Fysiologisk tilpasning hva den består av og eksempler

EN fysiologisk tilpasning det er en egenskap eller karakteristikk på nivået av fysiologien til en organisme - kaller det en celle, vev eller et organ - som øker dens biologiske effekt eller Fitness.

I fysiologi er det tre begreper som ikke skal 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.

Det er vanlig at tilpasning forveksles med setting eller akklimatisering. Den første termen er relatert til variasjoner på et fysiologisk nivå, selv om det også kan forekomme i anatomi eller biokjemi, som et resultat av kroppens eksponering for en ny miljøtilstand, som ekstrem kulde eller varme..

Akklimatisering innebærer de samme endringene som er beskrevet i begrepet miljø, bare at miljøvariasjonene induseres av en forsker i laboratoriet eller i felt. Både akklimatisering og setting er reversible fenomener.

Artikkelindeks

• 1 Hva gjør?
• 2 Hvordan kan vi konkludere med at et trekk er en fysiologisk tilpasning?
• 3 eksempler
  • 3.1 Fordøyelsessystemer i flygende virveldyr
  • 3.2 Tilpasning av planter til tørre omgivelser
  • 3.3 Frostvæske proteiner i teleost fisk
• 4 Referanser

Hva består den av?

Fysiologiske tilpasninger er egenskaper ved celler, organer og vev som øker effektiviteten til individene som har det, i forhold til de som ikke bærer det..

Når vi snakker om "effektivitet", mener vi begrepet mye brukt i evolusjonær biologi (også kalt darwinistisk effektivitet eller Fitness) relatert til organismenes evne til å overleve og reprodusere. Denne parameteren kan deles inn i to komponenter: sannsynligheten for å overleve og gjennomsnittlig antall avkom..

Det vil si når vi har visse fysiologiske egenskaper som øker Fitness av individer kan vi intuitere at det er et adaptivt trekk.

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 er levende rødt..

Denne karakteristikken har ingen tilpasningsverdi og er bare en kjemisk konsekvens. Blod er rødt fordi det har et molekyl som kalles hemoglobin, som er ansvarlig for transport av oksygen.

Hvordan kan vi konkludere med at et trekk er en fysiologisk tilpasning?

Når vi observerer en spesiell egenskap 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 tillater fangst av lys. Hvis vi bruker den rekkefølgen av ideer som er angitt ovenfor, kan vi konkludere med at individer med strukturer som oppfatter lys har en viss fordel i forhold til sine jevnaldrende, for eksempel å lett rømme fra rovdyr eller lettere finne mat..

Imidlertid, ifølge den berømte evolusjonsbiologen og paleontologen Stephen Jay Gould, "bør ingen forklaring om den adaptive verdien av et tegn aksepteres bare fordi det er plausibelt og sjarmerende".

Faktisk er demonstrasjonen at tegn er tilpasninger en av de mest fremtredende oppgavene til evolusjonære biologer, siden Charles Darwins tid..

Eksempler

Fordøyelsessystemer i flygende virveldyr

Flygende virveldyr, fugler og flaggermus står overfor en grunnleggende utfordring: overvinne tyngdekraften for å kunne mobilisere.

Dermed har disse organismene unike egenskaper som vi ikke finner i en annen gruppe virveldyr hvis måte å bevege seg på er bare jordbasert, for eksempel en mus, for eksempel..

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 pressene som har formet denne dyregruppen behovet for å redusere massen for å øke flyeffektiviteten..

Det antas at fordøyelsessystemet har blitt formet av disse kreftene, og favoriserer individer med kortere tarm, noe som ville innebære mindre masse under flyturen..

Imidlertid, når du reduserer tarmene, kommer en ekstra komplikasjon: assimilering av næringsstoffer. Siden det er en mindre absorpsjonsoverflate, 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 reduksjonen i tarmvevet. For å komme til disse konklusjonene undersøkte forfatterne absorpsjonsveiene i tarmene til fruktfladdermusen. Artibeus lituratus.

Plantetilpasning til tørre miljøer

Når planter utsettes for ugunstige miljøforhold, kan de ikke flytte til andre steder med bedre omstendigheter, slik en fugl som vandrer til varme områder kan gjøre for å unnslippe vinterens termiske stress..

Av denne grunn har forskjellige plantearter tilpasninger, inkludert fysiologiske, som gjør at de kan møte ugunstige forhold, for eksempel tørke i ørkener..

Det er trær med spesielt omfattende rotsystemer (røtter) som lar dem ta vann i dype magasiner.

De presenterer også alternative metabolske veier som bidrar til å redusere vanntap. Blant disse veiene har vi C4-planter som reduserer fenomenet fotorespirasjon, takket være den romlige separasjonen av Calvin-syklusen og fiksering av karbondioksid..

Fotorespirasjon er en alternativ vei som ikke gir noen gevinst og oppstår når enzymet RuBisCO (ribulose-1,5-bisfosfatkarboksylase / oksygenase) bruker oksygen og ikke karbondioksid.

CAM-planter (crassulaceae-syre metabolisme) bremser fotorespirasjonsprosessen og lar planten redusere vanntap, takket være en midlertidig separasjon.

Frostvæske proteiner i teleost fisk

Flere arter av marine teleostfisk (som tilhører Teleostei infraclass) har oppnådd en serie fantastiske tilpasninger for å kunne utvikle seg i miljøer med lave temperaturer..

Disse fysiologiske tilpasningene inkluderer produksjon av frostvæske proteiner og glykoproteiner. Disse molekylene produseres i leveren av fisk og eksporteres til blodbanen for å oppfylle deres funksjon..

I henhold til den biokjemiske sammensetningen av proteiner, skilles fire grupper ut. 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 hele året..

Takket være de kolligative effektene av løsningene, reduseres temperaturen der den fryser betydelig ved å tilsette flere oppløste stoffer i plasmaet. I kontrast vil vevet til en fisk som ikke har denne typen beskyttelse begynne å fryse etter at temperaturen når 0 ° C.

Referanser

1. Caviedes-Vidal, E., Karasov, W. H., Chediack, J. G., Fasulo, V., Cruz-Neto, A. P., & Otani, L. (2008). Paracellulær absorpsjon: en flaggermus bryter pattedyrets paradigme. PLoS One, 3(1), e1425.
2. Davies, P. L., Hew, C. L. og Fletcher, G. L. (1988). Frostvæsker for fisk: fysiologi og evolusjonær biologi. Canadian Journal of Zoology, 66(12), 2611-2617.
3. Freeman, S., og Herron, J. C. (2002). Evolusjonær analyse. Prentice hall.
4. Price, E. R., Brun, A., Caviedes-Vidal, E., & Karasov, W. H. (2015). Fordøyelsestilpasning av livsstil fra luften. Fysiologi, 30(1), 69-78.
5. Villagra, P. E., Giordano, C., Alvarez, J. A., 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. Sørlig økologi, tjueen(1), 29-42.