Fiziologia întregului organism

Fiziologia întregului organism

Fig. 1. Nivelurile de adaptare.

Adaptarea poate fi efectuată la diferite niveluri:
1) subcelular (amplificarea sintezei acizilor nucleici și a proteinelor, activarea aparatului celular mitocondrial).






2) celular și țesut (sub formă de modificări funcționale sau morfologice) 4) la nivelul unui organ individual
5) la nivelul unui sistem de corp separat
6) la nivelul întregului organism (adaptări ale organismului).
Adaptările organice, la rândul lor, sunt subdivizate în morfologice, fiziologice, biochimice și etologice.
Modificările morfologice se manifestă prin avantajele structurii, colorarea protectoare, culoarea de avertizare, mimica, deghizarea, comportamentul adaptiv.
Adaptare fiziologică - dobândirea unor caracteristici specifice ale metabolismului în diferite condiții de mediu. Ele oferă avantajele funcționale ale organizației. Acestea sunt împărțite convențional în statice (parametri permanenți fiziologici - temperatură, apă și sare de echilibru, concentrația de zahăr, etc ...) și dinamice (adaptare la factorul fluctuațiilor de acțiune - schimbări de temperatură, umiditate, lumină, câmp magnetic, etc ...). Corespunzătoare formei și culoarea corpului, comportamentul oportun asigura succesul în lupta pentru existență numai atunci când aceste caracteristici sunt combinate cu adaptabilitatea proceselor de viață la condițiile de mediu, de exemplu, cu adaptare fiziologică. Fără această adaptare este imposibil să se mențină un metabolism stabil în organism în condiții de mediu fluctuante în mod constant. Dăm câteva exemple. În cazul amfibienilor terestre, se pierde o cantitate mare de apă prin piele. Cu toate acestea, multe dintre speciile lor pătrund chiar în deșerturi și semi-deserturi. Supraviețuirea amfibienilor în condiții de lipsă de umiditate în aceste habitate este asigurată de un număr de dispozitive. Ele schimbă natura activității: este programată pentru perioade de umiditate ridicată. În zona temperată, broaștele și broaștele sunt active în timpul nopții și după precipitații. În deșert broaștele sunt vânate numai noaptea, când umiditatea se condensează pe sol și pe vegetație, iar în timpul zilei se ascund în găurile rozătoarelor. În speciile de deșert de amfibie, care se înmulțesc în rezervoare temporare, larvele se dezvoltă foarte rapid și, într-un timp scurt, se completează metamorfoza. Diferite mecanisme de adaptare fiziologică la condiții nefavorabile au fost dezvoltate de păsări și mamifere. Multe animale deșertului acumulează o mulțime de grăsimi înainte de debutul sezonului uscat: când este oxidat, se formează o cantitate mare de apă. Păsările și mamiferele sunt capabile să regleze pierderile de apă de pe suprafața tractului respirator. De exemplu, o cămilă reduce drastic evaporarea atât din tractul respirator, cât și din glandele sudoripare în privința lipsei de apă. Persoana este slab reglementată de schimbul de sare și, prin urmare, nu poate petrece mult timp fără apă proaspătă. Dar reptilele și păsările, petrecând cea mai mare parte a vieții lor în mare și consumând apă de mare, au dobândit glande speciale care le permit să scape rapid de săruri în exces. Dispozitive foarte interesante care se dezvoltă în animalele de scufundări. Mulți dintre ei pot petrece relativ mult timp fără a avea acces la oxigen. De exemplu, garniturile se scufundă la o adâncime de 100-200 și chiar 600 de metri și se află sub apă timp de 40-60 de minute. Ce permite pinipedelor să se scufunde pentru o perioadă atât de lungă? Acesta este, mai presus de toate, un număr mare de pigment special, localizat în mușchi - myoglobina. Myoglobina este capabilă să lege de 10 ori mai mult oxigen decât hemoglobina. În plus, în apă, o serie de adaptări oferă consumul mult mai economic de oxigen decât atunci când respiră pe suprafață. Adaptarea Biochemical oferi curs optim de reacții biochimice în celulă, de exemplu, ordonarea cataliză enzimatică, gaze de legare specifice sinteza pigmenților respiratorie a substanțelor relevante în anumite condiții, și așa mai departe. adaptarea N. Etologichesky sunt toate răspunsurile comportamentale supraviețuire direcționate lennye indivizilor și în consecință, a speciei ca un întreg. Astfel de reacții sunt:
- comportament atunci când caută alimente și un partener sexual,
- împerechere
- hrănirea descendenților,
- evitarea pericolului și protejarea vieții în caz de amenințare,
- agresiune și amenințătoare prezintă.
Unele reacții comportamentale sunt moștenite (instincte), altele sunt dobândite în timpul vieții (reflexe condiționate). În diferite organisme, raportul comportamentului reflex instinctiv și condiționat nu este același. De exemplu, comportamentul instinctiv predomină în nevertebratele și chordatele inferioare, în timp ce la mamiferele superioare (primate, carnivore) predomină comportamentul reflex condiționat.
Cel mai înalt nivel de adaptabilitate comportamentală, bazat pe mecanismele activității nervoase superioare, este disponibil la om. Nivelul optim de adaptare se realizează ca urmare a funcționării a două sisteme adaptive care funcționează pe baza unor principii diferite:
1. Mecanisme care asigură natura adaptabilă a nivelului general de stabilizare a sistemelor funcționale individuale și a organismului în ansamblu în raport cu parametrii cei mai generalizați și stabili ai habitatului.
2. Reacțiile de labilare care susțin stabilitatea relativă a nivelului general de stabilizare prin includerea reacțiilor funcționale adaptive în devierea condițiilor specifice de mediu de la caracteristicile medii. Aceste două sisteme, cele două nivele de adaptare lucrează împreună și interacțiunea lor oferă o "potrivire" exactă a funcțiilor organismului cu o anumită stare a factorilor de mediu și, în ultimă instanță - existența sa stabilă într-un mediu dinamic complex.






Forme de adaptare: pasiv - activ, urgent - pe termen lung, genotipic - fenotipic.
1. Forme pasive și active de adaptare
O cale pasivă de adaptare constă în formarea unui anumit grad de rezistență la un anumit factor, capacitatea de a păstra funcțiile când se schimbă puterea acțiunii sale. Această adaptare se bazează pe principiul toleranței (rezistență, răbdare). Acest tip de adaptare funcționează în principal la nivelul țesutului celular. O cale pasivă este subordonarea funcțiilor vitale ale organismului la schimbările factorilor mediului. Cu o lipsă de căldură, acest lucru duce la depresia activității vitale și la scăderea nivelului de metabolism, ceea ce contribuie la utilizarea economică a rezervelor de energie. Compensator crește rezistența celulelor și a țesuturilor corpului. Modul pasiv de adaptare la influența temperaturilor nefavorabile este caracteristic animalelor poikilotermice. Printre mamifere și păsări, avantajele adaptării pasive în perioadele nefavorabile ale anului sunt speciile heterotermale care se află în stupoare sau hibernare. Elementele de adaptare pasivă sunt, de asemenea, caracteristice pentru animalele tipice homeothermice care trăiesc la temperaturi extrem de scăzute. Acest lucru se reflectă într-o anumită scădere a nivelului de schimb, încetinind ritmul de creștere și dezvoltare, ceea ce face posibilă cheltuirea mai puțină a resurselor economice decât creșterea rapidă a speciilor. Subordonarea pasivă față de regimul apei din mediul înconjurător este caracteristică animalelor poikidogidricheskim, capabile să tolereze uscarea: nematode, rotifers etc.
Modul activ - prin intermediul unor mecanisme adaptive specifice, organismul uman compensează modificările factorului de influență astfel încât mediul intern să rămână relativ constant. Există o adaptare prin tipul de rezistență (rezistență). Aici, adaptările active sprijină homeostazia mediului intern al organismului. Calea activă este creșterea rezistenței, dezvoltarea proceselor de reglementare care permit realizarea tuturor funcțiilor vitale ale organismelor, în ciuda abaterilor factorului de la optim. În ceea ce privește temperatura, de exemplu, acest lucru este slab dezvoltat în animale poikilotermice, dar este pronunțat în cadrul homeothermiei. Opoziția activă față de deshidratare este caracteristică insectelor xerofile (de exemplu, gîndacii deșertului întunecat), animalelor domestice mari din zonele aride.
Evitarea efectelor adverse este a treia modalitate posibilă de adaptare la mediul înconjurător. Metoda generală pentru toate grupele de organisme este dezvoltarea ciclurilor de viață în care stadiile cele mai vulnerabile ale dezvoltării se termină în perioadele cele mai favorabile ale anului din punct de vedere al temperaturii și al altor condiții. Pentru animale, o varietate de forme de comportament reprezintă principala modalitate de a evita temperaturile maxime. Evitarea, scăparea de la temperaturi extreme sau lipsa de umiditate este inerentă organismelor într-un fel sau altul și cu un mod activ și pasiv de adaptare la mediu. Toate cele trei moduri de adaptare sunt, de asemenea, caracteristice altor factori de mediu ai mediului. Adesea, adaptarea speciilor la mediul înconjurător se realizează printr-o combinație a celor trei moduri posibile de adaptare.

2. Adaptare urgentă și pe termen lung
Majoritatea reacțiilor adaptive ale corpului sunt realizate în două etape: etapa inițială de adaptare urgentă, dar nu întotdeauna perfectă, și etapa ulterioară de adaptare perfectă pe termen lung. Etapa urgentă de adaptare are loc imediat după declanșarea acțiunii stimulului asupra corpului și poate fi realizată pe baza mecanismelor fiziologice formate anterior. În această etapă, funcționarea organelor și sistemelor se desfășoară la limita capacităților fiziologice ale organismului. Adaptarea pe termen lung la un factor de stres cu acțiune îndelungată are loc treptat, ca urmare a efectelor prelungite și repetate asupra organismului de factori de mediu. Ea se dezvoltă pe baza realizării repetate a adaptării urgente, rezultând că organismul de la neadaptat se transformă în adaptat.

3. Adaptare genotipică și fenotipică
Un genotip este înțeles ca agregatul tuturor genelor unui organism sau al factorilor ereditori ai acestuia. Sub adaptarea genotipic se referă la totalitatea caracteristicilor morfologice și comportamentale, în vederea menținerii homeostaziei și permite organismului să existe în medii complexe care au apărut pe baza eredității, mutație și selecție naturală. Cu toate acestea, programul genetic al organismului nu prevede o adaptare formată anterior, ci posibilitatea de a fi implementată sub influența mediului. Acest lucru este în concordanță cu hotărârea Schmalhausen (1968): un moștenit nu este manifestarea exterioară a unei trăsături, precum și capacitatea de a reacționa într-un anumit mod la anumite schimbări în mediul extern, adică, viteza de reacție la condițiile de mediu ...
Potrivit lui AS Severtzov, "norma reacției este limitele în care fenotipul se poate schimba fără a schimba genotipul". Această rată de reacție este generată în ontogeneza (dezvoltarea individuală), în ceea ce privește orice factori de mediu fluctuante: .. condiții de presiune atmosferică, climatice și meteorologice etc. Norma generală de reacție au aproape toate reacția de dezvoltare este de obicei referire ca modificări și reacțiile fiziologice și de cele mai multe comportamentale reacții. Adaptarea genotipică a devenit baza evoluției, pentru că realizările sale sunt garantate genetic și moștenite. Specii complexe mostenit trasaturi - genotip - devine punctul de următoarea fază de adaptare, dobândite în cursul vieții unui individ. Această adaptare individuală sau fenotipica formate în timpul interacțiunii individului cu mediul și corpul este prevăzut modificări structurale profunde. Adaptarea, dobândită în timpul vieții individuale a organismului în interacțiunea sa cu mediul, se numește fenotipică. Un fenotip este un sistem de semne și proprietăți ale unui organism, rezultat al realizării unui genotip în anumite condiții de mediu. Fenotipul nu este moștenit. adaptarea fenotipica nu oferă preformat răspuns adaptativ ereditar, și posibilitatea formării sale influențate de mediul înconjurător. Acest lucru asigură implementarea numai a reacțiilor adaptive vitale. Schimbările care se acumulează în organism, nu a moștenit, așa cum au fost, suprapus pe caracteristicile ereditare. Acest lucru permite următoarei generații să se adapteze la noile condiții, folosind reacții care nu sunt specializate ale strămoșilor, dar potențialul de adaptare.
adaptarea fenotipică poate fi definită ca în curs de dezvoltare în cursul procesului individual de viață cială prin care un organism dobândește fost absent anterior rezistente la anumiți factori de mediu, și astfel este capabil să trăiască în condiții anterior incompatibile cu viața și de a rezolva problemele anterior insolubile. La prima întâlnire cu noul factor de mediu în organism nu este gata, acesta este format dintr-un mecanism care să asigure un dispozitiv modern. Există doar condiții preliminare determinate genetic pentru formarea unui astfel de mecanism. Dacă factorul nu a funcționat, mecanismul rămâne neformat. Cu alte cuvinte, programul genetic al organismului nu oferă preformat pentru a se adapta, precum și posibilitatea de realizare a acesteia sub influența mediului înconjurător. Aceasta asigură implementarea numai a acelor reacții de adaptare care sunt vitale. În conformitate cu aceasta ar trebui să fie considerată ca fiind favorabilă pentru conservarea speciilor prin faptul că rezultatele de adaptare fenotipice nu sunt moștenite. Într-un mediu care se schimbă rapid, următoarea generație de fiecare tip de risc pentru a se întâlni cu un complet noi condiții, care nu necesită strămoși de răspuns de specialitate, precum și potențialul rămas, până la o anumită perioadă de timp și posibilitatea neutilizată a se adapta la o gamă largă de factori. Există o strânsă legătură între formele de adaptare genotipică și fenotipică. În esență, adaptarea genotipic reflectă atât nivelul filogenetic al corpului, și a apărut în evoluția și fixată în descendență modificărilor adaptive ale anumitor funcții.







Articole similare

Pagina anterioară

Pagina următoare

Trimiteți-le prietenilor: