FYSIOLOGISK ANPASSNING: VAD DET ÄR OCH EXEMPEL - BIOLOGI - 2025

En fysiologisk anpassning är en egenskap eller egenskap på nivån för fysiologin hos en organisme - kalla den en cell, vävnad eller organ - som ökar dess biologiska effektivitet eller kondition.

I fysiologi finns det tre termer som inte bör förväxlas: anpassning, inställning och acklimatisering. Charles Darwins naturliga urval är den enda kända mekanismen som leder till anpassningar. Denna process är i allmänhet långsam och gradvis.

Källa: pixabay.com

Det är vanligt att anpassning förväxlas med inställning eller acklimatisering. Den första termen är relaterad till variationer på fysiologisk nivå, även om den också kan förekomma i anatomi eller biokemi, som ett resultat av kroppens exponering för ett nytt miljöskick, till exempel extrem kyla eller värme.

Acklimatisering innebär samma förändringar som beskrivs i termen miljö, bara att miljövariationerna framkallas av en forskare på laboratoriet eller i fältet. Både acklimatisering och inställning är reversibla fenomen.

Vad består det av?

Fysiologiska anpassningar är egenskaper hos celler, organ och vävnader som ökar effektiviteten hos de individer som besitter det, med avseende på de som inte gör det.

När vi talar om "effektivitet" menar vi det uttryck som används allmänt inom evolutionär biologi (även kallad darwinisk effektivitet eller kondition) relaterat till organismernas förmåga att överleva och reproducera. Denna parameter kan delas upp i två komponenter: sannolikheten för överlevnad och det genomsnittliga antalet avkommor.

Det vill säga, när vi har vissa fysiologiska egenskaper som ökar individens kondition, kan vi intuitera att det är ett adaptivt drag.

Vi måste vara försiktiga när vi identifierar anpassningar, eftersom alla egenskaper som vi ser i ett djur inte är anpassningsbara. Till exempel vet vi alla att vårt blod har en livlig röd färg.

Denna egenskap har inget anpassningsvärde och är endast en kemisk konsekvens. Blodet är rött eftersom det har en molekyl som kallas hemoglobin, ansvarig för transport av syre.

Hur kan vi dra slutsatsen att ett drag är en fysiologisk anpassning?

När vi observerar en specifik egenskap hos en organisme kan vi göra flera hypoteser om dess adaptiva betydelse.

Till exempel är det ingen tvekan om att djurens ögon är strukturer som möjliggör fångning av ljus. Om vi ​​tillämpar den idéordning som anges ovan kan vi dra slutsatsen att individer med strukturer som uppfattar ljus har viss fördel gentemot sina kamrater, som att lätt fly från rovdjur eller lättare hitta mat.

Enligt den berömda evolutionsbiologen och paleontologen Stephen Jay Gould bör emellertid "ingen förklaring av en karakters anpassningsvärde accepteras bara för att den är rimlig och charmig."

Att bevisa att karaktärer är anpassningar är faktiskt en av de mest framstående uppgifterna för evolutionära biologer sedan Charles Darwins tid.

exempel

Matsmältningssystem i flygande ryggradsdjur

Flygande ryggradsdjur, fåglar och fladdermöss står inför en grundläggande utmaning: att övervinna tyngdkraften för att kunna röra sig.

Således har dessa organismer unika egenskaper som vi inte hittar i en annan grupp ryggradsdjur vars sätt att röra sig är markbundet, till exempel en mus.

Modifieringar av dessa speciella ryggradsdjur varierar från lätta ben med inre hål till en avsevärd minskning av hjärnstorleken.

Enligt litteraturen är ett av de viktigaste selektiva trycket som har format denna djurgrupp behovet av att minska dess massa för att öka flygeffektiviteten.

Det antas att matsmältningssystemet har formats av dessa krafter, vilket gynnar individer med kortare tarmar, vilket skulle innebära mindre massa under flykt.

Men när man minskar tarmen kommer en ytterligare komplikation: assimilering av näringsämnen. Eftersom det finns en mindre absorptionsyta kan vi intuitera att intaget av näringsämnen påverkas. Ny forskning har visat att detta inte händer.

Enligt Caviedes - Vidal (2008) finns det en paracellulär absorptionsväg som kompenserar för minskningen av tarmvävnaden. För att komma till dessa slutsatser undersökte författarna absorptionsvägarna i tarmarna hos fruktfladderträdgården Artibeus lituratus.

Plantera anpassningar till torra miljöer

När växter utsätts för ogynnsamma miljöförhållanden kan de inte flytta till andra platser med bättre omständigheter, eftersom en fågel som flyttar till varma områden för att undvika värmestressen på vintern kan.

Av denna anledning har olika växtsorter anpassningar, inklusive fysiologiska, som gör att de kan möta ogynnsamma förhållanden, såsom torka i öknar.

Det finns träd med särskilt omfattande rotsystem (rötter) som gör att de kan ta vatten från djupa reservoarer.

De presenterar också alternativa metaboliska vägar som hjälper till att minska vattenförlusten. Bland dessa vägar har vi C4-växter som minskar fenomenet fotorespiration, tack vare den rumsliga separationen av Calvin-cykeln och fixeringen av koldioxid.

Fotorespiration är en alternativ väg som inte ger någon förstärkning och uppstår när enzymet RuBisCO (ribulosa-1,5-bisfosfatkarboxylas / syrgas) använder syre och inte koldioxid.

CAM-växter (crassulaceae acid metabolism) bromsar fotorespirationsprocessen och låter växten minska vattenförlusten tack vare en tillfällig separering.

Frostskyddsproteiner i teleost fisk

Flera arter av marina teleostfiskar (som tillhör Teleostei-infraklassen) har uppnått en serie magnifika anpassningar för att kunna utvecklas i miljöer med låga temperaturer.

Dessa fysiologiska anpassningar inkluderar produktion av frostskyddsproteiner och glykoproteiner. Dessa molekyler produceras i levern av fisk och exporteras till blodomloppet för att fullgöra sin funktion.

Enligt den biokemiska sammansättningen av proteinerna skiljer sig fyra grupper. Dessutom har inte alla arter samma mekanism: vissa syntetiserar proteiner innan de utsätts för låga temperaturer, andra gör det som svar på termiska stimuli, medan en annan grupp syntetiserar dem under hela året.

Tack vare de samverkande effekterna av lösningarna, när man lägger till mer lösta ämnen i plasma, sjunker temperaturen vid vilken den fryser avsevärt. Däremot skulle vävnaderna från en fisk som inte har denna typ av skydd börja frysa efter att temperaturen når 0 ° C.

referenser

1. Caviedes - Vidal, E., Karasov, WH, Chediack, JG, Fasulo, V., Cruz - Neto, AP, & Otani, L. (2008). Paracellulär absorption: en flaggermus bryter däggdjursparadigmet. PLoS One, 3 (1), e1425.
2. Davies, PL, Hew, CL, & Fletcher, GL (1988). Frostskyddsproteiner: fysiologi och evolutionär biologi. Canadian Journal of Zoology, 66 (12), 2611–2617.
3. Freeman, S., & Herron, JC (2002). Evolutionsanalys. Prentice Hall.
4. Price, ER, Brun, A., Caviedes - Vidal, E., & Karasov, WH (2015). Matsmältningsanpassningar av luftens livsstil. Fysiologi, 30 (1), 69–78.
5. Villagra, PE, Giordano, C., Alvarez, JA, Bruno Cavagnaro, J., Guevara, A., Sartor, C., … & Greco, S. (2011). Att vara en växt i öknen: strategier för vattenanvändning och motstånd mot vattenspänning i Central Mountain of Argentina. Södra ekologi, 21 (1), 29–42.