Adaptare fiziologică în ce constă și exemple

A adaptare fiziologică este o trăsătură sau caracteristică la nivelul fiziologiei unui organism - numiți-o celulă, țesut sau organ - care îi sporește eficacitatea biologică sau fitness.

În fiziologie, există trei termeni care nu trebuie confundați: adaptare, setare și aclimatizare. Selecția naturală a lui Charles Darwin este singurul mecanism cunoscut care duce la adaptări. Acest proces este, în general, lent și gradual.

Este obișnuit ca adaptarea să fie confundată cu setarea sau aclimatizarea. Primul termen este legat de variații la nivel fiziologic, deși poate apărea și în anatomie sau biochimie, ca urmare a expunerii organismului la o nouă condiție de mediu, cum ar fi frigul extrem sau căldura..

Aclimatizarea implică aceleași schimbări descrise în termenul de mediu, doar că variațiile de mediu sunt induse de un cercetător în laborator sau pe teren. Atât aclimatizarea, cât și setarea sunt fenomene reversibile.

Indice articol

• 1 Ce face?
• 2 Cum putem concluziona că o trăsătură este o adaptare fiziologică?
• 3 Exemple
  • 3.1 Sistemele digestive la vertebratele zburătoare
  • 3.2 Adaptarea plantelor la medii aride
  • 3.3 Proteine ​​antigel la peștii teleostici
• 4 Referințe

În ce constă?

Adaptările fiziologice sunt caracteristici ale celulelor, organelor și țesuturilor care sporesc eficiența indivizilor care o posedă, față de cei care nu o poartă..

Când vorbim de „eficacitate” ne referim la termenul utilizat pe scară largă în biologia evoluției (numit și eficacitate darwiniană sau fitness) legat de capacitatea organismelor de a supraviețui și de a se reproduce. Acest parametru poate fi împărțit în două componente: probabilitatea de a supraviețui și numărul mediu de descendenți..

Adică, atunci când avem anumite caracteristici fiziologice care măresc fitness de indivizi putem intui că este o trăsătură adaptativă.

Trebuie să fim atenți atunci când identificăm adaptările, deoarece toate caracteristicile pe care le vedem la un animal nu sunt adaptative. De exemplu, știm cu toții că sângele nostru este roșu vibrant..

Această caracteristică nu are valoare de adaptare și este doar o consecință chimică. Sângele este roșu, deoarece are o moleculă numită hemoglobină, responsabilă de transportul oxigenului.

Cum putem concluziona că o trăsătură este o adaptare fiziologică?

Când observăm o caracteristică specifică a unui organism, putem face mai multe ipoteze despre semnificația sa adaptativă.

De exemplu, nu există nicio îndoială că ochii animalelor sunt structuri care permit captarea luminii. Dacă aplicăm ordinea de idei prezentată mai sus, putem concluziona că indivizii cu structuri care percep lumina au un anumit avantaj față de colegii lor, cum ar fi evadarea ușoară de la prădători sau găsirea hranei mai ușor..

Cu toate acestea, potrivit celebrului biolog și paleontolog evolutiv Stephen Jay Gould „nicio explicație despre valoarea adaptativă a unui personaj nu ar trebui acceptată doar pentru că este plauzibil și fermecător”.

De fapt, demonstrația conform căreia personajele sunt adaptări este una dintre cele mai proeminente sarcini ale biologilor evoluționisti, încă de pe vremea lui Charles Darwin..

Exemple

Sistemele digestive la vertebratele zburătoare

Vertebratele, păsările și liliecii zburători se confruntă cu o provocare fundamentală: depășirea forței gravitaționale pentru a putea să se mobilizeze.

Astfel, aceste organisme au caracteristici unice pe care nu le găsim la un alt grup de vertebrate al căror mod de mișcare este pur terestru, cum ar fi șoarecele, de exemplu..

Modificările acestor vertebrate deosebite variază de la oase ușoare cu găuri interne la o reducere considerabilă a dimensiunii creierului..

Conform literaturii, una dintre cele mai importante presiuni selective care a modelat acest grup de animale este necesitatea de a-și reduce masa pentru a crește eficiența zborului..

Se presupune că sistemul digestiv a fost modelat de aceste forțe, favorizând indivizii cu intestine mai scurte, ceea ce ar implica mai puțină masă în timpul zborului..

Cu toate acestea, la reducerea intestinelor apare o complicație suplimentară: asimilarea nutrienților. Deoarece există o suprafață de absorbție mai mică, putem intui că aportul de substanțe nutritive este afectat. Cercetări recente au arătat că acest lucru nu se produce.

Potrivit lui Caviedes-Vidal (2008), există o cale de absorbție paracelulară care compensează scăderea țesutului intestinal. Pentru a ajunge la aceste concluzii, autorii au investigat căile de absorbție din intestinele liliacului de fructe. Artibeus lituratus.

Adaptări ale plantelor la medii aride

Atunci când plantele sunt expuse condițiilor de mediu nefavorabile, nu se pot muta în alte locații cu circumstanțe mai bune, așa cum ar putea face o pasăre care migrează în zone calde pentru a scăpa de stresul termic al iernii..

Din acest motiv, diferite specii de plante au adaptări, inclusiv fiziologice, care le permit să se confrunte cu condiții nefavorabile, cum ar fi seceta în deșerturi..

Există copaci cu sisteme radiculare deosebit de extinse (rădăcini) care le permit să ia apă în rezervoare adânci.

De asemenea, prezintă căi metabolice alternative care ajută la reducerea pierderilor de apă. Printre aceste căi avem plante C4 care reduc fenomenul de fotorespirare, grație separării spațiale a ciclului Calvin și fixării dioxidului de carbon..

Fotorespirația este o cale alternativă care nu oferă niciun câștig și apare atunci când enzima RuBisCO (ribuloză-1,5-bifosfat carboxilază / oxigenază) folosește oxigen și nu dioxid de carbon.

Plantele CAM (metabolismul acidului crassulaceae) încetinesc procesul de fotorespirare și permit plantei să reducă pierderile de apă, datorită unei separări temporare.

Proteine ​​antigel la peștii teleostici

Mai multe specii de pești marini teleost (aparținând infraclasei Teleostei) au realizat o serie de adaptări magnifice pentru a se putea dezvolta în medii cu temperaturi scăzute..

Aceste adaptări fiziologice includ producerea de proteine ​​antigel și glicoproteine. Aceste molecule sunt produse în ficatul peștilor și sunt exportate în sânge pentru a-și îndeplini funcția..

Conform compoziției biochimice a proteinelor, se disting patru grupuri. Mai mult, nu toate speciile au același mecanism: unele sintetizează proteinele înainte de a fi expuse la temperaturi scăzute, altele o fac ca răspuns la stimulii termici, în timp ce un alt grup le sintetizează pe tot parcursul anului..

Datorită efectelor coligative ale soluțiilor, prin adăugarea mai multor substanțe dizolvate în plasmă, temperatura la care îngheață scade semnificativ. În schimb, țesuturile unui pește care nu are acest tip de protecție ar începe să înghețe după ce temperatura atinge 0 ° C.

Referințe

1. Caviedes-Vidal, E., Karasov, W. H., Chediack, J. G., Fasulo, V., Cruz-Neto, A. P. și Otani, L. (2008). Absorbție paracelulară: un liliac rupe paradigma mamiferelor. Plus unu, 3(1), e1425.
2. Davies, P. L., Hew, C. L. și Fletcher, G. L. (1988). Proteine ​​antigel pește: fiziologie și biologie evolutivă. Revista canadiană de zoologie, 66(12), 2611-2617.
3. Freeman, S. și Herron, J. C. (2002). Analiza evolutivă. Prentice hall.
4. Price, E. R., Brun, A., Caviedes-Vidal, E. și Karasov, W. H. (2015). Adaptări digestive ale stilurilor de viață aeriene. Fiziologie, 30(1), 69-78.
5. Villagra, P. E., Giordano, C., Alvarez, J. A., Bruno Cavagnaro, J., Guevara, A., Sartor, C., ... & Greco, S. (2011). Fiind o plantă în deșert: strategii de utilizare a apei și rezistență la stresul apei în Muntele Central al Argentinei. Ecologia sudică, douăzeci și unu(1), 29-42.