ECOPHYSIOLOGY: KUNG ANO ANG PAG-AARAL AT MGA APLIKASYON SA MGA HAYOP AT HALAMAN - BIOLOGY - 2024

Ang ecofisiología ay sangay ng ekolohiya na pinag- aaralan ang pagganap na pagtugon ng mga organismo upang umangkop sa mga pagbabago sa kapaligiran. Ang bawat buhay na pagkatao ay dapat umangkop sa kapaligiran nito upang mabuhay at ang pagbagay na ito ay parehong istruktura at pag-andar.

Ang disiplina na ito ay kilala rin bilang pisyolohikal na ekolohiya o pisyolohiya sa kapaligiran, at bumubuo ng parehong pangunahing at inilapat na kaalaman. Kaya, posible na malaman ang kaugnayan sa pagitan ng pisyolohiya ng isang organismo at mga pagbabago sa kapaligiran.

Mga eksperimentong ekopisiyolohikal. Pinagmulan: Rasbak

Gayundin, ang ecophysiology ay nagbibigay ng impormasyon sa larangan ng paggawa ng halaman at hayop upang makabuo ng pagkain. Halimbawa, ang mga pag-aaral ng ecophysiology ng mga halaman na mapagparaya sa matinding mga kondisyon sa kapaligiran ay naging kapaki-pakinabang sa pagpapabuti ng genetic.

Gayundin, ang mga pag-aaral ng ecophysiological na posible upang maitaguyod kung alin ang pinaka-angkop na kondisyon sa kapaligiran upang makamit ang mas malaking produktibo ng hayop. Kaya, ang mga saklaw ng pagkakaiba-iba ng mga kadahilanan sa kapaligiran ay maaaring maitatag upang magbigay ng kasiyahan sa mga hayop sa mga yunit ng paggawa.

Ano ang pag-aaral ng ecophysiology?

Ang Eophysiology ay isang disiplina kung saan nag-iisa ang physiology at ecology. Ang pisiolohiya ang agham na nag-aaral sa pag-andar ng mga nabubuhay na nilalang at ekolohiya ay tumutukoy sa mga ugnayan sa pagitan ng mga nabubuhay na nilalang at kanilang kapaligiran.

Sa kahulugan na ito, pinag-aaralan ng ecophysiology ang pabago-bagong relasyon sa pagitan ng pagbabago ng kapaligiran at ang pagbagay ng metabolismo ng halaman o hayop sa mga pagbabagong ito.

- Pagsubok sa ekolohikal

Upang makamit ang layunin nito, ang ecophysiology ay nalalapat ang parehong deskriptibong pananaliksik at ang pang-eksperimentong pamamaraan. Para sa mga ito, kinikilala ang mga pisikal na kemikal na kadahilanan na kumikilos sa kapaligiran at tinutukoy ang epekto nito sa katawan.

Ang mga salik na ito ay maaaring mapagkukunan na ginagamit ng organismo para sa kaligtasan nito o mga kondisyon na nakakaapekto sa paggana nito. Kasunod nito, ang tugon ng physiological ng nabubuhay na organismo sa mga pagkakaiba-iba ng nasabing kadahilanan ay itinatag.

Ang mga metabolic system na kasangkot

Kinakailangan upang matukoy ang mga organikong at functional na mga system na kasangkot sa agpang tugon ng organismo sa pagbabago ng isang tiyak na kadahilanan. Halimbawa, kapag may mga pagbabago sa temperatura ay may tugon mula sa thermoregulatory system ng indibidwal.

Eksperimentong disenyo

Ginagamit ng Ecophysiology ang disenyo ng mga eksperimento upang maitaguyod ang physiological na tugon ng organismo sa mga pagbabago sa isang kadahilanan. Ang isang halimbawa nito ay maaaring sumailalim sa mga indibidwal ng isang species ng halaman sa iba't ibang mga konsentrasyon ng asin sa substrate.

- Mga uri ng mga pagbabago sa kapaligiran

Kapag natukoy na ang mga kadahilanan na mapag-aralan, kinakailangan upang matukoy ang mga pagbabagong nagaganap sa kapaligiran at ang kanilang temporal na kalikasan, na tinukoy ang tatlong uri:

Mga pagbabago sa siklo

Ang mga pagbabagong ito ay paulit-ulit na paulit-ulit, tulad ng pagpapalit ng klimatiko na panahon o araw at gabi. Nakaharap sa mga ito, ang nabubuhay na buhay ay nakabuo ng isang siklikang gumagana, kasunod ng ritmo ng pagbabago sa kapaligiran.

Araw at gabi ikot. Pinagmulan: Caliver

Halimbawa, ang pagbagsak ng mga dahon sa tuyong panahon upang mabawasan ang pawis dahil sa kakulangan ng tubig. Sa kaso ng mga hayop, mayroon ding mga pagbagay sa mga siklo na pagbabagong ito; halimbawa ang pagbabago ng pagbulusok ng ilang mga ibon.

Ang ptarmigan (Lagopus muta) ng tundra ay may pana-panahong homochromia at nagtatanghal ng puting plumage ng taglamig habang sa tagsibol ito ay nagbabago sa madilim at magkakaibang mga tono. Sa gayon, ang kanilang camouflage ay inangkop sa pantay na puti ng snow at pagkatapos ay sa madilim na tono ng kapaligiran sa natitirang taon.

Ang isa pang pagbagay ng hayop sa mga pagbabagong siklo ay ang pagdalaw ng mga oso at iba pang mga species sa oras ng taglamig. Ito ay nagsasangkot ng mga pagbabago sa metabolic rate na kasama ang pagbawas sa mga pag-andar sa katawan, tulad ng temperatura at rate ng puso.

Random na mga pagbabago

Ang mga uri ng mga pagbabagong nangyayari nang sapalaran, nang walang isang itinatag na pagiging regular. Halimbawa, ang pagguho ng lupa ng isang dalisdis ng bundok, isang pag-iwas ng langis o ang pagdating ng isang bagong mandaragit o pathogen.

Ang mga uri ng mga pagbabagong ito ay kumakatawan sa isang mas malaking peligro para sa mga species, dahil nangyayari ito nang drastically.Sa mga kasong ito, ang tugon ng mga organismo ay nakasalalay sa plasticity sa mayroon nang mga pag-andar.

Pagbabago ng direksyon

Ang mga ito ay mga pagbabago sa kapaligiran na sadyang sanhi ng mga tao para sa ilang mga layunin. Ang isang kaso nito ay ang deforestation ng isang kagubatan upang maitaguyod ang pastulan o ang interbensyon ng isang wetland upang magtanim ng bigas.

- Pangkalahatang postulate

Simula mula sa akumulasyon ng eksperimentong pang-eksperimentong at obserbasyonal sa likas na kapaligiran, sinusubukan ng ecophysiology na tukuyin ang mga pangkalahatang postulate. Ito ang mga pangkalahatang prinsipyo na lumabas mula sa pagiging regular ng ilang mga physiological na tugon sa mga pagbabago sa kapaligiran.

Batas ng Minimum na Liebig

Nag-post si Sprengel (1828) na ang pagtukoy ng kadahilanan sa paglaki ng isang organismo ay ang pinaka mahirap makuha sa kapaligiran. Nang maglaon ang prinsipyong ito ay pinamilyar ni Liebig (1840), at kilala bilang Batas ng Minimum o Batas ni Liebig.

Inilapat ni Bartholomew (1958) ang prinsipyong ito sa pamamahagi ng mga species, itinuturo na ito ay tinutukoy ng pinaka-paglilimita sa kadahilanan sa kapaligiran.

Batas ng Toleransa ni Shelford

Noong 1913, sinabi ni Victor Shelford na ang isang tiyak na species ay umiiral sa isang tinukoy na saklaw ng pagkakaiba-iba para sa bawat kadahilanan sa kapaligiran at kanilang mga pakikipag-ugnay. Ito ay kilala bilang mga limitasyon ng pagpaparaya, sa labas ng kung saan ang mga species ay hindi mabubuhay.

Batas ng Toleransa ni Shelford. Pinagmulan: http://ecologiaambiental.wikispaces.com/

Ang prinsipyong ito ay tumutukoy na sa kadami ng pagkakaiba-iba ng isang tiyak na kadahilanan sa kapaligiran mayroong tatlong posibleng mga estado para sa organismo. Ang mga estado na ito ay optimal, pisyolohikal na stress at hindi pagpaparaan.

Sa kahulugan na ito, sa pinakamainam na saklaw ng kadahilanan, ang populasyon ng mga species ay magiging sagana. Kapag lumilipat mula sa pinakamabuting kalagayan, ang isa ay pumapasok sa isang zone ng pagkapagod kung saan bumababa ang mga populasyon at nawawala ang mga species sa labas ng limitasyon ng pagpaparaya.

- Digital na teknolohiya at ecophysiology

Tulad ng lahat ng agham, ang mga pag-aaral ng ecophysiological ay pinahusay ng pag-unlad ng mga bagong teknolohiya. Dahil sa kanyang eksperimentong kalikasan, ang disiplina na ito sa partikular ay napaboran ng pag-unlad ng digital na teknolohiya.

Ngayon may pagkakaiba-iba ng mga portable electronic na aparato na nagbibigay-daan sa pagsukat ng mga kadahilanan sa kapaligiran sa larangan. Kabilang dito ang mga solar radiation meters, temperatura, kamag-anak na kahalumigmigan, lugar ng dahon, bukod sa iba pa.

Mga halimbawa ng mga aplikasyon sa mga hayop

- Epekto ng temperatura sa pagiging produktibo ng mga hayop sa bukid

Ang isang napaka-nauugnay na larangan ay ang ecophysiology na inilalapat sa paggawa ng hayop, na naglalayong maunawaan ang tugon ng mga hayop sa pag-aanak sa pagkakaiba-iba ng mga kadahilanan sa kapaligiran. Ang isa sa mga kadahilanan na ito ay temperatura, isinasaalang-alang ang kasalukuyang takbo ng pagtaas ng global average na temperatura.

Homeothermy

Ang karamihan sa mga hayop ng dumarami ay homeothermic, iyon ay, nagpapanatili sila ng isang matatag na panloob na temperatura sa kabila ng mga pagkakaiba-iba ng kapaligiran. Nakamit ito sa pamamagitan ng pamumuhunan ng enerhiya ng kemikal upang mabayaran ang pagtaas o pagbawas sa temperatura sa labas.

Ang prosesong kabayaran sa panlabas na temperatura ay nakamit sa pamamagitan ng thermoregulation, na nagsasangkot sa hypothalamus, sistema ng paghinga, at balat.

Pagtula hens

Ang oras ng araw na ang isang pagtulog hen ay pinakain na natagpuan na mahalaga sa pagiging produktibo nito. Sa kasong ito ay may kinalaman sa kapasidad ng assimilation ng pagkain bilang isang function ng heat stress.

Pagtula hens. Pinagmulan: Peloy (Allan HM)

Kung ang feed ay ibinibigay sa pinakamainit na oras ng araw, mas mababa ang assimilates nito at bumababa ang produksyon nito. Dahil dito, ang pagtaas sa temperatura ng kapaligiran ay nagpapahiwatig ng pagbawas sa pagiging produktibo ng mga free-range hens.

Baka

Ang pagtaas ng temperatura ay pinipilit ang mga hayop na buhayin ang mga mekanismo ng physiological ng thermoregulation. Ito ay nagsasangkot ng isang pamumuhunan ng enerhiya na ibabawas mula sa pagtaas ng timbang o paggawa ng gatas.

Sa kabilang banda, habang tumataas ang temperatura, nag-iiba ang mga hayop ng kanilang mga prayoridad sa pagpapakain. Sa mga kasong ito, ang paggamit ng tubig ay nagdaragdag at ang pagkonsumo ng dry matter ay bumababa, na may kahihinatnan na pagkawala ng timbang.

- Polusyon at Palaka

Ginagawa ng mga pag-aaral ng ecophysiological na maiugnay ang pisyolohiya ng mga species ng hayop sa kanilang kapaligiran at itinatag ang posibleng negatibong epekto ng polusyon. Ang isang halimbawa nito ay ang kasalukuyang estado ng banta kung saan ang mga palaka at toads ay nasasakop.

Frog (Atelopus zeteki) sensitibo sa polusyon. Pinagmulan: Brian Gratwicke

Humigit-kumulang sa kalahati ng 6,500 kilalang mga species ng amphibians ay banta ng pagkalipol. Ang mga hayop na ito ay napaka-sensitibo sa mga pagbabago sa temperatura, kahalumigmigan o mga kontaminadong pangkapaligiran.

Ang paghinga at sirkulasyon ng mga amphibian

Ang pisyolohiya ng paghinga ng mga amphibians ay napaka-kakaiba, dahil huminga sila kapwa sa pamamagitan ng baga at sa pamamagitan ng balat. Kapag wala sila sa tubig ginagamit nila ang kanilang mga baga at sa tubig ay humihinga sila sa kanilang balat, na natagpuan sa O2, CO2 at tubig.

Epekto

Ang anyo ng paghinga ay ginagawang madaling kapitan ng mga hayop na ito sa pagsipsip ng mga pollutant mula sa parehong hangin at tubig. Sa kabilang banda, dahil sa mababang konsentrasyon ng oxygen sa tubig, humina sila dahil hindi nila ito nasusop ng maayos.

Sa ilalim ng mga kondisyong ito maaari silang mamatay o maging mahina at madaling kapitan ng pag-atake ng mga pathogen fungi at bakterya. Ang isa sa pinakamalaking banta ay ang pathogen fungus Batrachochytrium dendrobatidis, na pumipigil sa daloy ng mga electrolyte sa balat.

Mga halimbawa ng mga aplikasyon sa mga halaman

- Ecophysiology ng mga halaman

Ang pag-init ng mundo ay magreresulta sa paggawa ng ilang mga pananim sa ilang mga lugar dahil sa batas ng pagpaparaya. Iyon ay, ang mga kadahilanan tulad ng pagkakaroon ng tubig ay lalabas sa labas ng hanay ng pagpaparaya ng mga species.

Xerophytes. Pinagmulan: Tomas Castelazo

Gayunpaman, ang mga species na arid zone ay nakabuo ng mga diskarte upang umangkop sa kakulangan sa tubig. Sa kahulugan na ito, ang pananaliksik sa ecophysiology ng mga arid zone na halaman ay nagbibigay ng posibleng mga paraan para sa pagpapabuti ng genetic ng halaman.

Osmolytes

Ang isa sa mga diskarte na ito ay ang pagbabago ng expression ng gene upang makagawa ng mga protina na nakakatulong sa kakulangan ng tubig. Kabilang sa mga protina na ito ay ang mga osmolyte na tumutulong sa mga cell na mapanatili ang kanilang turgor kahit na may kaunting tubig.

Ang kaalaman sa mga protina at ang kanilang metabolismo ay maaaring magamit ng genetic engineering upang mapabuti ang mga pananim.

- Ecophysiology ng mga halophilic halaman

Isa sa mga problemang kinakaharap ng agrikultura ay ang kaasinan ng mga lupa dahil sa konsentrasyon ng mga asing-gamot na idinagdag ng tubig ng irigasyon. Habang mas maraming mga lupa ang nagiging salinized, ang mas kaunting taniman ay magagamit para sa paggawa ng pagkain.

Halofilik halaman

Gayunpaman, may mga species ng mga halaman na inangkop upang mabuhay sa mga kondisyon ng mataas na konsentrasyon ng mga asing-gamot sa lupa. Ito ang mga tinatawag na halophytic halaman (Halos = asin; phyto = halaman).

Ang mga species na ito ay nakabuo ng isang serye ng mga pagbabagong-anyo ng morphological at pisyolohikal na mga mekanismo upang maiwasan ang pagsipsip ng asin, pag-immobilize o pag-iwas ito.

Halophytic halaman bilang pagkain

Ang kaalaman sa ecophysiology ng mga halaman na ito ay nagsisilbing batayan para sa pagbuo ng mga sistema ng agrikultura at paggamit nito bilang mga mapagkukunan ng pagkain. Sa ganitong paraan, ang mga species ng halophytic na nilinang sa mga salinized na mga agrikultura na lupa ay maaaring magamit bilang feed para sa mga hayop.

Mga Sanggunian

1. Ariasa, RA, Maderb, TL, at Escobara, PC (2008). Ang mga kadahilanan ng klimatiko na nakakaapekto sa produktibong pagganap ng mga baka at pagawaan ng gatas. Arch. Med. Vet.
2. Blaustein, AR, Wake, DB at Sousa, WP (1994). Tumanggi ang Amphibian: paghusga katatagan, pagtitiyaga, at pagkamaramdamin ng mga populasyon sa lokal at pandaigdigang pagkalipol. Biology ng Conservation.
3. Calow, P. (Ed.) (1998). Ang encyclopedia ng ekolohiya at pamamahala sa kapaligiran.
4. Hawkesford, MJ at De Kok, LJ (2007). Plant Ecophysiology (Tomo 6). Sulfur sa mga halaman. Isang pananaw sa ekolohiya.
5. Lüttge, U. at Scarano, FR (2004). Ecophysiology. Magazine ng Brazil. Bot.
6. Pereyra-Cardozo, M. at Quiriban, A. (2014). Ang mga protina sa pagpapaubaya sa stress ng tubig sa mga halaman. SEMIÁRIDA, Journal ng Faculty ng Agronomy UNLPam.
7. Purves, WK, Sadava, D., Orians, GH at Heller, HC (2001). Buhay. Ang agham ng biyolohiya.
8. Raven, P., Evert, RF at Eichhorn, SE (1999). Biology ng mga halaman.