ADAPTARE FIZIOLOGICĂ: CE ESTE ȘI EXEMPLE - BIOLOGIE - 2025

O adaptare fiziologică este o trăsătură sau o caracteristică la nivelul fiziologiei unui organism - numiți-o celulă, țesut sau organ - care își mărește eficacitatea sau aptitudinea biologică.

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 treptat.

Sursa: pixabay.com

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 sau căldura extremă.

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

În ce constă?

Adaptările fiziologice sunt caracteristici ale celulelor, organelor și țesuturilor care cresc eficiența indivizilor care o posedă, în raport cu cei care nu o fac.

Când vorbim de „eficacitate” ne referim la termenul utilizat pe scară largă în biologia evolutivă (numită și eficacitate darwiniană sau fitness) legată de capacitatea organismelor de a supraviețui și de a se reproduce. Acest parametru poate fi defalcat în două componente: probabilitatea supraviețuirii și numărul mediu de urmași.

Adică, atunci când avem anumite caracteristici fiziologice care cresc capacitatea indivizilor, putem intui că este o trăsătură adaptivă.

Trebuie să fim atenți atunci când identificăm adaptările, deoarece toate caracteristicile pe care le vedem la un animal nu sunt adaptive. De exemplu, știm cu toții că sângele nostru are o culoare roșie vibrantă.

Această caracteristică nu are o valoare adaptativă și este doar o consecință chimică. Sângele este roșu, deoarece are o moleculă numită hemoglobină, responsabilă cu 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 sensul său adaptativ.

De exemplu, nu există nicio îndoială că ochii animalelor sunt structuri care permit captarea luminii. Dacă aplicăm ordinea ideilor expuse mai sus, putem concluziona că indivizii cu structuri care percep lumina au un avantaj asupra semenilor lor, cum ar fi evadarea cu ușurință de prădători sau găsirea mai ușoară a alimentelor.

Cu toate acestea, potrivit celebrului biolog și paleontolog evoluționist Stephen Jay Gould, „nicio explicație a valorii adaptative a unui personaj nu trebuie acceptată doar pentru că este plauzibilă și fermecătoare”.

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

Exemple

Sisteme digestive la vertebrele zburătoare

Vertebrele care zboară, păsările și liliecii, se confruntă cu o provocare fundamentală: să depășească forța gravitației pentru a se putea mișca.

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

Modificările acestor vertebrate particulare 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 conturat acest grup animal este nevoia de a-și reduce masa pentru a crește eficiența zborului.

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

Cu toate acestea, la reducerea intestinelor vine o complicație suplimentară: asimilarea nutrienților. Deoarece există o suprafață de absorbție mai mică, putem intui că aportul de nutrienți este afectat. Cercetările recente au arătat că acest lucru nu se întâmplă.

Conform 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 fructului Artibeus lituratus.

Adaptările plantelor la mediile aride

Atunci când plantele sunt expuse la condiții adverse de mediu, nu se pot muta în alte locații cu circumstanțe mai bune, întrucât 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 cele fiziologice, care le permit să se confrunte cu condiții nefavorabile, cum ar fi seceta în deșerturi.

Există copaci cu sisteme de rădăcini deosebit de extinse (rădăcini) care le permit să ia apă din rezervoarele adânci.

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

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

Plantele CAM (metabolismul acidului crassulaceae) încetinesc procesul de fotorepirație și permit plantei să reducă pierderile de apă, grație unei separații temporare.

Proteine ​​antigel la peștele teleost

Mai multe specii de pești teleostei marini (aparținând infraclasei Teleostei) au obținut 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 fluxul sanguin pentru a-și îndeplini funcția.

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

Datorită efectelor coligative ale soluțiilor, atunci când se adaugă mai multe soluții plasmatice, 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, WH, Chediack, JG, Fasulo, V., Cruz - Neto, AP, & Otani, L. (2008). Absorbția paracelulară: un liliac rupe paradigma mamiferului. PLoS One, 3 (1), e1425.
2. Davies, PL, Hew, CL, & Fletcher, GL (1988). Proteine ​​antigel de pește: fiziologie și biologie evolutivă. Canadian Journal of Zoology, 66 (12), 2611–2617.
3. Freeman, S., & Herron, JC (2002). Analiza evolutivă. Sala Prentice.
4. Price, ER, Brun, A., Caviedes - Vidal, E., & Karasov, WH (2015). Adaptări digestive ale stilurilor de viață aeriene. Fiziologie, 30 (1), 69–78.
5. Villagra, PE, Giordano, C., Alvarez, JA, Bruno Cavagnaro, J., Guevara, A., Sartor, C., … și Greco, S. (2011). Fiind o plantă în deșert: strategii pentru utilizarea apei și rezistența la stresul apei în Muntele Central al Argentinei. Australian Ecology, 21 (1), 29–42.