Fysiologische aanpassing in wat het bestaat en voorbeelden

een fysiologische aanpassing het is een kenmerk of kenmerk op het niveau van de fysiologie van een organisme - noem het cel, weefsel of orgaan - dat de biologische doeltreffendheid ervan verhoogt of geschiktheid.

In de fysiologie zijn er drie termen die niet verward moeten worden: aanpassing, instelling en acclimatisatie. De natuurlijke selectie van Charles Darwin is het enige bekende mechanisme dat aanleiding geeft tot aanpassingen. Dit proces is meestal langzaam en geleidelijk.

Het is gebruikelijk dat aanpassing wordt verward met instellen of acclimatiseren. De eerste term heeft betrekking op variaties op fysiologisch niveau, hoewel het ook kan voorkomen in de anatomie of biochemie, als gevolg van de blootstelling van het organisme aan een nieuwe omgevingsconditie, zoals koude of extreme hitte..

Acclimatie brengt dezelfde veranderingen met zich mee die worden beschreven in de term omgeving, alleen dat omgevingsvariaties worden veroorzaakt door een onderzoeker in het laboratorium of in het veld. Zowel acclimatisering als sfeer zijn omkeerbare verschijnselen.

index

• 1 Waar bestaat het uit??
• 2 Hoe kunnen we concluderen dat een eigenschap een fysiologische aanpassing is?
• 3 voorbeelden
  • 3.1 Spijsverteringssystemen bij het vliegen van gewervelde dieren
  • 3.2 Aanpassingen van planten in droge omgevingen
  • 3.3 Antivrieseiwitten in teleost vis
• 4 Referenties

Waar bestaat het uit??

Fysiologische aanpassingen zijn kenmerkend voor cellen, organen en weefsels die de effectiviteit van personen die het bezitten verhogen, met betrekking tot degenen die het niet dragen.

Wanneer we spreken van "werkzaamheid", verwijzen we naar de term die veel wordt gebruikt in de evolutionaire biologie (ook Darwiniaanse werkzaamheid genoemd of geschiktheid) gerelateerd aan het vermogen van organismen om te overleven en zich voort te planten. Deze parameter kan worden opgesplitst in twee componenten: de overlevingskans en het gemiddelde aantal nakomelingen.

Dat wil zeggen, wanneer we bepaalde fysiologische kenmerken hebben die de geschiktheid van individuen kunnen we aannemen dat het een adaptief kenmerk is.

We moeten voorzichtig zijn bij het identificeren van de aanpassingen, omdat alle kenmerken die we in een dier zien, niet adaptief zijn. We weten bijvoorbeeld allemaal dat ons bloed een levendige rode kleur heeft.

Deze eigenschap heeft geen adaptieve waarde en is slechts een chemisch gevolg. Het bloed is rood omdat het een molecuul heeft genaamd hemoglobine, verantwoordelijk voor zuurstoftransport.

Hoe kunnen we concluderen dat een eigenschap een fysiologische aanpassing is?

Wanneer we een specifiek kenmerk van een organisme waarnemen, kunnen we verschillende hypotheses over de adaptieve betekenis ervan opwerpen.

Het lijdt bijvoorbeeld geen twijfel dat de ogen van dieren structuren zijn die het vangen van licht mogelijk maken. Als we de bovenstaande volgorde van ideeën toepassen, kunnen we concluderen dat individuen met structuren die licht waarnemen, enig voordeel hebben ten opzichte van hun leeftijdsgenoten, zoals gemakkelijk ontsnappen aan roofdieren of gemakkelijker voedsel vinden..

Volgens de befaamde evolutionaire bioloog en paleontoloog Stephen Jay Gould "moet echter geen verklaring over de aanpassingswaarde van een personage alleen worden aanvaard omdat het plausibel en charmant is".

In feite is de demonstratie dat de personages aanpassingen zijn een van de meest opmerkelijke taken van de evolutionaire biologen, sinds de tijd van Charles Darwin.

Voorbeelden

Spijsverteringssystemen bij het vliegen van gewervelde dieren

Vliegende gewervelde dieren, vogels en vleermuizen staan ​​voor een fundamentele uitdaging: overwin de zwaartekracht om te kunnen mobiliseren.

Deze organismen hebben dus unieke kenmerken die we niet vinden in een andere groep gewervelde dieren waarvan de manier van bewegen duidelijk terrestrisch is, zoals een muis, bijvoorbeeld.

Modificaties van deze bijzondere gewervelde dieren variëren van lichte botten met interne gaten tot een aanzienlijke vermindering van de hersengrootte.

Volgens de literatuur is een van de belangrijkste selectieve drukken die deze diergroep heeft gevormd, de noodzaak om zijn massa te verminderen om de efficiëntie van de vlucht te vergroten..

Er wordt verondersteld dat het spijsverteringsstelsel door deze krachten is gevormd, waardoor personen met kortere darmen worden bevoordeeld, wat minder massa tijdens de vlucht zou inhouden.

Door het verminderen van de darmen komt echter een extra complicatie: de assimilatie van voedingsstoffen. Omdat er minder oppervlakte-absorptie is, kunnen we veronderstellen dat de inname van voedingsstoffen wordt beïnvloed. Recent onderzoek heeft aangetoond dat dit niet gebeurt.

Volgens Caviedes-Vidal (2008) is er een paracellulaire syntheseweg die de afname van darmweefsel compenseert. Om deze conclusies te bereiken, onderzochten de auteurs de absorptiepaden in de ingewanden van de vleesetende vleermuis Artibeus lituratus.

Aanpassingen van planten in droge omgevingen

Wanneer planten worden blootgesteld aan ongunstige omgevingscondities, kunnen ze niet verplaatsen naar andere locaties met betere omstandigheden, net als een vogel die naar warme gebieden kan migreren om aan de hittestress van de winter te ontsnappen..

Daarom hebben verschillende plantensoorten aanpassingen, waaronder fysiologische, waardoor ze geconfronteerd worden met ongunstige omstandigheden, zoals de droogte van de woestijnen..

Er zijn bomen met bijzonder uitgebreide wortelsystemen waarmee ze water in diepe reservoirs kunnen drinken.

Ze presenteren ook alternatieve metabole routes die waterverlies helpen verminderen. Onder deze routes bevinden zich de C4-centrales die het fenomeen fotorespiratie verminderen, dankzij de ruimtelijke scheiding van de Calvin-cyclus en de fixatie van koolstofdioxide.

Fotorespiratie is een alternatief pad dat geen winst oplevert en optreedt wanneer het enzym RuBisCO (ribulose-1,5-bisfosfaatcarboxylase / oxygenase) zuurstof gebruikt en geen koolstofdioxide.

De CAM-planten (zuurmetabolisme van de crasuláceas) verminderen het fotorespiratieproces en stellen de plant in staat om het verlies van water te verminderen, dankzij een tijdelijke scheiding.

Antivries-eiwitten in teleost vis

Verschillende soorten teleostvissen (behorende tot de infraclase Teleostei) hebben een reeks prachtige aanpassingen bereikt om zich te kunnen ontwikkelen in omgevingen met lage temperaturen.

Deze fysiologische aanpassingen omvatten de productie van antivrieseiwitten en glycoproteïnen. Deze moleculen worden geproduceerd in de lever van vissen en worden geëxporteerd naar de bloedbaan om hun functie te vervullen.

Volgens de biochemische samenstelling van de eiwitten worden vier groepen onderscheiden. Bovendien hebben niet alle soorten hetzelfde mechanisme: sommige synthetiseren eiwitten voordat ze worden blootgesteld aan lage temperaturen, andere doen dat in reactie op thermische stimulatie, terwijl een andere groep ze het hele jaar door synthetiseert.

Dankzij de colligatieve effecten van de oplossingen neemt bij het toevoegen van meer opgeloste stoffen aan het plasma de temperatuur waarbij het bevriest aanzienlijk af. In tegenstelling daarmee zouden de weefsels van een vis die dit type bescherming niet heeft, beginnen te bevriezen nadat de temperatuur 0 ° C heeft bereikt.

referenties

1. Caviedes-Vidal, E., Karasov, W.H., Chediack, J.G., Fasulo, V., Cruz-Neto, A.P., & Otani, L. (2008). Paracellulaire absorptie: een vleermuis breekt het zoogdierparadigma. PLoS One, 3(1), e1425.
2. Davies, P.L., Hew, C.L., & Fletcher, G.L. (1988). Antivries-eiwitten van vissen: fysiologie en evolutionaire biologie. Canadian Journal of Zoology, 66(12), 2611-2617.
3. Freeman, S., & Herron, J.C. (2002). Evolutionaire analyse. Prentice Hall.
4. Price, E.R., Brun, A., Caviedes-Vidal, E., & Karasov, W.H. (2015). Spijsverteringsaanpassingen van luchtfoto levensstijlen. fysiologie, 30(1), 69-78.
5. Villagra, P.E., Giordano, C., Alvarez, J.A., Bruno Cavagnaro, J., Guevara, A., Sartor, C., ... & Greco, S. (2011). Een plant in de woestijn zijn: strategieën voor watergebruik en weerstand tegen waterstress in de Centrale Monte van Argentinië. Zuidelijke ecologie, 21(1), 29-42.