FYSIOLOGISK TILPASNING: HVAD DET ER OG EKSEMPLER - BIOLOGI - 2025

En fysiologisk tilpasning er en egenskab eller karakteristik på niveauet for fysiologien for en organisme - kalder den en celle, væv eller organ - som øger dens biologiske effektivitet eller egnethed.

I fysiologi er der tre udtryk, som ikke bør forveksles: tilpasning, indstilling og akklimatisering. Charles Darwins naturlige valg er den eneste kendte mekanisme, der fører til tilpasninger. Denne proces er generelt langsom og gradvis.

Kilde: pixabay.com

Det er almindeligt, at tilpasning forveksles med indstilling eller akklimatisering. Det første udtryk er relateret til variationer på det fysiologiske niveau, skønt det også kan forekomme i anatomi eller biokemi som et resultat af kroppens eksponering for en ny miljøtilstand, såsom ekstrem kulde eller varme.

Akklimatisering involverer de samme ændringer, der er beskrevet i udtrykket miljø, kun at miljøvariationerne er induceret af en forsker på laboratoriet eller i marken. Både akklimatisering og indstilling er reversible fænomener.

Hvad består det af?

Fysiologiske tilpasninger er egenskaber ved celler, organer og væv, der øger effektiviteten af ​​de personer, der besidder det, med hensyn til dem, der ikke gør det.

Når vi taler om "effektivitet", menes udtrykket, der er vidt brugt i evolutionær biologi (også kaldet darwinisk effektivitet eller egnethed) relateret til organismernes evne til at overleve og reproducere. Denne parameter kan opdeles i to komponenter: sandsynligheden for overlevelse og det gennemsnitlige antal afkom.

Det vil sige, når vi har visse fysiologiske egenskaber, der øger individers egnethed, kan vi intuitere, at det er en adaptiv egenskab.

Vi skal være forsigtige, når vi identificerer tilpasninger, da alle de egenskaber, vi ser hos et dyr, ikke er tilpasningsdygtige. For eksempel ved vi alle, at vores blod har en levende rød farve.

Denne egenskab har ingen tilpasningsværdi og er kun en kemisk konsekvens. Blod er rødt, fordi det har et molekyle kaldet hæmoglobin, der er ansvarlig for transport af ilt.

Hvordan kan vi konkludere, at en egenskab er en fysiologisk tilpasning?

Når vi observerer et specifikt kendetegn ved en organisme, kan vi fremsætte adskillige hypoteser om dens adaptive betydning.

For eksempel er der ingen tvivl om, at dyrenes øjne er strukturer, der tillader optagelse af lys. Hvis vi anvender den rækkefølge af ideer, der er beskrevet ovenfor, kan vi konkludere, at individer med strukturer, der opfatter lys, har en vis fordel i forhold til deres jævnaldrende, såsom let at flygte fra rovdyr eller finde mad lettere.

Ifølge den berømte evolutionsbiolog og paleontolog Stephen Jay Gould "skal der imidlertid ikke accepteres nogen forklaring af en karakter tilpasningsværdi, bare fordi den er plausibel og charmerende."

Faktisk er demonstrationen af, at karakterer er tilpasninger, en af ​​de mest fremtrædende opgaver for evolutionære biologer siden Charles Darwins tid.

eksempler

Fordøjelsessystemer i flyvende hvirveldyr

Flyvende hvirveldyr, fugle og flagermus står over for en grundlæggende udfordring: at overvinde tyngdekraften for at være i stand til at bevæge sig.

Disse organismer har således unikke egenskaber, som vi ikke finder i en anden gruppe hvirveldyr, hvis måde at bevæge sig på er rent jordbunden, som f.eks. En mus.

Ændringer af disse særlige hvirveldyr spænder fra lette knogler med indvendige huller til en betydelig reduktion i hjernestørrelse.

Ifølge litteraturen er et af de vigtigste selektive tryk, der har formet denne dyregruppe, behovet for at reducere dens masse for at øge flyveffektiviteten.

Det antages, at fordøjelsessystemet er blevet formet af disse kræfter, hvilket favoriserer individer med kortere tarme, hvilket ville betyde mindre masse under flyvningen.

Ved reduktion af tarmen kommer der dog en yderligere komplikation: assimilering af næringsstoffer. Da der er en mindre absorptionsoverflade, kan vi intuitere, at indtagelsen af ​​næringsstoffer påvirkes. Nylig forskning har vist, at dette ikke sker.

Ifølge Caviedes - Vidal (2008) er der en paracellulær absorptionsvej, der kompenserer for faldet i tarmvæv. For at nå disse konklusioner undersøgte forfatterne absorptionsveje i tarmene i frugtbatten Artibeus lituratus.

Plant tilpasninger til tørre miljøer

Når planter udsættes for ugunstige miljøforhold, kan de ikke flytte til andre steder med bedre omstændigheder, da en fugl, der vandrer til varme områder for at undslippe vinterens varmestress.

Af denne grund har forskellige plantearter tilpasninger, inklusive fysiologiske, der giver dem mulighed for at møde ugunstige forhold, såsom tørke i ørkener.

Der er træer med særligt omfattende rodsystemer (rødder), der giver dem mulighed for at tage vand fra dybe reservoirer.

De præsenterer også alternative metaboliske veje, der hjælper med at reducere vandtab. Blandt disse veje har vi C4-planter, der reducerer fænomenet med fotorespiration takket være den rumlige adskillelse af Calvin-cyklus og fikseringen af ​​kuldioxid.

Fotorespiration er en alternativ vej, der ikke giver nogen forstærkning og opstår, når enzymet RuBisCO (ribulose-1,5-bisphosphatcarboxylase / oxygenase) bruger ilt og ikke kuldioxid.

CAM-planter (crassulaceae acid metabolism) bremser fotorespirationsprocessen og giver planten mulighed for at reducere vandtab takket være en midlertidig adskillelse.

Frostvæskeproteiner i teleost fisk

Flere arter af marine teleostfisk (tilhørende Teleostei-infraklassen) har opnået en række storslåede tilpasninger for at kunne udvikle sig i miljøer med lave temperaturer.

Disse fysiologiske tilpasninger inkluderer produktion af frostvæskeproteiner og glycoproteiner. Disse molekyler produceres i leveren af ​​fisk og eksporteres til blodbanen for at udføre deres funktion.

I overensstemmelse med den biokemiske sammensætning af proteinerne skelnes fire grupper. Desuden har ikke alle arter den samme mekanisme: nogle syntetiserer proteiner, før de udsættes for lave temperaturer, andre gør det som reaktion på termiske stimuli, mens en anden gruppe syntetiserer dem gennem året.

Takket være de colligative virkninger af opløsningerne falder temperaturen ved frysning af plasmaet væsentligt ved tilsætning af flere opløste stoffer til plasmaet. I modsætning hertil ville vævene fra en fisk, der ikke har denne type beskyttelse, begynde at fryse, når temperaturen når 0 ° C.

Referencer

1. Caviedes - Vidal, E., Karasov, WH, Chediack, JG, Fasulo, V., Cruz - Neto, AP, & Otani, L. (2008). Paracellulær absorption: en flagermus bryder pattedyrs paradigme. PLoS One, 3 (1), e1425.
2. Davies, PL, Hew, CL, & Fletcher, GL (1988). Frostvæske-proteiner: fysiologi og evolutionær biologi. Canadian Journal of Zoology, 66 (12), 2611–2617.
3. Freeman, S., & Herron, JC (2002). Evolutionsanalyse. Prentice Hall.
4. Price, ER, Brun, A., Caviedes - Vidal, E., & Karasov, WH (2015). Digestive tilpasninger af luftens livsstil. Fysiologi, 30 (1), 69–78.
5. Villagra, PE, Giordano, C., Alvarez, JA, Bruno Cavagnaro, J., Guevara, A., Sartor, C.,… & Greco, S. (2011). At være en plante i ørkenen: strategier til brug af vand og modstand mod vandspænding i Centralbjerget i Argentina. Austral Ecology, 21 (1), 29–42.