Sebuah adaptasi fisiologis adalah sifat atau karakteristik pada tingkat fisiologi organisme – menyebutnya sel, jaringan atau organ – yang meningkatkan efisiensi biologis atau kebugaran.
Dalam fisiologi, ada tiga istilah yang tidak boleh dikacaukan: adaptasi, setting, dan aklimatisasi. Seleksi alam Charles Darwin adalah satu-satunya mekanisme yang diketahui mengarah pada adaptasi. Proses ini umumnya lambat dan bertahap.
Sumber: pixabay.com
Adalah umum untuk adaptasi menjadi bingung dengan pengaturan atau aklimatisasi. Istilah pertama terkait dengan variasi pada tingkat fisiologis, meskipun dapat juga terjadi pada anatomi atau biokimia, sebagai akibat dari paparan tubuh terhadap kondisi lingkungan baru, seperti dingin atau panas yang ekstrem.
Aklimatisasi melibatkan perubahan yang sama yang dijelaskan dalam istilah lingkungan, hanya saja variasi lingkungan disebabkan oleh peneliti di laboratorium atau di lapangan. Baik aklimatisasi dan pengaturan adalah fenomena yang dapat dibalik.
Indeks artikel
Terdiri dari apa?
Adaptasi fisiologis adalah karakteristik sel, organ dan jaringan yang meningkatkan efisiensi individu yang memilikinya, dibandingkan dengan mereka yang tidak membawanya.
Ketika kita berbicara tentang “kemanjuran” yang kita maksud adalah istilah yang digunakan secara luas dalam biologi evolusioner (juga disebut kemanjuran atau kebugaran Darwinian ) yang berkaitan dengan kemampuan organisme untuk bertahan hidup dan bereproduksi. Parameter ini dapat dipecah menjadi dua komponen: probabilitas kelangsungan hidup dan jumlah rata-rata keturunan.
Artinya, ketika kita memiliki karakteristik fisiologis tertentu yang meningkatkan kebugaran individu, kita dapat mengetahui bahwa itu adalah sifat adaptif.
Kita harus berhati-hati ketika mengidentifikasi adaptasi, karena semua karakteristik yang kita lihat pada hewan tidak adaptif. Misalnya, kita semua tahu bahwa darah kita berwarna merah cerah.
Karakteristik ini tidak memiliki nilai adaptif dan hanya merupakan konsekuensi kimia. Darah berwarna merah karena memiliki molekul yang disebut hemoglobin, yang bertanggung jawab untuk mengangkut oksigen.
Bagaimana kita dapat menyimpulkan bahwa suatu sifat adalah adaptasi fisiologis?
Ketika kita mengamati karakteristik tertentu dari suatu organisme, kita dapat membuat beberapa hipotesis tentang makna adaptifnya.
Misalnya, tidak diragukan lagi bahwa mata hewan adalah struktur yang memungkinkan menangkap cahaya. Jika kita menerapkan urutan ide yang ditetapkan di atas, kita dapat menyimpulkan bahwa individu dengan struktur yang merasakan cahaya memiliki beberapa keunggulan dibandingkan rekan-rekan mereka, seperti mudah melarikan diri dari pemangsa atau menemukan makanan dengan lebih mudah.
Namun, menurut ahli biologi dan paleontologi evolusioner terkenal Stephen Jay Gould “tidak ada penjelasan tentang nilai adaptif dari suatu karakter yang harus diterima hanya karena itu masuk akal dan menawan.”
Nyatanya, demonstrasi bahwa karakter adalah adaptasi adalah salah satu tugas utama ahli biologi evolusi, sejak zaman Charles Darwin.
Contoh
Sistem pencernaan pada vertebrata terbang
vertebrata terbang, burung dan kelelawar, menghadapi tantangan mendasar: mengatasi gaya gravitasi untuk bergerak.
Dengan demikian, organisme ini memiliki karakteristik unik yang tidak kita temukan pada kelompok vertebrata lain yang cara bergeraknya murni terestrial, seperti tikus, misalnya.
Modifikasi vertebrata aneh ini berkisar dari tulang ringan dengan lubang internal hingga pengurangan ukuran otak yang cukup besar.
Menurut literatur , salah satu tekanan selektif terpenting yang telah membentuk kelompok hewan ini adalah kebutuhan untuk mengurangi massanya untuk meningkatkan efisiensi penerbangan.
Diperkirakan bahwa sistem pencernaan telah dibentuk oleh kekuatan-kekuatan ini, mendukung individu dengan usus yang lebih pendek, yang berarti lebih sedikit massa selama penerbangan.
Namun, ketika mengurangi usus muncul komplikasi tambahan: asimilasi nutrisi. Karena ada permukaan penyerapan yang lebih kecil, kita dapat merasakan bahwa asupan nutrisi terpengaruh. Penelitian terbaru menunjukkan bahwa ini tidak terjadi.
Menurut Caviedes – Vidal (2008), terdapat jalur absorpsi paraseluler yang mengkompensasi penurunan jaringan usus. Untuk mencapai kesimpulan ini, penulis menyelidiki jalur penyerapan di usus kelelawar buah Artibeus lituratus .
Adaptasi tanaman terhadap lingkungan kering
Ketika tanaman terkena kondisi lingkungan yang merugikan, mereka tidak dapat pindah ke lokasi lain dengan keadaan yang lebih baik, seperti burung yang bermigrasi ke daerah hangat untuk menghindari tekanan panas musim dingin.
Untuk alasan ini, spesies tanaman yang berbeda memiliki adaptasi, termasuk fisiologis, yang memungkinkan mereka menghadapi kondisi yang tidak menguntungkan, seperti kekeringan di gurun.
Ada pohon dengan sistem akar yang sangat luas (akar) yang memungkinkan mereka mengambil air dari reservoir yang dalam.
Mereka juga menyajikan jalur metabolisme alternatif yang membantu mengurangi kehilangan air. Di antara jalur ini kita memiliki tanaman C4 yang mengurangi fenomena fotorespirasi, berkat pemisahan spasial dari siklus Calvin dan fiksasi karbon dioksida.
Fotorespirasi adalah jalur alternatif yang tidak memberikan keuntungan apa pun dan terjadi ketika enzim RuBisCO (ribulose-1,5-bifosfat karboksilase / oksigenase) menggunakan oksigen dan bukan karbon dioksida.
Tanaman CAM (metabolisme asam crassulaceae) memperlambat proses fotorespirasi dan memungkinkan tanaman mengurangi kehilangan air, berkat pemisahan sementara.
Protein antibeku dalam ikan teleost
Beberapa spesies ikan teleost laut (milik infraclass Teleostei) telah mencapai serangkaian adaptasi yang luar biasa untuk dapat berkembang di lingkungan dengan suhu rendah.
Adaptasi fisiologis ini termasuk produksi protein antibeku dan glikoprotein. Molekul-molekul ini diproduksi di hati ikan dan diekspor ke aliran darah untuk memenuhi fungsinya.
Menurut komposisi biokimia protein, empat kelompok dibedakan. Selain itu, tidak semua spesies memiliki mekanisme yang sama: beberapa mensintesis protein sebelum terpapar suhu rendah, yang lain melakukannya sebagai respons terhadap rangsangan termal, sementara kelompok lain mensintesisnya sepanjang tahun.
Berkat efek koligatif larutan, dengan menambahkan lebih banyak zat terlarut ke plasma, suhu di mana ia membeku berkurang secara signifikan. Sebaliknya, jaringan ikan yang tidak memiliki perlindungan jenis ini akan mulai membeku setelah suhu mencapai 0 ° C.
Referensi
- Caviedes – Vidal, E., Karasov, WH, Chediack, JG, Fasulo, V., Cruz – Neto, AP, & Otani, L. (2008). Penyerapan paraseluler: kelelawar mematahkan paradigma mamalia. PLoS Satu , 3 (1), e1425.
- Davies, PL, Hew, CL, & Fletcher, GL (1988). Protein antibeku ikan: fisiologi dan biologi evolusi. Jurnal Zoologi Kanada , 66 (12), 2611–2617.
- Freeman, S., & Herron, JC (2002). Analisis evolusioner . Aula Prentice.
- Harga, ER, Brun, A., Caviedes – Vidal, E., & Karasov, WH (2015). Adaptasi pencernaan gaya hidup udara. Fisiologi , 30 (1), 69–78.
- Villagra, PE, Giordano, C., Alvarez, JA, Bruno Cavagnaro, J., Guevara, A., Sartor, C.,… & Greco, S. (2011). Menjadi tanaman di gurun: strategi penggunaan air dan ketahanan terhadap tekanan air di Pegunungan Tengah Argentina. Ekologi Austral , 21 (1), 29–42.