniai pradės šaldyti, kai temperatūra pasieks 0 ° C.

Nuorodos

1. Caviedes - Vidal, E., Karasov, WH, Chediack, JG, Fasulo, V., Cruz - Neto, AP, & Otani, L. (2008). Tarpląstelinė absorbcija: šikšnosparnis sulaužo žinduolių paradigmą. „PLoS One“, 3 (1), e1425.
2. Daviesas, PL, Hew, CL ir Fletcher, GL (1988). Žuvies antifrizo baltymai: fiziologija ir evoliucijos biologija. Canadian Zoology Journal, 66 (12), 2611–2617.
3. Freeman, S., & Herron, JC (2002). Evoliucijos analizė. Prentice salė.
4. Kaina, ER, Brun, A., Caviedes - Vidal, E., & Karasov, WH (2015). Virškinamasis gyvenimo būdo pritaikymas. Fiziologija, 30 (1), 69–78.
5. Villagra, PE, Giordano, C., Alvarez, JA, Bruno Cavagnaro, J., Guevara, A., Sartor, C.,… & Greco, S. (2011). Būti augalu dykumoje: vandens naudojimo strategijos ir atsparumas vandens stresui Centriniame Argentinos kalne. Australijos ekologija, 21 (1), 29–42.