Fyziologická adaptácia v tom, čo pozostáva a príklady

fyziologická adaptácia je to vlastnosť alebo charakteristika na úrovni fyziológie organizmu - nazýva sa bunka, tkanivo alebo orgán - čo zvyšuje jeho biologickú účinnosť alebo vhodnosť.

Vo fyziológii existujú tri termíny, ktoré by sa nemali zamieňať: adaptácia, nastavenie a aklimatizácia. Prirodzený výber Charlesa Darwina je jediným známym mechanizmom, ktorý vedie k úpravám. Tento proces je zvyčajne pomalý a postupný.

Je bežné, že adaptácia sa zamieňa s nastavením alebo aklimatizáciou. Prvý termín súvisí s variáciami na fyziologickej úrovni, aj keď sa môže vyskytovať aj v anatómii alebo biochémii, ako výsledok vystavenia organizmu novému environmentálnemu stavu, ako je chlad alebo extrémne teplo..

Aklimatizácia zahŕňa tie isté zmeny, ktoré sú opísané v termíne životné prostredie, iba že environmentálne variácie sú vyvolané výskumníkom v laboratóriu alebo v teréne. Aklimatizácia a prostredie sú reverzibilné javy.

index

• 1 Z čoho sa skladá??
• 2 Ako môžeme dospieť k záveru, že vlastnosť je fyziologická adaptácia?
• 3 Príklady
  • 3.1 Tráviace systémy u lietajúcich stavovcov
  • 3.2 Úpravy rastlín v suchom prostredí
  • 3.3 Protimrazové proteíny v teleostených rybách
• 4 Odkazy

Z čoho sa skladá??

Fyziologické adaptácie sú charakteristické pre bunky, orgány a tkanivá, ktoré zvyšujú účinnosť jedincov, ktorí ju majú, s ohľadom na tých, ktorí ju nemajú..

Keď hovoríme o "účinnosti", odvolávame sa na termín, ktorý sa široko používa v evolučnej biológii (nazývanej aj Darwinova účinnosť alebo vhodnosť) týkajúce sa schopnosti organizmov prežiť a rozmnožovať sa. Tento parameter možno rozdeliť na dve zložky: pravdepodobnosť prežitia a priemerný počet potomkov.

To znamená, že keď máme určité fyziologické vlastnosti, ktoré zvyšujú vhodnosť jednotlivcov môžeme intuitívne chápať, že ide o adaptívnu funkciu.

Pri identifikácii úprav musíme byť opatrní, pretože všetky vlastnosti, ktoré vidíme u zvieraťa, nie sú adaptívne. Napríklad všetci vieme, že naša krv má žiarivú červenú farbu.

Táto vlastnosť nemá žiadnu adaptívnu hodnotu a je len chemickým dôsledkom. Krv je červená, pretože má molekulu nazývanú hemoglobín, zodpovednú za transport kyslíka.

Ako môžeme dospieť k záveru, že vlastnosť je fyziologická adaptácia?

Keď pozorujeme špecifickú charakteristiku organizmu, môžeme vyvodiť niekoľko hypotéz o jeho adaptívnom význame.

Niet pochýb o tom, že oči zvierat sú štruktúry, ktoré umožňujú zachytenie svetla. Ak aplikujeme poradie myšlienok prezentovaných vyššie, môžeme konštatovať, že jedinci so štruktúrami, ktoré vnímajú svetlo, majú určitú výhodu oproti svojim rovesníkom, ako napríklad ľahký únik z predátorov alebo ľahšie nájdenie potravy..

Avšak podľa známeho evolučného biológa a paleontológa Stephena Jaya Goulda „žiadne vysvetlenie o adaptívnej hodnote postavy by sa nemalo akceptovať len preto, že je hodnoverné a očarujúce“.

V skutočnosti je dôkazom toho, že postavy sú adaptáciami, jedna z najvýraznejších úloh evolučných biológov, od čias Charlesa Darwina.

Príklady

Tráviace systémy u lietajúcich stavovcov

Lietajúce stavovce, vtáky a netopiere čelia zásadnej výzve: prekonať gravitačnú silu, aby sa mohli mobilizovať.

Tieto organizmy tak majú jedinečné vlastnosti, ktoré nenájdeme v inej skupine stavovcov, ktorých spôsob pohybu je jasne pozemský, ako napríklad myš..

Modifikácie týchto zvláštnych stavovcov sa pohybujú od ľahkých kostí s vnútornými dierami až po značné zníženie veľkosti mozgu.

Podľa literatúry je jedným z najdôležitejších selektívnych tlakov, ktoré túto skupinu zvierat utvorili, potreba znížiť svoju hmotnosť, aby sa zvýšila účinnosť letu..

Predpokladá sa, že tráviaci systém bol formovaný týmito silami, čo uprednostňuje jedincov s kratšími črevami, čo by znamenalo menšiu hmotnosť počas letu..

Redukciou čriev však prichádza ďalšia komplikácia: asimilácia živín. Keďže je tu menej povrchovej absorpcie, môžeme si uvedomiť, že je ovplyvnený príjem živín. Nedávny výskum ukázal, že k tomu nedochádza.

Podľa Caviedesa-Vidala (2008) existuje paracelulárna cesta absorpcie, ktorá kompenzuje pokles v črevnom tkanive. Na dosiahnutie týchto záverov autori skúmali absorpčné dráhy v črevách črevného rodu Artibeus lituratus.

Úpravy rastlín v suchom prostredí

Keď sú rastliny vystavené nepriaznivým environmentálnym podmienkam, nemôžu sa presťahovať do iných lokalít s lepšími podmienkami, ako by mohol vták migrujúci do teplých oblastí uniknúť teplotnému stresu v zime.

Preto majú rôzne druhy rastlín adaptácie, vrátane fyziologických, ktoré im umožňujú čeliť nepriaznivým podmienkam, ako je sucho púští..

Existujú stromy s mimoriadne rozsiahlymi koreňovými systémami, ktoré im umožňujú piť vodu v hlbokých nádržiach.

Predstavujú tiež alternatívne metabolické cesty, ktoré pomáhajú znižovať stratu vody. Medzi týmito cestami máme rastliny C4, ktoré znižujú fenomén fotorezpirácie vďaka priestorovému oddeleniu Calvinovho cyklu a fixácii oxidu uhličitého..

Fotorezpirácia je alternatívna cesta, ktorá neposkytuje žiadny zisk a nastáva, keď enzým RuBisCO (ribulóza-1,5-bisfosfátkarboxyláza / oxygenáza) používa kyslík a nie oxid uhličitý..

Rastliny CAM (metabolizmus kyselín crasuláceas) zmenšujú proces fotorezpirácie a umožňujú rastlinám znížiť stratu vody vďaka dočasnej separácii.

Protimrazové proteíny v teleost ryby

Niekoľko druhov teleost rýb (patriacich k infraclase Teleostei) morské dosiahli sériu nádherných úprav, aby mohli vyvíjať v prostrediach s nízkymi teplotami.

Tieto fyziologické adaptácie zahŕňajú produkciu nemrznúcich proteínov a glykoproteínov. Tieto molekuly sa produkujú v pečeni rýb a vyvážajú sa do krvného obehu, aby plnili svoju funkciu.

Podľa biochemického zloženia proteínov sa rozlišujú štyri skupiny. Okrem toho, nie všetky druhy majú rovnaký mechanizmus: niektoré syntetizujú proteíny predtým, ako sú vystavené nízkym teplotám, iné to robia v reakcii na tepelnú stimuláciu, zatiaľ čo iná skupina ich syntetizuje počas celého roka.

Vďaka koligačným účinkom roztokov sa pri pridávaní viacerých rozpustených látok do plazmy teplota výrazne znižuje. Naproti tomu tkanivá rýb, ktoré nemajú tento typ ochrany, začnú zmrazovať po dosiahnutí teploty 0 ° C.

referencie

1. Caviedes-Vidal, E., Karasov, W.H., Chediack, J.G., Fasulo, V., Cruz-Neto, A.P., & Otani, L. (2008). Paracelulárna absorpcia: netopier rozbije paradigmu cicavcov. PLoS One, 3(1), e1425.
2. Davies, P. L., Hew, C. L., & Fletcher, G. L. (1988). Mrazuvzdorné proteíny z rýb: fyziológia a evolučná biológia. Canadian Journal of Zoology, 66(12), 2611-2617.
3. Freeman, S., & Herron, J. C. (2002). Evolučná analýza. Prentice Hall.
4. Price, E. R., Brun, A., Caviedes-Vidal, E., & Karasov, W. H. (2015). Tráviace adaptácie vzdušného životného štýlu. fyziológie, 30(1), 69-78.
5. Villagra, P.E., Giordano, C., Alvarez, J.A., Bruno Cavagnaro, J., Guevara, A., Sartor, C., ... & Greco, S. (2011). Byť závod v púšti: stratégie pre využívanie vody a odolnosť voči vodnému stresu v strednom Monte Argentíne. Južná ekológia, 21(1), 29-42.