Ekofizjologia Jakie badania i zastosowania u zwierząt i warzyw

Ekologologia Jest to gałąź ekologii, która bada funkcjonalną reakcję organizmów w ich adaptacji do zmian środowiskowych. Każda żywa istota musi dostosować się do swojego środowiska, aby przetrwać, a ta adaptacja jest zarówno strukturalna, jak i funkcjonalna.

Ta dyscyplina jest również znana jako ekologia fizjologiczna lub fizjologia środowiskowa i generuje zarówno podstawową, jak i stosowaną wiedzę. Dlatego możliwe jest znanie związku między fizjologią organizmu a zmianami środowiskowymi.

Eksperymenty ekologiczne. Źródło: Rasbak [CC BY-SA 3.0 (http: // creativeCommons.Org/licencje/by-sa/3.0/]]

Podobnie ekologologia dostarcza informacji w dziedzinie produkcji roślin i zwierząt do generowania żywności. Na przykład badania ekofysiologii roślin tolerancyjnych dla ekstremalnych warunków środowiskowych były przydatne w poprawie genetycznej.

Podobnie, badania ekologiczne pozwalają na ustalenie, jakie są najbardziej odpowiednie warunki środowiskowe w celu osiągnięcia większej wydajności zwierząt. Zatem można ustalić zakresy czynników środowiskowych, aby zapewnić komfort zwierzętom w jednostkach produkcyjnych.

[TOC]

Co studiuje ekofizjologię?

Ekofizjologia to dyscyplina, w której zbiegają się fizjologia i ekologia. Fizjologia nauka, która bada funkcjonowanie żywych istot, a ekologia dotyczy relacji między żyjącymi istotami a ich środowiskiem.

W tym sensie ekologologia bada dynamiczny związek między zmieniającym się środowiskiem a adaptacją metabolizmu roślin lub zwierząt przed tymi zmianami.

- Eksperymenty ekologiczne

Aby osiągnąć swój cel, ekologologia stosuje zarówno badania opisowe, jak i metodę eksperymentalną. W tym celu zidentyfikuj czynniki fizyczne chemiczne działające na środowisko i określ jego wpływ na ciało.

Czynniki te mogą być zasobami wykorzystywane przez ciało do przeżycia lub warunków, które wpływają na jego działanie. Następnie fizjologiczna reakcja żywego organizmu jest ustalona przed wariantami wspomnianego czynnika.

Zaangażowane systemy metaboliczne

Konieczne jest zidentyfikowanie systemów organicznych i funkcjonalnych zaangażowanych w adaptacyjną reakcję organizmu na zmianę określonego czynnika. Na przykład, gdy pojawiają się zmiany temperatury, reakcja z systemu termoregulacji jednostki danej osoby.

Eksperymentalny projekt

Ekofizjologia ucieka się do projektowania eksperymentów w celu ustalenia fizjologicznej reakcji organizmu na zmiany. Przykład tego może podlegać osobnikom od gatunku roślin do różnych stężeń soli w podłożu.

- Rodzaje zmian środowiskowych

Gdy czynniki do zbadania konieczne jest zidentyfikowanie zmian występujących w środowisku i ich charakteru czasowym, określając trzy typy:

Cykliczne zmiany

Zmiany te powtarzają się okresowo, takie jak naprzemienne stacje klimatyczne lub dzienne i nocne. Przed nimi żywa istota rozwinęła się również cykliczne funkcjonowanie po rytmie zmian środowiska.

Cykl dnia i nocy. Źródło: Caliver [CC0]

Na przykład upadek liści w porze suchej w celu zmniejszenia potu przed deficytem wody. W przypadku zwierząt występują również adaptacje do tych cyklicznych zmian; Na przykład zmiana upierzenia niektórych ptaków.

Może ci służyć: flora i fauna z Hidalgo

Perdiz Nival (Lagopus muta) Tundry ma sezonową homochromię i przedstawia zimowe upierzenie białe, podczas gdy wiosną zmienia się w ciemne i różnorodne tony. W ten sposób jego kamuflaż jest przystosowany do jednolitej Śnieżki, a następnie do ciemnych odcieni środowiska przez resztę roku.

Kolejną adaptacją zwierząt do cyklicznych zmian jest hibernacja niedźwiedzi i innych gatunków w czasach zimowych. Oznacza to zmiany w rytmie metabolicznym, które obejmują zmniejszenie funkcji ciała, takich jak temperatura i tętno.

Losowe zmiany

Tego rodzaju zmiany występują losowo, bez ustalonej regularności. Na przykład osuwisko górzystego nachylenia, wyciek ropy lub przybycie nowego drapieżnika lub patogenu.

Tego rodzaju zmiany stanowią większe ryzyko dla gatunków, ponieważ występują drastycznie w tych przypadkach, reakcja organizmów zależy od plastyczności istniejących funkcji.

Zmiany kierunkowe

Są to zmiany w środowisku spowodowane celowo przez człowieka z pewnymi celami. Przypadkiem tego jest wylesianie lasu w celu ustanowienia pastwiska lub interwencji mokradeł w celu uprawy ryżu.

- Ogólne postulaty

Począwszy od akumulacji dowodów eksperymentalnych i obserwacyjnych w dziedzinie naturalnej, ekofizjologia próbuje zdefiniować postulaty ogólne. Są to ogólne zasady, które wynikają z regularności niektórych reakcji fizjologicznych na zmiany środowiskowe.

Minimalne prawo Liebig

Sprengel (1828) postulował, że czynnik decydujący o rozwoju organizmu jest najbardziej rzadki w środowisku. Następnie zasada ta została spopularyzowana przez Liebig (1840) i jest znana jako prawo minimum lub prawo Liebig.

Bartłomiej (1958) zastosował tę zasadę do rozmieszczenia gatunków, wskazując, że jest to określone przez najbardziej ograniczający czynnik środowiskowy.

Prawo tolerancji Shelford

W 1913 r. Víctor Shelford stwierdził, że pewien gatunek istnieje w amplitudzie zmienności zdefiniowanej dla każdego czynnika środowiska i jego interakcji. Jest to, co jest znane jako granice tolerancji, poza których gatunek nie przeżywa.

Prawo tolerancji shelford. Źródło: http: // ekologia środowiskowa.Wikispy.com/ [cc by-sa 4.0 (https: // creativeCommons.Org/licencje/nabrzeże/4.0)]

Ta zasada określa, że ​​w amplitudzie zmienności określonego czynnika środowiskowego istnieją trzy możliwe stany dla organizmu. Stany te są optymalne, stres fizjologiczny i nietolerancja.

W tym sensie, w optymalnym pasku czynnika, populacje gatunku będą obfite. Po odejściu od optymalnego, wchodzi się obszar naprężenia, w którym populacje zmniejszają się i poza ograniczeniem tolerancji gatunek znika.

- Technologia cyfrowa i ekologologia

Podobnie jak w nauce, badania ekofizjologiczne zostały wzmocnione przez rozwój nowych technologii. Ze względu na jego eksperymentalny charakter ta szczególna dyscyplina była faworyzowana przez rozwój technologii cyfrowej.

Może ci służyć: flora i fauna Campeche: reprezentatywne gatunki

Obecnie istnieje różnorodność przenośnych urządzeń elektronicznych, które umożliwiają pomiar czynników środowiskowych w terenie. Wśród nich są między innymi mierniki promieniowania słonecznego, temperatura, wilgotność względna, obszar liściowy.

Przykłady zastosowań u zwierząt

- Wpływ temperatury na zwierzęta hodowlane

Bardzo istotną dziedziną jest ekologologia stosowana w produkcji zwierząt, która ma na celu zrozumienie reakcji zwierząt hodowlanych na zmienność czynników środowiskowych. Jednym z tych czynników jest temperatura, biorąc pod uwagę obecny trend zwiększania średniej globalnej temperatury.

Homeothermia

Zwierzęta hodowlane są głównie homeotermami, to znaczy utrzymują stabilną temperaturę wewnętrzną pomimo zmian środowiskowych. Osiąga się to dzięki inwestycjom energii chemicznej w celu zrekompensowania wzrostu lub spadku temperatury zewnętrznej.

Ten zewnętrzny proces kompensacji temperatury osiąga się poprzez termoregulację, która obejmuje podwzgórze, układ oddechowy i skórę.

Kładąc kurczaki

Ustalono, że pora dnia, w którym żywi się kurczakiem, jest ważny dla wydajności. W takim przypadku ma to związek z możliwością przyswajania żywności w oparciu o stres termiczny.

Kładąc kurczaki. Źródło: Pely (Allan H.M.) [CC BY-SA 3.0 (https: // creativeCommons.Org/licencje/by-sa/3.0)]

Jeśli żywność jest dostarczana w najgorętszych godzinach dnia, kurczak mniej asymiluje, a jego produkcja maleje. W konsekwencji wzrost temperatury otoczenia oznacza spadek wydajności kurczaków korrowych.

Bydło

Wzrost temperatury zmusza zwierzęta do aktywowania fizjologicznych mechanizmów termoregulacji. Oznacza to inwestycję energetyczną, która jest skradziona z przyrostu masy ciała lub produkcji mleka.

Z drugiej strony, zwiększając temperaturę, zwierzęta zmieniają priorytety żywnościowe. W takich przypadkach spożycie wody wzrasta i zmniejsza zużycie suchej materii, z wynikającymi z tego utratą masy ciała.

- Zanieczyszczenia i żaby

Badania ekofizjologiczne pozwalają fizjologii gatunków zwierząt odnosić się do ich środowiska i ustanowienie możliwych negatywnych skutków zanieczyszczenia. Przykładem tego jest obecny stan zagrożenia, na który podlegają żabom i ropuchom.

Zanieczyszczenie żaby (atelopus zeteki). Źródło: Brian Gratwicke [CC przez 2.0 (https: // creativeCommons.Org/licencje/według/2.0)]

Około połowa 6.500 znanych gatunków płazów jest zagrożone wyginięciem. Zwierzęta te są bardzo wrażliwe na zmiany temperatury, wilgotności lub zanieczyszczeń środowiskowych.

Oddychanie i krążenie płazów

Fizjologia oddychania płazów jest bardzo szczególna, ponieważ oddychają zarówno płucami, jak i przez skórę. Kiedy są poza wodą, używają płuc, a w wodzie oddychają przez skórę, która jest przepuszczalna dla O2, CO2 i wody.

Może ci podać: leśny łańcuch pokarmowy

Uderzenie

Forma oddychania sprawia, że ​​zwierzęta te podatne na wchłanianie elementów zanieczyszczających zarówno powietrza, jak i wody. Z drugiej strony, biorąc pod uwagę niskie stężenie tlenu w wodzie, osłabiają się, ponieważ nie wchłaniają go prawidłowo.

W tych warunkach mogą umrzeć lub osłabić i być podatne na atak grzybów i bakterii patogennych. Jednym z największych zagrożeń jest grzyb patogenny Batrachochytrium dendrobatidis, który hamuje przepływ elektrolitów w skórze.

Przykłady zastosowań w roślinach

- Ekologiczna roślin suche strefy

Globalne ocieplenie doprowadzi do niektórych obszarów w celu wyprodukowania niektórych upraw ze względu na prawo tolerancji. To znaczy czynniki takie jak dostępność wody będą poza zasięgiem tolerancji gatunków.

Kserofity. Źródło: Tomas Castelazo [CC BY-SA 2.5 (https: // creativeCommons.ORG/Licencje/BY-SA/2.5)]

Jednak gatunki stref suche opracowały strategie dostosowywania się do deficytu wody. W tym sensie badania w ekofizjologii roślin na suchych obszarach zapewniają możliwe sposoby poprawy genetycznej roślin.

Osmolity

Jedną z tych strategii jest modyfikacja ekspresji genetycznej w celu wytwarzania białek, które pomagają tolerować deficyt wody. Wśród tych białek są osmolity, które przyczyniają się do utrzymania komórek, nawet z niewielką wodą.

Znajomość tych białek i ich metabolizmu może być wykorzystywana przez inżynierię genetyczną w celu poprawy upraw.

- Ekologiczne rośliny halofilowe

Jednym z problemów stojących przed rolnictwem jest zasolenie gleb ze względu na stężenie soli, które dodają wody nawadniające. W zakresie, w jakim więcej gleb jest srowysu, rozszerzenie gruntów uprawnych dostępnych do produkcji żywności jest niższe.

Rośliny halofile

Istnieją jednak gatunki adaptowanych roślin, aby przetrwać w warunkach wysokiego stężenia soli w glebie. Są to rośliny halofitu SAM (Halos= sól; Fito= roślina).

Gatunki te rozwinęły szereg adaptacji morfologicznych i fizjologicznych jako mechanizmy unikania wchłaniania soli, unieruchomienia lub wydalania.

Rośliny halofitu, takie jak jedzenie

Znajomość ekofizjologii tych roślin służy jako podstawa do rozwoju systemów rolnych i wykorzystywania ich jako źródeł żywności. W ten sposób gatunki halofitów uprawiane w sabilowanych glebach rolniczych mogą być wykorzystywane jako pokarm dla bydła

Bibliografia

1. Ariasa, r.DO., Maderb, t.L., I Escobara, P.C. (2008). Czynniki klimatyczne, które wpływają na wydajność mięsa i bydła mlecznego. Łuk. Med. Weterynarz.
2. Blaustein, a.R., Wake, D.B. I sousa, w.P. (1994). Spadek płazów: ocenianie stabilności, persisku i podatności populacji na lokalne i globalne przedostanie. Ochrona biologii.
3. Calow, s. (Ed.) (1998). Encyklopedia ekologii i zarządzania środowiskiem.
4. Hawkesford, m.J. i Kok, L.J. (2007). Ekologologia roślin (vol. 6). Siarka w roślinach. Perspektywa ekologiczna.
5. Lüttge, u. i Scarano, F.R. (2004). Ekologologia. Magazyn Brazylii. Nerw.
6. Pereyra-cardozo, m. I Quiriban, żeby. (2014). Białka w tolerancji stresu wodnego u roślin. Semiárida, Journal of the Faculty of Agronomy Unlpam.
7. Purves, w. K., Sadava, d., Orians, g. H. i Heller, H. C. (2001). Życie. Nauka o biologii.
8. Raven, str., Evert, r. F. i Eichhorn, s. I. (1999). Biologia roślin.