THÍCH ỨNG SINH LÝ: NÓ LÀ GÌ VÀ VÍ DỤ - SINH HỌC - 2026

Sự thích nghi sinh lý là một đặc điểm hoặc đặc điểm ở cấp độ sinh lý của một sinh vật - gọi là tế bào, mô hoặc cơ quan - làm tăng hiệu quả sinh học hoặc tính thích nghi của sinh vật.

Trong sinh lý học, có ba thuật ngữ không nên nhầm lẫn: thích nghi, thiết lập và thích nghi. Lựa chọn tự nhiên của Charles Darwin là cơ chế duy nhất được biết đến dẫn đến sự thích nghi. Quá trình này nói chung là chậm và từ từ.

Nguồn: pixabay.com

Việc thích nghi thường bị nhầm lẫn với việc thiết lập hoặc thích nghi. Thuật ngữ đầu tiên liên quan đến các biến thể ở cấp độ sinh lý, mặc dù nó cũng có thể xảy ra trong giải phẫu hoặc hóa sinh, do cơ thể tiếp xúc với một điều kiện môi trường mới, chẳng hạn như cực lạnh hoặc quá nóng.

Sự thích nghi liên quan đến những thay đổi tương tự được mô tả trong thuật ngữ môi trường, chỉ khác là những thay đổi về môi trường được tạo ra bởi một nhà nghiên cứu trong phòng thí nghiệm hoặc tại hiện trường. Cả hai hiện tượng thích nghi và thiết lập đều là những hiện tượng thuận nghịch.

Nó bao gồm những gì?

Thích nghi sinh lý là các đặc điểm của tế bào, cơ quan và mô làm tăng hiệu quả của những cá nhân sở hữu nó, so với những người không có.

Khi chúng ta nói về "hiệu quả", chúng ta có nghĩa là thuật ngữ được sử dụng rộng rãi trong sinh học tiến hóa (còn được gọi là hiệu quả hay sức khỏe của Darwin) liên quan đến khả năng tồn tại và sinh sản của các sinh vật. Thông số này có thể được chia thành hai thành phần: xác suất sống sót và số con trung bình.

Có nghĩa là, khi chúng ta có một số đặc điểm sinh lý làm tăng thể lực của cá nhân, chúng ta có thể hiểu rằng đó là một đặc điểm thích nghi.

Chúng ta phải cẩn thận khi xác định sự thích nghi, vì tất cả các đặc điểm mà chúng ta thấy ở động vật đều không thích nghi. Ví dụ, chúng ta đều biết rằng máu của chúng ta có màu đỏ rực rỡ.

Đặc tính này không có giá trị thích nghi và chỉ là hệ quả hóa học. Máu có màu đỏ vì nó có một phân tử gọi là hemoglobin, chịu trách nhiệm vận chuyển oxy.

Làm thế nào chúng ta có thể kết luận rằng một tính trạng là một thích nghi sinh lý?

Khi chúng ta quan sát một đặc điểm cụ thể của một sinh vật, chúng ta có thể đưa ra một số giả thuyết về ý nghĩa thích nghi của nó.

Ví dụ, không nghi ngờ gì rằng mắt của động vật là cấu trúc cho phép thu nhận ánh sáng. Nếu áp dụng thứ tự các ý tưởng nêu trên, chúng ta có thể kết luận rằng các cá thể có cấu trúc cảm nhận ánh sáng có một số lợi thế hơn so với đồng loại của chúng, chẳng hạn như dễ dàng thoát khỏi động vật ăn thịt hoặc tìm kiếm thức ăn dễ dàng hơn.

Tuy nhiên, theo nhà cổ sinh học và sinh vật học tiến hóa nổi tiếng Stephen Jay Gould "không nên chấp nhận lời giải thích nào về giá trị thích nghi của một nhân vật chỉ vì nó hợp lý và quyến rũ."

Trên thực tế, việc chứng minh rằng các nhân vật là sự thích nghi là một trong những nhiệm vụ nổi bật nhất của các nhà sinh học tiến hóa, kể từ thời Charles Darwin.

Ví dụ

Hệ thống tiêu hóa ở động vật có xương sống bay

Động vật có xương sống bay, chim và dơi, phải đối mặt với một thách thức cơ bản: vượt qua lực hấp dẫn để có thể di chuyển.

Do đó, những sinh vật này có những đặc điểm riêng biệt mà chúng ta không tìm thấy ở một nhóm động vật có xương sống khác có cách di chuyển hoàn toàn trên cạn, chẳng hạn như chuột chẳng hạn.

Những thay đổi của những động vật có xương sống đặc biệt này bao gồm từ xương nhẹ với các lỗ bên trong đến giảm kích thước não đáng kể.

Theo tài liệu, một trong những áp lực chọn lọc quan trọng nhất đã hình thành nên nhóm động vật này là cần phải giảm khối lượng của chúng để tăng hiệu quả bay.

Người ta cho rằng hệ tiêu hóa đã được định hình bởi những lực này, ưu tiên những cá thể có ruột ngắn hơn, điều này có nghĩa là khối lượng sẽ ít hơn trong quá trình bay.

Tuy nhiên, khi giảm ruột lại có thêm một biến chứng: sự đồng hóa các chất dinh dưỡng. Vì có bề mặt hấp thụ nhỏ hơn, chúng ta có thể hiểu rằng việc hấp thụ các chất dinh dưỡng bị ảnh hưởng. Nghiên cứu gần đây đã chỉ ra rằng điều này không xảy ra.

Theo Caviedes - Vidal (2008), có một con đường hấp thụ nội bào bù đắp cho sự giảm sút của mô ruột. Để đạt được những kết luận này, các tác giả đã nghiên cứu các con đường hấp thụ trong ruột của dơi ăn quả Artibeus lituratus.

Thực vật thích nghi với môi trường khô cằn

Khi thực vật tiếp xúc với các điều kiện môi trường bất lợi, chúng không thể di chuyển đến các vị trí khác có hoàn cảnh tốt hơn, vì một loài chim di cư đến các khu vực ấm áp để thoát khỏi áp lực nóng của mùa đông có thể.

Vì lý do này, các loài thực vật khác nhau có sự thích nghi, bao gồm cả những loài sinh lý, cho phép chúng đối mặt với những điều kiện bất lợi, chẳng hạn như hạn hán trên sa mạc.

Có những cây có bộ rễ (rễ) đặc biệt rộng cho phép chúng lấy nước từ các hồ chứa sâu.

Chúng cũng trình bày các con đường trao đổi chất thay thế giúp giảm mất nước. Trong số các con đường này, chúng ta có thực vật C4 làm giảm hiện tượng photorespiration, nhờ sự phân tách trong không gian của chu trình Calvin và sự cố định của carbon dioxide.

Photorespiration là một con đường thay thế không cung cấp bất kỳ sự tăng ích nào và xảy ra khi enzyme RuBisCO (ribulose-1,5-bisphosphate carboxylase / oxygenase) sử dụng oxy chứ không phải carbon dioxide.

Thực vật CAM (chuyển hóa axit crassulaceae) làm chậm quá trình photorespiration và cho phép cây giảm mất nước nhờ sự phân tách tạm thời.

Protein chống đông trong cá teleost

Một số loài cá teleost biển (thuộc bộ Teleostei infraclass) đã đạt được một loạt các thích nghi tuyệt vời để có thể phát triển trong môi trường có nhiệt độ thấp.

Những thích nghi sinh lý này bao gồm việc sản xuất các protein chống đông và glycoprotein. Các phân tử này được tạo ra trong gan của cá và được xuất khẩu vào máu để thực hiện chức năng của chúng.

Theo thành phần sinh hóa của protein, bốn nhóm được phân biệt. Hơn nữa, không phải tất cả các loài đều có cơ chế giống nhau: một số tổng hợp protein trước khi tiếp xúc với nhiệt độ thấp, một số khác làm như vậy để phản ứng với các kích thích nhiệt, trong khi một nhóm khác tổng hợp chúng suốt năm.

Nhờ tác dụng đối chiếu của các dung dịch, khi thêm nhiều chất tan vào plasma, nhiệt độ đông đặc của nó giảm đáng kể. Ngược lại, các mô của cá không có loại bảo vệ này sẽ bắt đầu đông cứng sau khi nhiệt độ xuống 0 ° C.

Người giới thiệu

1. Caviedes - Vidal, E., Karasov, WH, Chediack, JG, Fasulo, V., Cruz - Neto, AP, & Otani, L. (2008). Hấp thụ nội bào: một con dơi phá vỡ mô hình của động vật có vú. PLoS Một, 3 (1), e1425.
2. Davies, PL, Hew, CL, & Fletcher, GL (1988). Protein chống đông của cá: sinh lý học và sinh học tiến hóa. Tạp chí Động vật học Canada, 66 (12), 2611–2617.
3. Freeman, S., & Herron, JC (2002). Phân tích tiến hóa. Sảnh Prentice.
4. Giá, ER, Brun, A., Caviedes - Vidal, E., & Karasov, WH (2015). Sự thích nghi tiêu hóa của lối sống trên không. Sinh lý học, 30 (1), 69–78.
5. Villagra, PE, Giordano, C., Alvarez, JA, Bruno Cavagnaro, J., Guevara, A., Sartor, C.,… & Greco, S. (2011). Là thực vật trên sa mạc: chiến lược sử dụng nước và khả năng chống chịu áp lực nước ở vùng núi Trung tâm của Argentina. Hệ sinh thái Austral, 21 (1), 29–42.