PENYESUAIAN FISIOLOGI: APA ITU DAN CONTOHNYA - BIOLOGI - 2026

A penyesuaian fisiologi adalah sifat atau ciri pada tahap fisiologi organisma - memanggilnya sel, tisu atau organ - yang meningkatkan keberkesanan biologi atau kecergasan.

Dalam fisiologi, ada tiga istilah yang tidak boleh dikelirukan: penyesuaian, pengaturan, dan aklimatisasi. Pemilihan semula jadi Charles Darwin adalah satu-satunya mekanisme yang diketahui yang membawa kepada penyesuaian. Proses ini secara amnya lambat dan beransur-ansur.

Sumber: pixabay.com

Adalah biasa bagi penyesuaian diri yang keliru dengan pengaturan atau aklimatisasi. Istilah pertama berkaitan dengan variasi pada tahap fisiologi, walaupun dapat juga terjadi pada anatomi atau biokimia, sebagai akibat dari pendedahan tubuh kepada keadaan persekitaran baru, seperti sejuk atau panas yang melampau.

Aklimatisasi melibatkan perubahan yang sama yang dijelaskan dalam istilah lingkungan, hanya bahawa variasi persekitaran disebabkan oleh penyelidik di makmal atau di lapangan. Kedua-dua aklimatisasi dan pengaturan adalah fenomena yang boleh dibalikkan.

Apa itu terdiri?

Penyesuaian fisiologi adalah ciri-ciri sel, organ dan tisu yang meningkatkan kecekapan individu yang memilikinya, berkenaan dengan mereka yang tidak.

Apabila kita berbicara mengenai "keberkesanan" kita bermaksud istilah yang digunakan secara meluas dalam biologi evolusi (juga disebut keberkesanan atau kecergasan Darwin) yang berkaitan dengan kemampuan organisma untuk bertahan dan berkembang biak. Parameter ini dapat dipecah menjadi dua komponen: kebarangkalian bertahan hidup dan jumlah rata-rata keturunan.

Maksudnya, apabila kita mempunyai ciri-ciri fisiologi tertentu yang meningkatkan kecergasan individu, kita dapat memahami bahawa itu adalah sifat adaptif.

Kita mesti berhati-hati ketika mengenal pasti penyesuaian, kerana semua ciri yang kita lihat pada haiwan tidak adaptif. Sebagai contoh, kita semua tahu bahawa darah kita mempunyai warna merah yang terang.

Ciri ini tidak mempunyai nilai adaptif dan hanya akibat kimia. Darah berwarna merah kerana mempunyai molekul yang disebut hemoglobin, yang bertanggungjawab untuk pengangkutan oksigen.

Bagaimana kita dapat menyimpulkan bahawa sifat adalah penyesuaian fisiologi?

Apabila kita melihat ciri khas organisma, kita dapat membuat beberapa hipotesis mengenai makna adaptifnya.

Sebagai contoh, tidak ada keraguan bahawa mata haiwan adalah struktur yang memungkinkan penangkapan cahaya. Sekiranya kita menerapkan susunan idea yang dinyatakan di atas, kita dapat menyimpulkan bahawa individu dengan struktur yang merasakan cahaya mempunyai kelebihan berbanding rakan sebayanya, seperti melepaskan diri dari pemangsa atau mencari makanan dengan lebih mudah.

Namun, menurut ahli biologi evolusi dan ahli paleontologi terkenal Stephen Jay Gould "tidak ada penjelasan mengenai nilai adaptif watak yang harus diterima hanya kerana ia masuk akal dan menawan."

Sebenarnya, demonstrasi bahawa watak adalah penyesuaian adalah salah satu tugas yang paling menonjol dari ahli biologi evolusi, sejak zaman Charles Darwin.

Contoh

Sistem pencernaan dalam vertebrata terbang

Terbang vertebrata, burung dan kelawar, menghadapi cabaran mendasar: untuk mengatasi daya graviti untuk dapat bergerak.

Oleh itu, organisma ini mempunyai ciri-ciri unik yang tidak kita dapati dalam kumpulan vertebrata lain yang cara bergeraknya adalah darat semata-mata, seperti tikus, misalnya.

Pengubahsuaian vertebrata pelik ini berkisar dari tulang ringan dengan lubang dalaman hingga pengurangan ukuran otak yang cukup besar.

Menurut literatur, salah satu tekanan selektif yang paling penting yang membentuk kumpulan haiwan ini adalah keperluan untuk mengurangkan jisimnya untuk meningkatkan kecekapan penerbangan.

Diperkirakan bahwa sistem pencernaan telah dibentuk oleh kekuatan-kekuatan ini, yang menguntungkan individu dengan usus yang lebih pendek, yang berarti lebih sedikit massa semasa penerbangan.

Walau bagaimanapun, semasa mengurangkan usus timbul komplikasi tambahan: asimilasi nutrien. Oleh kerana terdapat permukaan penyerapan yang lebih kecil, kita dapat memastikan pengambilan nutrien terjejas. Penyelidikan terkini menunjukkan bahawa perkara ini tidak berlaku.

Menurut Caviedes - Vidal (2008), terdapat jalan penyerapan parasel yang mengimbangi penurunan tisu usus. Untuk mencapai kesimpulan ini, penulis meneliti jalan penyerapan di usus kelawar buah Artibeus lituratus.

Penyesuaian tanaman ke persekitaran gersang

Apabila tanaman terdedah kepada keadaan persekitaran yang buruk, mereka tidak dapat berpindah ke lokasi lain dengan keadaan yang lebih baik, seperti burung yang berhijrah ke kawasan hangat untuk menghindari tekanan panas musim sejuk.

Atas sebab ini, spesies tumbuhan yang berbeza mempunyai penyesuaian, termasuk yang fisiologi, yang memungkinkan mereka menghadapi keadaan yang tidak baik, seperti kekeringan di padang pasir.

Terdapat pokok dengan sistem akar (akar) yang sangat luas yang membolehkan mereka mengambil air dari takungan dalam.

Mereka juga menunjukkan jalan metabolik alternatif yang membantu mengurangkan kehilangan air. Di antara laluan ini kita mempunyai tanaman C4 yang mengurangkan fenomena respirasi fotor, berkat pemisahan spasial kitaran Calvin dan penetapan karbon dioksida.

Fotorespirasi adalah jalan alternatif yang tidak memberikan keuntungan dan berlaku apabila enzim RuBisCO (ribulosa-1,5-bifosfat karboksilase / oksigenase) menggunakan oksigen dan bukan karbon dioksida.

Tanaman CAM (metabolisme asid crassulaceae) melambatkan proses fotorespirasi dan membiarkan tanaman mengurangkan kehilangan air, berkat pemisahan sementara.

Protein antibeku pada ikan teleost

Beberapa spesies ikan teleost laut (milik infraclass Teleostei) telah mencapai serangkaian penyesuaian yang luar biasa untuk dapat berkembang di persekitaran dengan suhu rendah.

Penyesuaian fisiologi ini merangkumi penghasilan protein antibeku dan glikoprotein. Molekul-molekul ini dihasilkan di hati ikan dan dieksport ke aliran darah untuk memenuhi fungsinya.

Menurut komposisi biokimia protein, empat kumpulan dibezakan. Tambahan pula, tidak semua spesies mempunyai mekanisme yang sama: ada yang mensintesis protein sebelum terkena suhu rendah, yang lain melakukannya sebagai tindak balas terhadap rangsangan terma, sementara kumpulan lain mensintesisnya sepanjang tahun.

Terima kasih kepada kesan koligatif penyelesaian, dengan menambahkan lebih banyak zat terlarut ke plasma, suhu di mana ia membeku turun dengan ketara. Sebaliknya, tisu ikan yang tidak mempunyai jenis perlindungan ini akan mulai membeku setelah suhu mencapai 0 ° C.

Rujukan

1. Caviedes - Vidal, E., Karasov, WH, Chediack, JG, Fasulo, V., Cruz - Neto, AP, & Otani, L. (2008). Penyerapan parasel: kelawar memecahkan paradigma mamalia. PLoS One, 3 (1), e1425.
2. Davies, PL, Hew, CL, & Fletcher, GL (1988). Protein antibeku ikan: fisiologi dan biologi evolusi. Jurnal Zoologi Kanada, 66 (12), 2611–2617.
3. Freeman, S., & Herron, JC (2002). Analisis evolusi. Dewan Prentice.
4. Harga, ER, Brun, A., Caviedes - Vidal, E., & Karasov, WH (2015). Penyesuaian pencernaan gaya hidup udara. Fisiologi, 30 (1), 69–78.
5. Villagra, PE, Giordano, C., Alvarez, JA, Bruno Cavagnaro, J., Guevara, A., Sartor, C.,… & Greco, S. (2011). Menjadi tanaman di padang pasir: strategi penggunaan air dan penentangan terhadap tekanan air di Central Mountain of Argentina. Ekologi Austral, 21 (1), 29–42.