التكيف الفسيولوجي في تكوينه وأمثلة

ل التكيف الفسيولوجي إنها سمة أو خاصية على مستوى فسيولوجيا الكائن الحي - يطلق عليها الخلية أو الأنسجة أو العضو - التي تزيد من فعاليتها البيولوجية أو لياقة بدنية.

في علم وظائف الأعضاء ، هناك ثلاثة مصطلحات يجب عدم الخلط بينها: التكيف والإعداد والتأقلم. الاختيار الطبيعي لتشارلز داروين هو الآلية الوحيدة المعروفة التي تؤدي إلى التكيف. هذه العملية عادة ما تكون بطيئة وتدريجية.

من الشائع أن يتم الخلط بين التكيف مع الإعداد أو التأقلم. يرتبط المصطلح الأول باختلافات على المستوى الفسيولوجي ، على الرغم من أنه يمكن أن يحدث أيضًا في علم التشريح أو الكيمياء الحيوية ، نتيجة لتعرض الكائن لحالة بيئية جديدة ، مثل البرد أو الحرارة الشديدة.

ينطوي التأقلم على نفس التغييرات الموصوفة في مصطلح البيئة ، إلا أن التغيرات البيئية تحدث بفعل باحث في المختبر أو في الحقل. كلا التأقلم والأجواء ظواهر قابلة للعكس.

مؤشر

• 1 ماذا تتكون؟?
• 2 كيف يمكننا أن نستنتج أن سمة هي التكيف الفسيولوجي?
• 3 أمثلة
  • 3.1 الجهاز الهضمي في الفقاريات الطائرة
  • 3.2 تكيف النباتات في البيئات القاحلة
  • 3.3 البروتينات المضادة للتجمد في الأسماك عن بعد
• 4 المراجع

ماذا تتكون؟?

التكيفات الفسيولوجية هي من خصائص الخلايا والأنسجة والأنسجة التي تزيد من فعالية الأفراد الذين يمتلكونها ، بالنسبة لأولئك الذين لا يحملونها.

عندما نتحدث عن "الفعالية" نشير إلى المصطلح المستخدم على نطاق واسع في البيولوجيا التطورية (وتسمى أيضًا الفعالية الداروينية أو لياقة بدنية) تتعلق بقدرة الكائنات الحية على البقاء والتكاثر. يمكن تقسيم هذه المعلمة إلى عنصرين: احتمال البقاء ومتوسط ​​عدد الأولاد.

وهذا هو ، عندما يكون لدينا بعض الخصائص الفسيولوجية التي تزيد من لياقة بدنية من الأفراد يمكننا أن نستشعر أنها ميزة تكيفية.

يجب أن نكون حذرين عند تحديد التعديلات ، لأن جميع الخصائص التي نراها في حيوان ليست قابلة للتكيف. على سبيل المثال ، نعلم جميعًا أن دمائنا له لون أحمر نابض بالحياة.

هذه الخاصية ليس لها قيمة تكيفية وهي مجرد نتيجة كيميائية. الدم أحمر لأنه يحتوي على جزيء يسمى الهيموغلوبين ، المسؤول عن نقل الأكسجين.

كيف يمكننا أن نستنتج أن سمة هي التكيف الفسيولوجي?

عندما نلاحظ خاصية محددة للكائن الحي ، يمكننا أن نطرح العديد من الفرضيات حول معناها التكيفي.

على سبيل المثال ، ليس هناك شك في أن عيون الحيوانات هي هياكل تسمح بالتقاط الضوء. إذا طبقنا ترتيب الأفكار الموضحة أعلاه ، فيمكننا أن نستنتج أن الأفراد ذوي الهياكل التي ترى الضوء يتمتعون ببعض المزايا على أقرانهم ، مثل الهروب بسهولة من الحيوانات المفترسة أو العثور على الطعام بسهولة أكبر..

ومع ذلك ، وفقا لعالم الأحياء التطوري الشهير وعالم الحفريات ستيفن جاي جولد "لا ينبغي قبول أي تفسير حول القيمة التكيفية للشخصية فقط لأنها معقولة وجذابة".

في الواقع ، فإن التوضيح بأن الشخصيات عبارة عن تكيفات هي واحدة من أبرز مهام علماء الأحياء التطورية ، منذ زمن تشارلز داروين.

أمثلة

الجهاز الهضمي في الفقاريات الطائرة

تواجه الفقاريات الطائرة والطيور والخفافيش تحديا أساسيا: التغلب على قوة الجاذبية لتكون قادرة على التعبئة.

وبالتالي ، فإن هذه الكائنات لها خصائص فريدة لا نجدها في مجموعة أخرى من الفقاريات التي من الواضح أن طريقة تحريكها أرضية ، مثل الماوس ، على سبيل المثال.

تتراوح تعديلات هذه الفقاريات الغريبة من عظام فاتحة ذات فتحات داخلية إلى انخفاض كبير في حجم المخ.

وفقا للأدب ، واحدة من أهم الضغوط الانتقائية التي شكلت هذه المجموعة الحيوانية هي الحاجة إلى تقليل كتلتها لزيادة كفاءة الرحلة.

من المفترض أن تكون هذه الجهاز الهضمي قد تشكلت من قبل هذه القوى ، لصالح الأفراد الذين يعانون من الأمعاء أقصر ، والتي من شأنها أن تنطوي على كتلة أقل أثناء الرحلة.

ومع ذلك ، عن طريق الحد من الأمعاء يأتي مضاعفات إضافية: استيعاب المواد الغذائية. نظرًا لوجود قدر أقل من الامتصاص السطحي ، يمكننا أن نتصور أن تناول المواد الغذائية يتأثر. أظهرت الأبحاث الحديثة أن هذا لا يحدث.

وفقًا لـ Caviedes-Vidal (2008) ، هناك طريق لامتصاص الخلايا الذي يعوض النقص في الأنسجة المعوية. للوصول إلى هذه الاستنتاجات ، حقق المؤلفون في مسارات الامتصاص في أمعاء الخفافيش المضرة أرتيبوس ليتوريتوس.

تكيف النباتات في البيئات القاحلة

عندما تتعرض النباتات لظروف بيئية ضارة ، لا يمكنها الانتقال إلى مواقع أخرى ذات ظروف أفضل ، كما يمكن أن يهاجر طائر إلى المناطق الدافئة هربًا من الإجهاد الحراري في الشتاء.

لذلك ، هناك أنواع نباتية مختلفة لديها تكيفات ، بما في ذلك الفسيولوجية ، والتي تسمح لهم بمواجهة ظروف غير مواتية ، مثل جفاف الصحاري.

هناك أشجار ذات أنظمة جذرية واسعة النطاق تسمح لها بشرب المياه في الخزانات العميقة.

كما أنها توفر مسارات أيضية بديلة تساعد في تقليل فقد الماء. من بين هذه الطرق ، لدينا مصانع C4 التي تقلل من ظاهرة التنفس الضوئي ، وذلك بفضل الفصل المكاني لدورة كالفين وتثبيت ثاني أكسيد الكربون.

التنفس الضوئي هو مسار بديل لا يوفر أي ربح ويحدث عندما يستخدم إنزيم RuBisCO (ريبولوز -1 ، 1.5 فسفوسفات كربوكسيلاز / أوكسجيناز) الأكسجين وليس ثاني أكسيد الكربون.

تعمل مصانع CAM (استقلاب الحمض في الصدفة) على تقليل عملية التنفس الضوئي والسماح للمصنع بتقليل فقد الماء ، وذلك بفضل الفصل المؤقت.

البروتينات المضادة للتجمد في الأسماك teleost

حققت عدة أنواع من أسماك teleost (تابعة لشبكة Teleostei infraclase) البحرية سلسلة من التعديلات الرائعة لتكون قادرة على التطور في بيئات ذات درجات حرارة منخفضة.

تشمل هذه التعديلات الفسيولوجية إنتاج البروتينات المضادة للتجمد والبروتينات السكرية. يتم إنتاج هذه الجزيئات في كبد الأسماك ويتم تصديرها إلى مجرى الدم لأداء وظيفتها.

وفقا للتكوين الكيميائي الحيوي للبروتينات ، يتم تمييز أربع مجموعات. بالإضافة إلى ذلك ، ليس لدى جميع الأنواع نفس الآلية: يقوم بعضها بتصنيع البروتينات قبل تعرضها لدرجات حرارة منخفضة ، والبعض الآخر يفعل ذلك استجابةً للتحفيز الحراري ، بينما تقوم مجموعة أخرى بتوليفها على مدار العام.

بفضل التأثيرات الترابطية للحلول ، عند إضافة المزيد من المواد المذابة إلى البلازما ، تنخفض درجة الحرارة المتجمدة بدرجة كبيرة. في المقابل ، فإن أنسجة الأسماك التي لا تتمتع بهذا النوع من الحماية ستبدأ في التجمد بعد أن تصل درجة الحرارة إلى 0 درجة مئوية.

مراجع

1. Caviedes-Vidal، E.، Karasov، W.H.، Chediack، J.G، Fasulo، V.، Cruz-Neto، A.P.، & Otani، L. (2008). امتصاص الخلايا: ينكسر الخفافيش نموذج الثدييات. بلوس واحد, 3(1) ، e1425.
2. Davies، P.L.، Hew، C.L.، & Fletcher، G.L. (1988). البروتينات المضادة للتجمد الأسماك: علم وظائف الأعضاء والبيولوجيا التطورية. المجلة الكندية لعلم الحيوان, 66(12) ، 2611-2617.
3. Freeman، S.، & Herron، J. C. (2002). التحليل التطوري. برنتيس هول.
4. Price، E. R.، Brun، A.، Caviedes-Vidal، E.، & Karasov، W. H. (2015). التكيف الهضمي لأنماط الحياة الجوية. علم وظائف الأعضاء, 30(1) ، 69-78.
5. Villagra، P.E، Giordano، C.، Alvarez، J.A، Bruno Cavagnaro، J.، Guevara، A.، Sartor، C.، ... & Greco، S. (2011). كونها نبات في الصحراء: استراتيجيات لاستخدام المياه ومقاومة الإجهاد المائي في وسط مونتي الأرجنتين. علم البيئة الجنوبية, 21(1) ، 29-42.