Ekofyziológia Aké štúdie a aplikácie u zvierat a zeleniny

Ten Ekofyziológia Je to odvetvie ekológie, ktorá študuje funkčnú reakciu organizmov pri ich prispôsobení sa zmenám v životnom prostredí. Každá živá bytosť sa musí prispôsobiť svojmu prostrediu, aby prežila a táto adaptácia je štrukturálna aj funkčná.

Táto disciplína je známa aj ako fyziologická ekológia alebo environmentálna fyziológia a vytvára základné aj aplikované znalosti. Preto je možné poznať vzťah medzi fyziológiou organizmu a zmenami životného prostredia.

Ekofyziologické experimenty. Zdroj: Rasbak [CC BY-SA 3.0 (http: // creativeCommons.Org/licencie/By-SA/3.0/]]

Podobne aj ekofyziológia poskytuje informácie v oblasti rastlinnej a živočíšnej výroby na výrobu potravín. Napríklad štúdie ekofizziológie rastlín tolerantných v extrémnych podmienkach prostredia boli užitočné pri genetickom zlepšení.

Podobne aj ekofyziologické štúdie umožňujú stanovenie, ktoré sú najvhodnejšie podmienky prostredia na dosiahnutie väčšej produktivity zvierat. Takto je možné stanoviť rozsahy variácií environmentálnych faktorov, ktoré poskytujú pohodlie zvieratám vo výrobných jednotkách.

[TOC]

Aké štúdie ekofyziológia?

Ekofyziológia je disciplína, v ktorej sa konvergujú fyziológia a ekológia. Fyziológia Veda, ktorá študuje fungovanie živých bytostí a ekológia, sa zameriava na vzťahy medzi živými bytosťami a ich prostredím.

V tomto zmysle ekofyziológia študuje dynamický vzťah medzi meniacim sa prostredím a úpravami metabolizmu rastlín alebo zvierat pred týmito zmenami.

- Ekologické experimenty

Na dosiahnutie svojho cieľa ekofyziológia uplatňuje popisný výskum a experimentálnu metódu. Identifikujte fyzikálne-chemické faktory, ktoré pôsobia na životné prostredie a určujú jeho vplyv na telo.

Tieto faktory môžu byť zdroje používané v tele na prežitie alebo podmienky, ktoré ovplyvňujú jeho činnosť. Následne sa fyziologická reakcia živého organizmu stanoví pred zmenami uvedeného faktora.

Zapojené metabolické systémy

Je potrebné identifikovať organické a funkčné systémy zapojené do adaptívnej reakcie organizmu na zmenu určitého faktora. Napríklad, keď dôjde k zmenám teploty, existuje odpoveď z termoregulačného systému jednotlivca.

Experimentálny dizajn

Ekofyziológia sa uchýli k návrhu experimentov na stanovenie fyziologickej reakcie organizmu na zmeny v faktore. Príklad toho môže byť predmetom jednotlivcov z rastlinného druhu do rôznych koncentrácií soli v substráte.

- Typy zmien životného prostredia

Akonáhle sú faktory na štúdium, je potrebné identifikovať zmeny, ktoré sa vyskytujú v prostredí a ich časový charakter, definujú tri typy:

Cyklické zmeny

Tieto zmeny sa pravidelne opakujú, napríklad striedanie klimatických alebo denných a nočných staníc. Pred nimi sa živá bytosť vyvinula aj cyklické fungovanie po rytme zmien životného prostredia.

Denný cyklus. Zdroj: Kaliver [CC0]

Napríklad pád listov v suchom období na zníženie potu pred deficitom vody. V prípade zvierat existujú aj prispôsobenie sa týmto cyklickým zmenám; Napríklad zmena peria určitých vtákov.

Môže vám slúžiť: Flora a fauna z Hidalgo

Nival Perdiz (Lagopus muta) Tundra má sezónnu homochromiu a predstavuje zimné biele perie, zatiaľ čo na jar sa mení na tmavé a pestré tóny. Jeho kamufláž je teda prispôsobená jednotnej snehobiele a potom temným tónom životného prostredia počas zvyšku roka.

Ďalšou adaptáciou zvierat na cyklické zmeny je hibernácia medveďov a iných druhov v zimných časoch. To znamená zmeny v metabolickom rytme, ktoré zahŕňajú redukciu telesných funkcií, ako je teplota a srdcová frekvencia.

Náhodné zmeny

Tieto typy zmien sa vyskytujú náhodne, bez stanovenej pravidelnosť. Napríklad zosuv pôdy hornatého svahu, únik ropy alebo príchod nového predátora alebo patogénu.

Tieto typy zmien predstavujú väčšie riziko pre druhy, pretože v týchto prípadoch sa vyskytujú drasticky, reakcia organizmov závisí od plasticity v existujúcich funkciách.

Smerové zmeny

Ide o zmeny v prostredí spôsobené úmyselne ľudskou bytosťou s určitými účelmi. Prípad je odlesňovanie lesa na založenie pastviny alebo zásah mokradí na pestovanie ryže.

- Všeobecné postuláty

Ekofyziológia sa začína akumuláciou experimentálnych a pozorovacích dôkazov v prírodnej oblasti, snaží sa definovať všeobecné postuláty. Toto sú všeobecné zásady, ktoré vychádzajú z pravidelnosti určitých fyziologických reakcií na zmeny v životnom prostredí.

Minimálny zákon Liebig

Sprengel (1828) predpokladal, že určujúci faktor rastu organizmu je najviac zriedkavý v životnom prostredí. Následne tento princíp popularizoval Liebig (1840) a je známy ako zákon minima alebo zákon Liebiga.

Bartholomew (1958) aplikoval tento princíp na distribúciu druhov, pričom poukazuje.

Šelfordov zákon o tolerancii

V roku 1913 Víctor Shelford uviedol, že určitý druh existuje v amplitúde variácie definovanej pre každý faktor prostredia a jeho interakcie. To je známe ako limity tolerancie, mimo ktorej druh neprežije.

Zákon o tolerancii šelfordov. Zdroj: http: // ekologické prostredie.Wikispaces.com/ [CC BY-SA 4.0 (https: // creativeCommons.Org/licencie/By-SA/4.0)]

Tento princíp definuje, že v amplitúde variácie určitého environmentálneho faktora existujú tri možné stavy pre telo. Tieto stavy sú optimálne, fyziologický stres a neznášanlivosť.

V tomto zmysle budú v optimálnom pásme faktora bohaté populácie druhu. Pri odchode od optimálnej oblasti sa zadáva oblasť stresu, kde sa populácie znižujú a mimo tolerancie obmedzujú tento druh zmizne.

- Digitálna technológia a ekofyziológia

Rovnako ako vo vede, ekofyziologické štúdie sa zlepšili vývojom nových technológií. Vďaka svojej experimentálnej povahe bola táto konkrétna disciplína uprednostňovaná vývojom digitálnych technológií.

Môže vám slúžiť: Flora a fauna z Campeche: Reprezentatívne druhy

V súčasnosti existuje rozmanitosť prenosných elektronických zariadení, ktoré umožňujú meranie environmentálnych faktorov v tejto oblasti. Medzi nimi sú okrem iného merače slnečného žiarenia, teplota, relatívna vlhkosť, oblasť listov.

Príklady aplikácií u zvierat

- Teplotný účinok na chovné zvieratá

Veľmi relevantnou oblasťou je ekofyziológia aplikovaná na výrobu zvierat, ktorá sa snaží pochopiť reakciu chovných zvierat na zmenu environmentálnych faktorov. Jedným z týchto faktorov je teplota, ktorá berie do úvahy súčasný trend na zvýšenie globálnej priemernej teploty.

Homeotermia

Chovné zvieratá sú väčšinou homeotermy, to znamená, že si udržiavajú svoju stabilnú vnútornú teplotu napriek zmenám v prostredí. Toto sa dosiahne vďaka investíciám do chemickej energie na kompenzáciu zvýšenia alebo zníženia vonkajšej teploty.

Tento proces kompenzácie vonkajšej teploty sa dosahuje termoreguláciou, ktorá zahŕňa hypotalamus, respiračný systém a pokožku.

Kladie kurčatá

Bolo určené, že čas, ktorý sa živí, je pre produktivitu dôležitý uvádzaním kurča. V tomto prípade to súvisí so schopnosťou asimilovať jedlo na základe tepelného stresu.

Kladie kurčatá. Zdroj: Pely (Allan H.M.) [CC By-SA 3.0 (https: // creativeCommons.Org/licencie/By-SA/3.0)]

Ak je jedlo dodávané v najhorúcejších hodinách dňa, kurča sa asimiluje menej a jeho výroba klesá. V dôsledku toho zvýšenie teploty okolia znamená zníženie produktivity kurčiat.

Dobytok

Zvýšenie teploty núti zvieratá na aktiváciu fyziologických mechanizmov termoregulácie. To znamená, že investícia do energie, ktorá je ukradnutá z prírastku hmotnosti alebo výroby mlieka.

Na druhej strane, zvýšením teploty, ktoré zvieratá menia svoje priority potravín. V týchto prípadoch sa príjem vody zvyšuje a znižuje spotrebu sušiny, s následným úbytkom hmotnosti.

- Znečistenie a žaby

Ekofyziologické štúdie umožňujú fyziológii živočíšnych druhov vzťahovať sa na ich prostredie a stanoviť možné negatívne účinky znečistenia. Príkladom je súčasný stav hrozby, na ktorý sa podliehajú žaby a ropuchy.

Žaba (atelopus zeteki) znečistenie. Zdroj: Brian Gratwicke [CC by 2.0 (https: // creativeCommons.Org/licencie/BY/2.0)]

Približne polovica zo 6.500 známych druhov obojživelníkov hrozí vyhynutie. Tieto zvieratá sú veľmi citlivé na zmeny teploty, vlhkosti alebo znečisťujúcich látok na životné prostredie.

Dýchanie a obeh obojživelníkov

Fyziológia dýchania obojživelníkov je veľmi zvláštna, pretože dýchajú pľúcami aj cez pokožku. Keď sú z vody, používajú pľúca a vo vode dýchajú pokožku, ktorá je priepustná pre O2, CO2 a vodu.

Môže vám slúžiť: reťazec lesných potravín

Dopad

Forma dýchania spôsobuje, že tieto zvieratá sú náchylné na absorpciu znečisťujúcich prvkov vzduchu aj vody. Na druhej strane, vzhľadom na nízku koncentráciu kyslíka vo vode, oslabujú, pretože ho správne absorbujú.

Za týchto podmienok môžu zomrieť alebo oslabiť a byť náchylné na útok húb a patogénnych baktérií. Jednou z najväčších hrozieb je patogénna huba Batrachochytrium dendrobatidis, ktorý inhibuje tok elektrolytov v koži.

Príklady aplikácií v rastlinách

- Ekofiziológia rastlín suchý zón

Globálne otepľovanie bude mať za následok, že niektoré oblasti vyrábajú určité plodiny v dôsledku zákona tolerancie. To znamená, že faktory, ako je dostupnosť vody, budú mimo rozsah tolerancie druhov.

Xerofyty. Zdroj: Tomas Castelazo [CC BY-SA 2.5 (https: // creativeCommons.Org/licencie/By-SA/2.5)]

Druhy suchých zón však vyvinuli stratégie na prispôsobenie sa deficitu vody. V tomto zmysle výskum v ekofyziológii rastlín vo vyprahnutých oblastiach poskytuje možné spôsoby genetického zlepšenia rastlín.

Osmoliti

Jednou z týchto stratégií je modifikácia genetickej expresie na produkciu proteínov, ktoré pomáhajú tolerovať deficit vody. Medzi týmito proteínmi patria osmolity, ktoré prispievajú k bunkám, ktoré udržiavajú svoju turgitu, a to aj s malou vodou.

Znalosť týchto proteínov a ich metabolizmus môžu byť použité genetickým inžinierstvom na zlepšenie plodín.

- Ekofiziológia halofilných rastlín

Jedným z problémov, ktorým čelí poľnohospodárstvo, je slanosť pôd v dôsledku koncentrácie solí, ktoré pridávajú zavlažovacie vody. Pokiaľ je viac pôdy salinizované, rozšírenie poľnohospodárskej pôdy dostupnej na výrobu potravín je nižšie.

Halofilové rastliny

Existujú však druhy prispôsobených rastlín na prežitie v podmienkach vysokej koncentrácie solí v pôde. Toto sú tzvané rastliny halofytov (Halos= soľ; Fyto= rastlina).

Tieto druhy vyvinuli sériu morfologických a fyziologických úprav ako mechanizmov, aby sa zabránilo absorpcii soli, imobilizáciu alebo vylučovanie.

Halofytové rastliny ako jedlo

Znalosť ekofyziológie týchto rastlín slúži ako základ pre rozvoj poľnohospodárskych systémov a ich používanie ako potravinové zdroje. Týmto spôsobom môžu byť druhy halofytov kultivované v salinizovaných poľnohospodárskych pôdach používať ako jedlo pre hovädzí dobytok

Odkazy

1. Ariasa, r.Do., Maderb, T.L., A Escobara, P.C. (2008). Klimatické faktory, ktoré ovplyvňujú produktívny výkon mäsa a mliečneho hovädzieho dobytka. Oblúk. Prezerať. Veterinár.
2. Blaustein, a.R., Prebudiť, D.B. A sousa, w.P. (1994). Zníženie obojživelníkov: Posudzovanie stability, perzozifikácie a náchylnosť obyvateľov na miestne a globálne Extintis. Ochrana biológie.
3. Calow, P. (Ed.) (1998). Encyklopédia ekológie a environmentálneho riadenia.
4. Hawkesford, m.J. a Kok, L.J. (2007). Ekofyziológia rastlín (zv. 6). Síra v rastlinách. Ekologická perspektíva.
5. Lüttge, u. a Scarano, f.R. (2004). Ekofyziológia. Brazílsky časopis. Bit.
6. Pereyra-Cardozo, m. A Quiriban,. (2014). Proteíny v tolerancii vodného stresu v rastlinách. Semiárida, Journal of the Agronomy Unpam.
7. Purvie, w. Klimatizovať., Sadava, D., Orian, G. H. a Heller, h. C. (2001). Životnosť. Veda o biológii.
8. Raven, P., Evert, r. F. a Eichhorn, s. A. (1999). Biológia rastlín.