Ekofiziologija Katere študije in aplikacije pri živalih in zelenjavi

The Ekofiziologija Podružnica ekologije preučuje funkcionalni odziv organizmov pri prilagajanju okoljskim spremembam. Vsako živo bitje se mora prilagoditi svojemu okolju, da preživi in ​​ta prilagoditev je hkrati strukturna in funkcionalna.

Ta disciplina je znana tudi kot fiziološka ekologija ali okoljska fiziologija in ustvarja tako osnovno kot uporabno znanje. Tako je mogoče vedeti odnos med fiziologijo organizma in sprememb okolja.

Ekofiziološki poskusi. Vir: Rasbak [CC BY-SA 3.0 (http: // creativeCommons.Org/licence/by-sa/3.0/]]

Prav tako ekofiziologija ponuja informacije na področju rastlinske in živali za ustvarjanje hrane. Na primer, študije ekofiziologije rastlin, strpne do ekstremnih okoljskih razmer, so bile koristne pri genetskem izboljšanju.

Prav tako ekofiziološke študije omogočajo določitev, kakšni so najprimernejši okoljski pogoji za doseganje večje produktivnosti živali. Tako se lahko vzpostavijo območji sprememb okoljskih dejavnikov, ki zagotavljajo udobje živalim v proizvodnih enotah.

[TOC]

Katere študije ekofiziologija?

Ekofiziologija je disciplina, kjer se fiziologija in ekologija zbližata. Fiziologija Znanost, ki preučuje delovanje živih bitij in ekologije, obravnava odnose med živimi bitji in njihovim okoljem.

V tem smislu ekofiziologija preučuje dinamični odnos med spreminjajočim se okoljem in prilagoditvami presnove rastlin ali živali pred temi spremembami.

- Ekološko eksperimentiranje

Za dosego svojega cilja ekofiziologija uporablja tako opisne raziskave kot eksperimentalno metodo. Za to določite fizično-kemijske dejavnike, ki delujejo na okolje, in določite njegov vpliv na telo.

Ti dejavniki so lahko viri, ki jih telo uporablja za preživetje ali pogoje, ki vplivajo na njegovo delovanje. Nato se fiziološki odziv živega organizma vzpostavi pred različicami omenjenega faktorja.

Vključeni presnovni sistemi

Potrebno je prepoznati organske in funkcionalne sisteme, ki so povezani s prilagodljivim odzivom organizma na spremembo določenega faktorja. Na primer, ko pride do temperaturnih sprememb, pride do odziva posameznikovega termoregulacijskega sistema.

Eksperimentalna zasnova

Ekofiziologija se zateče k oblikovanju eksperimentov za vzpostavitev fiziološkega odziva organizma na spremembe v faktorju. Primer tega so lahko posamezniki od rastlinske vrste do različnih koncentracij soli v substratu.

- Vrste okoljskih sprememb

Ko so dejavniki, ki jih je treba preučiti, je treba določiti spremembe, ki se pojavljajo v okolju, in njihov časovni značaj, ki določa tri vrste:

Ciklične spremembe

Te spremembe se občasno ponavljajo, na primer izmenična podnebna ali dnevna in nočna postaja. Pred temi je živo bitje razvilo tudi ciklično delovanje po ritmu sprememb v okolju.

Dnevni in nočni cikel. Vir: Caliver [CC0]

Na primer padec listov v sušnem obdobju za zmanjšanje znojenja pred primanjkljajem vode. Pri živalih obstajajo tudi prilagoditve tem cikličnim spremembam; Na primer sprememba plimovanja nekaterih ptic.

Lahko vam služi: flora in favna iz Hidalga

Nival Perdiz (Lagopus muta) Od tundre ima sezonsko homokromijo in predstavlja zimsko belo plimovanje, medtem ko spomladi spreminjajo temne in raznolike tone. Tako je njegova kamuflaža prilagojena enotni Sneguljčici in nato v temne tone okolja v preostalem delu leta.

Druga prilagoditev živali cikličnim spremembam je hibernacija medvedov in drugih vrst v zimskih časih. To pomeni spremembe v presnovnem ritmu, ki vključujejo zmanjšanje telesnih funkcij, kot sta temperatura in srčni utrip.

Naključne spremembe

Te vrste sprememb se pojavljajo naključno, brez ugotovljene pravilnosti. Na primer, plaz gorskega pobočja, razlitje nafte ali prihod novega plenilca ali patogena.

Te vrste sprememb predstavljajo večje tveganje za vrste, saj se v teh primerih drastično pojavljajo, odziv organizmov je odvisen od plastičnosti v obstoječih funkcijah.

Usmerjene spremembe

So spremembe v okolju, ki ga človek namerno povzroča z določenimi nameni. Primer tega je krčenje gozda za vzpostavitev paše ali posredovanja mokrišča za gojenje riža.

- Splošni postulati

Začenši od kopičenja eksperimentalnih in opazovalnih dokazov na naravnem področju, ekofiziologija poskuša opredeliti splošne postulate. To so splošna načela, ki izhajajo iz pravilnosti nekaterih fizioloških odzivov na okoljske spremembe.

Liebig minimalni zakon

SPRENGEL (1828) je predstavil, da je odločilni dejavnik pri rasti organizma najbolj malo v okolju. Nato je to načelo populariziral Liebig (1840) in je znan kot zakon minimalnega ali zakon Liebiga.

Bartholomew (1958) je to načelo uporabil za porazdelitev vrst, pri čemer je poudaril, da ga določa najbolj omejujoči okoljski faktor.

Shelfordov zakon o toleranci

Leta 1913 je Víctor Shelford izjavil, da obstaja določena vrsta v amplitudi variacije, določenih za vsak okoljski faktor in njene interakcije. To je tisto, kar je znano kot omejitve tolerance, zunaj katerih vrsta ne preživi.

Zakon o toleranci Shelford. Vir: http: // ekologija okolje.Wikispaces.com/ [cc by-sa 4.0 (https: // creativeCommons.Org/licence/by-sa/4.0)]

To načelo določa, da so v amplitudi spreminjanja določenega okoljskega faktorja tri možna stanja za telo. Ta stanja so optimalna, fiziološka stres in nestrpnost.

V tem smislu bodo v optimalnem traku faktorja populacije vrste v izobilju. Ko se oddaljim od optimalnega, se vnese območje stresa, kjer se populacije zmanjšuje in zunaj tolerance omeji vrsto.

- Digitalna tehnologija in ekofiziologija

Kot v znanosti so tudi ekofiziološke študije izboljšale razvoj novih tehnologij. Zaradi svoje eksperimentalne narave je bil ta posebna disciplina naklonjen razvoju digitalne tehnologije.

Vam lahko služi: flora in favna iz Campecheja: reprezentativna vrsta

Dandanes obstajajo raznolikost prenosnih elektronskih naprav, ki omogočajo merjenje okoljskih dejavnikov na tem področju. Med njimi so metri sončnega sevanja, temperatura, relativna vlaga, listno območje.

Primeri aplikacij pri živalih

- Temperaturni učinek na plemenske živali

Zelo pomembno področje je ekofiziologija, ki se uporablja za proizvodnjo živali, ki želi razumeti odziv plemenskih živali na variacijo okoljskih dejavnikov. Eden od teh dejavnikov je temperatura, ob upoštevanju trenutnega trenda za povečanje povprečne temperature globalne svetovne.

Homeothermia

Rejske živali so večinoma homeoterme, torej ohranjajo svojo stabilno notranjo temperaturo kljub okoljskim spremembam. To je doseženo zahvaljujoč naložbam v kemično energijo, da nadomestimo povišanje ali znižanje zunanje temperature.

Ta postopek kompenzacije zunanje temperature dosežemo s termoregulacijo, ki vključuje hipotalamus, dihalni sistem in kožo.

Polaganje piščancev

Ugotovljeno je bilo, da je čas dneva, ki se prehranjuje s piščancem, pomemben za produktivnost. V tem primeru je povezan s sposobnostjo asimilacije hrane na podlagi toplotnega stresa.

Polaganje piščancev. Vir: PELY (Allan H.M.) [Cc by-sa 3.0 (https: // creativeCommons.Org/licence/by-sa/3.0)]

Če se hrana dobavlja v najbolj vročih urah dneva, se piščanec manj asimilira in njegova proizvodnja zmanjša. Posledično povečanje temperature okolice pomeni zmanjšanje produktivnosti koralskih piščancev.

Govedo

Povečanje temperature prisili živali, da aktivirajo fiziološke mehanizme termoregulacije. To pomeni energijsko naložbo, ki je ukradena zaradi povečanja telesne mase ali proizvodnje mleka.

Po drugi strani pa živali s povečanjem temperature spreminjajo svoje prehranske prioritete. V teh primerih se vnos vode poveča in zmanjšuje porabo suhe snovi, s posledično izgubo teže.

- Onesnaževanje in žabe

Ekofiziološke študije omogočajo fiziologijo živalskih vrst, da se nanašajo na svoje okolje in ugotovijo možne negativne učinke onesnaževanja. Primer tega je trenutno stanje grožnje, za katero so podrejene žabe in krastače.

Žaba (atelopus zeteki) onesnaževanje. Vir: Brian Gratwicke [CC do 2.0 (https: // creativeCommons.Org/licence/by/2.0)]

Približno polovica 6.500 znanih vrst dvoživk grozi izumrtje. Te živali so zelo občutljive na spremembe temperature, vlažnosti ali onesnaževal v okolju.

Dihanje in kroženje dvoživk

Fiziologija dihanja dvoživk je zelo značilna, saj dihajo tako s pljuči kot po koži. Ko so zunaj vode.

Lahko vam služi: gozdna prehranska veriga

Vpliv

Oblika dihanja naredi te živali dovzetne za absorpcijo onesnaževalnih elementov zraka in vode. Po drugi strani pa glede na nizko koncentracijo kisika v vodi oslabijo, ker je ne absorbirajo pravilno.

V teh pogojih lahko umrejo ali oslabijo in so dovzetni za napad gliv in patogenih bakterij. Ena največjih groženj je patogena gliva Batrachochytrium dendrobatidis, ki zavira pretok elektrolitov v koži.

Primeri aplikacij v rastlinah

- Ekofiziologija rastlin sušne cone

Globalno segrevanje bo povzročilo nekaj območij za proizvodnjo določenih pridelkov zaradi zakona tolerance. To pomeni, da bodo dejavniki, kot je razpoložljivost vode.

Kserofiti. Vir: Tomas Castelazo [cc by-sa 2.5 (https: // creativeCommons.Org/licence/by-sa/2.5)]

Vendar so vrste sušnih con razvijale strategije za prilagajanje primanjkljaju vode. V tem smislu raziskave v ekofiziologiji rastlin na sušnih območjih omogočajo možne načine za rast rastlin.

Osmoliti

Ena od teh strategij je sprememba genetske ekspresije za proizvodnjo beljakovin, ki pomagajo prenašati primanjkljaj vode. Med temi beljakovinami so osmoliti, ki prispevajo k celicam, ki ohranjajo svojo turgidnost tudi z malo vode.

Znanje teh beljakovin in njihovega presnove lahko genetski inženiring uporabi za izboljšanje pridelkov.

- Ekofiziologija halofilnih rastlin

Ena od težav, s katerimi se sooča kmetijstvo, je slanost tal zaradi koncentracije soli, ki dodajajo namakalne vode. Če je več tal salinizirano, je podaljšek kmetijskih zemljišč, ki so na voljo za proizvodnjo hrane.

Rastline halofila

Vendar obstajajo vrste prilagojenih rastlin, ki preživijo v pogojih visoke koncentracije soli v tleh. To so tako imenovane rastline halofita (Halos= sol; Phyto= rastlina).

Te vrste so razvile vrsto morfoloških in fizioloških prilagoditev kot mehanizmov, da se izognejo absorpciji soli, imobilizirajo ali izločajo.

Rastline halofita, kot je hrana

Poznavanje ekofiziologije teh rastlin je osnova za razvoj kmetijskih sistemov in njihovo uporabo kot viri hrane. Na ta način lahko vrste halofitov, gojene v saliniziranih kmetijskih tleh

Reference

1. Ariasa, r.Do., Maderb, t.L., In Escobara, str.C. (2008). Klimatski dejavniki, ki vplivajo na produktivno delovanje mesa in mleka. Arch. Med. Veterinar.
2. Blaustein, a.R., Zbudi se, d.B. In Sousa, w.Str. (1994). Amfibije upada: presojanje stabilnosti, persicence in dovzetnosti prebivalstva do lokalnega in globalnega Extentis. Ohranjanje biologije.
3. Kalow, str. (Ed.) (1998). Enciklopedija ekologije in upravljanja okolja.
4. Hawkesford, m.J. in od koka, l.J. (2007). Rastlinska ekofiziologija (vol. 6). Žveplo v rastlinah. Ekološka perspektiva.
5. Lüttge, u. in Scarano, f.R. (2004). Ekofiziologija. Brazilska revija. Bot.
6. Pereyra-Cardozo, m. In quiriban, do. (2014). Beljakovine v vodni stresni toleranci v rastlinah. Semiárida, časopis Fakultete za Agronomy UNLPAM.
7. Purves, w. K., Sadava, d., Orians, g. H. in Heller, h. C. (2001). Življenje. Znanost o biologiji.
8. Raven, str., EVERT, R. F. in Eichhorn, s. In. (1999). Biologija rastlin.