- Hva består den av?
- Hvordan kan vi konkludere med at en egenskap er en fysiologisk tilpasning?
- eksempler
- Fordøyelsessystemer i flygende virveldyr
- Plant tilpasninger til tørre miljøer
- Frostvæskeproteiner i teleost fisk
- referanser
En fysiologisk tilpasning er en egenskap eller egenskap på nivået av fysiologien til en organisme - kaller den en celle, vev eller organ - som øker dens biologiske effekt eller egnethet.
I fysiologi er det tre begreper som ikke bør forveksles: tilpasning, setting og akklimatisering. Charles Darwins naturlige utvalg er den eneste kjente mekanismen som fører til tilpasninger. Denne prosessen er generelt treg og gradvis.
Kilde: pixabay.com
Det er vanlig at tilpasning forveksles med setting eller akklimatisering. Det første begrepet er relatert til variasjoner på fysiologisk nivå, selv om det også kan forekomme i anatomi eller biokjemi, som et resultat av kroppens eksponering for en ny miljøtilstand, for eksempel ekstrem kulde eller varme.
Akklimatisering innebærer de samme endringene som er beskrevet i begrepet miljø, bare at miljøvariasjonene er indusert av en forsker på laboratoriet eller i feltet. Både akklimatisering og setting er reversible fenomener.
Hva består den av?
Fysiologiske tilpasninger er kjennetegn på celler, organer og vev som øker effektiviteten til individene som har den, med hensyn til de som ikke gjør det.
Når vi snakker om "effektivitet", mener vi begrepet som er mye brukt i evolusjonsbiologi (også kalt darwinisk effektivitet eller kondisjon) relatert til organismenes evne til å overleve og reprodusere. Denne parameteren kan deles inn i to komponenter: sannsynligheten for overlevelse og gjennomsnittlig antall avkom.
Det vil si at når vi har visse fysiologiske egenskaper som øker individers egnethet, kan vi intuitere at det er en adaptiv egenskap.
Vi må være forsiktige når vi identifiserer tilpasninger, siden alle egenskapene vi ser hos et dyr, ikke er tilpasningsdyktige. For eksempel vet vi alle at blodet vårt har en levende rød farge.
Denne egenskapen har ingen tilpasningsverdi og er bare en kjemisk konsekvens. Blod er rødt fordi det har et molekyl kalt hemoglobin, som er ansvarlig for transport av oksygen.
Hvordan kan vi konkludere med at en egenskap er en fysiologisk tilpasning?
Når vi observerer et spesifikt kjennetegn ved en organisme, kan vi komme med flere hypoteser om dens adaptive betydning.
For eksempel er det ingen tvil om at øynene til dyr er strukturer som gjør det mulig å fange lys. Hvis vi bruker rekkefølgen av ideer som er beskrevet ovenfor, kan vi konkludere med at individer med strukturer som oppfatter lys har en viss fordel i forhold til sine jevnaldrende, som for eksempel å rømme fra rovdyr eller lettere finne mat.
Imidlertid, ifølge den berømte evolusjonsbiologen og paleontologen Stephen Jay Gould, bør "ingen forklaring på den adaptive verdien av en karakter aksepteres bare fordi den er plausibel og sjarmerende."
Faktisk er demonstrasjonen av at karakterer er tilpasninger en av de mest fremtredende oppgavene til evolusjonsbiologer, siden Charles Darwins tid.
eksempler
Fordøyelsessystemer i flygende virveldyr
Flygende virveldyr, fugler og flaggermus står overfor en grunnleggende utfordring: å overvinne tyngdekraften for å kunne bevege seg.
Dermed har disse organismer unike egenskaper som vi ikke finner i en annen gruppe av virveldyr hvis måte å bevege seg på er jordnær, for eksempel en mus.
Modifikasjoner av disse særegne virveldyrene spenner fra lette bein med indre hull til en betydelig reduksjon i hjernestørrelse.
I følge litteraturen er et av de viktigste selektive trykk som har formet denne dyregruppen behovet for å redusere massen for å øke flyeffektiviteten.
Det antas at fordøyelsessystemet er blitt formet av disse kreftene, noe som favoriserer individer med kortere tarmer, noe som vil innebære mindre masse under flukten.
Når du reduserer tarmene, kommer imidlertid en ekstra komplikasjon: assimilering av næringsstoffer. Siden det er en mindre absorpsjonsflate, kan vi intuitere at inntaket av næringsstoffer påvirkes. Nyere forskning har vist at dette ikke skjer.
I følge Caviedes - Vidal (2008) er det en paracellulær absorpsjonsvei som kompenserer for nedgangen i tarmvevet. For å komme til disse konklusjonene undersøkte forfatterne absorpsjonsveiene i tarmen til fruktfladermus Artibeus lituratus.
Plant tilpasninger til tørre miljøer
Når planter blir utsatt for ugunstige miljøforhold, kan de ikke flytte til andre steder med bedre omstendigheter, da en fugl som vandrer til varme områder for å unnslippe vinterens varmestress.
Av denne grunn har forskjellige plantearter tilpasninger, inkludert fysiologiske, som lar dem møte ugunstige forhold, som tørke i ørkener.
Det er trær med spesielt omfattende rotsystemer (røtter) som lar dem ta vann fra dype reservoarer.
De presenterer også alternative metabolske veier som bidrar til å redusere vanntap. Blant disse stiene har vi C4-planter som reduserer fenomenet fotorespirasjon, takket være den romlige separasjonen av Calvin-syklusen og fikseringen av karbondioksid.
Fotorespirasjon er en alternativ bane som ikke gir noen gevinst og oppstår når enzymet RuBisCO (ribulose-1,5-bisfosfatkarboksylase / oksygenase) bruker oksygen og ikke karbondioksid.
CAM-planter (crassulaceae acid metabolism) bremser fotorespirasjonsprosessen og lar planten redusere vanntap, takket være en midlertidig separasjon.
Frostvæskeproteiner i teleost fisk
Flere arter av marine teleostfisker (tilhørende Teleostei-infraklassen) har oppnådd en serie fantastiske tilpasninger for å kunne utvikle seg i miljøer med lave temperaturer.
Disse fysiologiske tilpasningene inkluderer produksjon av frostvæskeproteiner og glykoproteiner. Disse molekylene produseres i leveren av fisk og eksporteres til blodomløpet for å oppfylle sin funksjon.
I følge den biokjemiske sammensetningen av proteinene skilles fire grupper. Videre har ikke alle artene den samme mekanismen: noen syntetiserer proteiner før de blir utsatt for lave temperaturer, andre gjør det som svar på termiske stimuli, mens en annen gruppe syntetiserer dem gjennom året.
Takket være de koligative virkningene av løsningene, reduseres temperaturen ved frysing av plasmaet betydelig når du tilfører mer oppløste stoffer til plasmaet. I motsetning til dette ville vevene til en fisk som ikke har denne typen beskyttelse begynne å fryse etter at temperaturen har nådd 0 ° C.
referanser
- Caviedes - Vidal, E., Karasov, WH, Chediack, JG, Fasulo, V., Cruz - Neto, AP, & Otani, L. (2008). Paracellulær absorpsjon: en flaggermus bryter pattedyrsparadigmet. PLoS One, 3 (1), e1425.
- Davies, PL, Hew, CL, & Fletcher, GL (1988). Frostfrostsproteiner: fysiologi og evolusjonsbiologi Canadian Journal of Zoology, 66 (12), 2611–2617.
- Freeman, S., & Herron, JC (2002). Evolusjonsanalyse. Prentice Hall.
- Price, ER, Brun, A., Caviedes - Vidal, E., & Karasov, WH (2015). Fordøyelsesvise tilpasninger av luftens livsstil. Fysiologi, 30 (1), 69–78.
- Villagra, PE, Giordano, C., Alvarez, JA, Bruno Cavagnaro, J., Guevara, A., Sartor, C., … & Greco, S. (2011). Å være en plante i ørkenen: strategier for vannbruk og motstand mot vannstress i Central Mountain of Argentina. Austral Ecology, 21 (1), 29–42.