FIZYOLOJIK UYUM: NEDIR VE ÖRNEKLER - BIYOLOJI - 2025

Bir fizyolojik uyum biyolojik etkinliğini ya da formunu yükseltir -, bir hücre, doku ya da organ çağrı - bir organizmanın fizyolojisi seviyesinde bir özellik ya da bir özelliğidir.

Fizyolojide karıştırılmaması gereken üç terim vardır: adaptasyon, ortam ve iklime alışma. Charles Darwin'in doğal seçilimi, adaptasyonlara yol açan bilinen tek mekanizmadır. Bu süreç genellikle yavaş ve aşamalıdır.

Kaynak: Pixabay.com

Adaptasyonun ayar veya iklime alışma ile karıştırılması yaygındır. İlk terim fizyolojik düzeydeki varyasyonlarla ilgilidir, ancak vücudun aşırı soğuk veya sıcak gibi yeni bir çevresel koşula maruz kalmasının bir sonucu olarak anatomi veya biyokimyada da ortaya çıkabilir.

Alıştırma, çevre teriminde açıklanan değişikliklerin aynısını içerir, yalnızca çevresel değişiklikler laboratuvardaki veya sahadaki bir araştırmacı tarafından tetiklenir. Hem alışma hem de ortam tersine çevrilebilir fenomenlerdir.

Ne içeriyor?

Fizyolojik adaptasyonlar, hücre, organ ve dokuların, sahip olmayanların sahip olmayanlara göre verimini artıran özellikleridir.

"Etkililik" den bahsettiğimizde, organizmaların hayatta kalma ve üreme yeteneği ile ilgili evrimsel biyolojide yaygın olarak kullanılan terimi (Darwinci etkinlik veya uygunluk olarak da adlandırılır) kastediyoruz. Bu parametre iki bileşene ayrılabilir: hayatta kalma olasılığı ve ortalama yavru sayısı.

Yani, bireylerin zindeliğini artıran belirli fizyolojik özelliklere sahip olduğumuzda, bunun adaptif bir özellik olduğunu sezebiliriz.

Bir hayvanda gördüğümüz tüm özellikler uyarlanabilir olmadığından, adaptasyonları belirlerken dikkatli olmalıyız. Örneğin, kanımızın canlı bir kırmızı renge sahip olduğunu hepimiz biliyoruz.

Bu özelliğin uyarlanabilir bir değeri yoktur ve yalnızca kimyasal bir sonuçtur. Kan kırmızıdır çünkü oksijen taşınmasından sorumlu hemoglobin adı verilen bir moleküle sahiptir.

Bir özelliğin fizyolojik bir adaptasyon olduğu sonucuna nasıl varabiliriz?

Bir organizmanın belirli bir özelliğini gözlemlediğimizde, onun uyarlanabilir anlamı hakkında birkaç hipotez oluşturabiliriz.

Örneğin hayvanların gözleri ışığın yakalanmasına izin veren yapılar olduğuna şüphe yok. Yukarıda belirtilen fikir sırasını uygularsak, ışığı algılayan yapılara sahip bireylerin, yırtıcılardan daha kolay kaçmak veya daha kolay yiyecek bulmak gibi akranlarına göre bazı avantajlara sahip olduğu sonucuna varabiliriz.

Bununla birlikte, ünlü evrimsel biyolog ve paleontolog Stephen Jay Gould'a göre "bir karakterin uyarlanabilir değerinin hiçbir açıklaması, makul ve çekici olduğu için kabul edilmemelidir."

Aslında karakterlerin adaptasyon olduğunun ispatı, Charles Darwin'den beri evrimci biyologların en önemli görevlerinden biridir.

Örnekler

Uçan omurgalılarda sindirim sistemleri

Uçan omurgalılar, kuşlar ve yarasalar temel bir zorlukla karşı karşıyadır: hareket edebilmek için yerçekiminin üstesinden gelmek.

Bu nedenle, bu organizmalar, örneğin bir fare gibi, tamamen karasal hareket eden başka bir omurgalılar grubunda bulamadığımız benzersiz özelliklere sahiptir.

Bu tuhaf omurgalıların modifikasyonları, iç delikleri olan hafif kemiklerden beyin boyutunda önemli bir küçülmeye kadar uzanır.

Literatüre göre, bu hayvan grubunu şekillendiren en önemli seçici baskılardan biri, uçuş verimini artırmak için kütlesini azaltma ihtiyacıdır.

Sindirim sisteminin bu kuvvetler tarafından şekillendirildiği ve daha kısa bağırsakları olan bireyleri tercih ettiği ve bu da uçuş sırasında daha az kütle anlamına geldiği varsayılmaktadır.

Bununla birlikte, bağırsakları küçültürken ek bir komplikasyon ortaya çıkar: besinlerin asimilasyonu. Daha küçük bir emilim yüzeyi olduğu için, besin alımının etkilendiğini sezebiliriz. Son araştırmalar bunun olmadığını göstermiştir.

Caviedes - Vidal'a (2008) göre bağırsak dokusundaki azalmayı telafi eden bir hücre içi emilim yolu vardır. Bu sonuçlara ulaşmak için yazarlar, meyve yarasası Artibeus lituratus'un bağırsaklarındaki emilim yollarını araştırdılar.

Kurak ortamlara bitki adaptasyonları

Bitkiler olumsuz çevresel koşullara maruz kaldıklarında, kışın sıcak stresinden kaçmak için sıcak alanlara göç eden bir kuş gibi, daha iyi koşullara sahip başka yerlere taşınamazlar.

Bu nedenle, fizyolojik olanlar da dahil olmak üzere farklı bitki türlerinin, çöllerdeki kuraklık gibi olumsuz koşullarla yüzleşmelerine izin veren adaptasyonları vardır.

Derin rezervuarlardan su almalarına izin veren özellikle kapsamlı kök sistemlerine (köklere) sahip ağaçlar vardır.

Ayrıca su kaybını azaltmaya yardımcı olan alternatif metabolik yollar sunarlar. Bu yollar arasında, Calvin döngüsünün mekansal ayrımı ve karbondioksitin sabitlenmesi sayesinde fotorespirasyon fenomenini azaltan C4 bitkilerimiz var.

Fotorespirasyon, herhangi bir kazanç sağlamayan alternatif bir yoldur ve RuBisCO (ribuloz-1,5-bifosfat karboksilaz / oksijenaz) enzimi karbondioksit değil oksijen kullandığında ortaya çıkar.

CAM bitkileri (crassulaceae asit metabolizması), fotorespirasyon sürecini yavaşlatır ve geçici bir ayırma sayesinde bitkinin su kaybını azaltmasını sağlar.

Teleost balıklarda antifriz proteinleri

Teleostei infraclass'a ait olan birkaç deniz teleost balığı türü, düşük sıcaklıklara sahip ortamlarda gelişebilmek için bir dizi muhteşem adaptasyon elde etti.

Bu fizyolojik adaptasyonlar, antifriz proteinlerinin ve glikoproteinlerin üretimini içerir. Bu moleküller balıkların karaciğerinde üretilir ve işlevlerini yerine getirmek için kan dolaşımına gönderilir.

Proteinlerin biyokimyasal bileşimine göre dört grup ayırt edilir. Dahası, tüm türler aynı mekanizmaya sahip değildir: Bazıları düşük sıcaklıklara maruz kalmadan önce proteinleri sentezler, diğerleri bunu termal uyaranlara yanıt olarak yapar, diğer bir grup ise yıl boyunca bunları sentezler.

Çözeltilerin kolligatif etkileri sayesinde, plazmaya daha fazla çözelti eklendiğinde donma sıcaklığı önemli ölçüde azalır. Buna karşılık, bu tür bir korumaya sahip olmayan bir balığın dokuları, sıcaklık 0 ° C'ye ulaştıktan sonra donmaya başlar.

Referanslar

1. Caviedes - Vidal, E., Karasov, WH, Chediack, JG, Fasulo, V., Cruz - Neto, AP ve Otani, L. (2008). Paraselüler absorpsiyon: Bir yarasa, memeli paradigmasını bozar. PLoS Bir, 3 (1), e1425.
2. Davies, PL, Hew, CL ve Fletcher, GL (1988). Balık antifriz proteinleri: fizyoloji ve evrimsel biyoloji. Kanada Zooloji Dergisi, 66 (12), 2611–2617.
3. Freeman, S. ve Herron, JC (2002). Evrimsel analiz. Prentice Hall.
4. Fiyat, ER, Brun, A., Caviedes - Vidal, E. ve Karasov, WH (2015). Hava yaşam tarzlarının sindirim uyarlamaları. Fizyoloji, 30 (1), 69–78.
5. Villagra, PE, Giordano, C., Alvarez, JA, Bruno Cavagnaro, J., Guevara, A., Sartor, C.,… & Greco, S. (2011). Çölde bir bitki olmak: Arjantin'in Orta Dağında su kullanımı ve su stresine karşı direnç için stratejiler. Austral Ekoloji, 21 (1), 29–42.