Ecofysiologie Welke studies en toepassingen bij dieren en groenten

De Ecofysiologie Het is de tak van ecologie die de functionele respons van organismen bestudeert in hun aanpassing aan veranderingen in het milieu. Elk levend wezen moet zich aanpassen aan zijn omgeving om te overleven en deze aanpassing is zowel structureel als functioneel.

Deze discipline staat ook bekend als fysiologische ecologie of milieufysiologie en genereert zowel fundamentele als toegepaste kennis. Het is dus mogelijk om de relatie te kennen tussen de fysiologie van een organisme en veranderingen in het milieu.

Ecofysiologische experimenten. Bron: Rasbak [CC BY-SA 3.0 (http: // creativeCommons.Org/licenties/by-sa/3.0/]]

Evenzo biedt ecofysiologie informatie op het gebied van planten- en dierproductie om voedsel te genereren. Studies van ecofisiologie van planten die tolerant zijn voor extreme omgevingscondities zijn nuttig geweest bij genetische verbetering.

Evenzo maken ecofysiologische studies het mogelijk vast te stellen wat de meest geschikte omgevingscondities zijn om een ​​grotere productiviteit van dieren te bereiken. Aldus kunnen variatiebereiken omgevingsfactoren worden vastgesteld om dieren in productie -eenheden te troosten.

[TOC]

Wat onderzoek gaat ecofysiologie?

Ecofysiologie is een discipline waar fysiologie en ecologie samenkomen. Fysiologie De wetenschap die het functioneren van levende wezens en ecologie bestudeert, richt zich op relaties tussen levende wezens en hun omgeving.

In die zin bestudeert ecofysiologie de dynamische relatie tussen de veranderende omgeving en de aanpassingen van planten- of diermetabolisme vóór deze veranderingen.

- Ecologische experimenten

Om zijn doelstelling te bereiken, past ecofysiologie zowel beschrijvend onderzoek als de experimentele methode toe. Identificeer hiervoor de fysieke chemische factoren die op het milieu werken en bepalen het effect ervan op het lichaam.

Deze factoren kunnen middelen zijn die door het lichaam worden gebruikt om te overleven of omstandigheden die de werking ervan beïnvloeden. Vervolgens wordt de fysiologische respons van het levende organisme vastgesteld vóór de variaties van deze factor.

Betrokken metabole systemen

Het is noodzakelijk om de organische en functionele systemen te identificeren die betrokken zijn bij de adaptieve respons van het organisme op de verandering van een bepaalde factor. Wanneer er bijvoorbeeld temperatuurveranderingen zijn, is er een reactie van het thermoregulatiesysteem van het individu.

Experimenteel ontwerp

Ecofysiologie neemt zijn toevlucht tot het ontwerp van experimenten om de fysiologische respons van het organisme op veranderingen in een factor vast te stellen. Een voorbeeld hiervan kan worden onderworpen aan individuen van een plantensoort tot verschillende zoutconcentraties in het substraat.

- Soorten veranderingen in het milieu

Zodra de factoren om te studeren, is het noodzakelijk om de veranderingen te identificeren die zich voordoen in de omgeving en hun tijdelijke karakter, waarbij drie typen worden gedefinieerd:

Cyclische veranderingen

Deze veranderingen komen periodiek terug, zoals de afwisseling van klimatologische of nachtstations. Vóór deze heeft het levende wezen ook cyclisch functioneren ontwikkeld na het ritme van milieuverandering.

Dag- en nachtcyclus. Bron: Caliver [CC0]

Bijvoorbeeld de val van de bladeren in het droge seizoen om transpiratie te verminderen vóór het watertekort. In het geval van dieren zijn er ook aanpassingen aan deze cyclische veranderingen; Bijvoorbeeld de verandering van het verenkleed van bepaalde vogels.

Het kan je van dienst zijn: flora en fauna van Hidalgo

De nival perdiz (Lagopus muta) van de toendra heeft seizoensgebonden homochromie en presenteert winterwit verenkleed, terwijl het in het voorjaar verandert in donkere en geveide tonen. Zo wordt zijn camouflage aangepast aan het uniforme sneeuwwitje en vervolgens aan de donkere tonen van de omgeving tijdens de rest van het jaar.

Een andere aanpassing van dieren aan cyclische veranderingen is de winterslaap van beren en andere soorten in de wintertijden. Dit impliceert veranderingen in het metabole ritme, waaronder het verminderen van lichaamsfuncties, zoals temperatuur en hartslag.

Willekeurige veranderingen

Dit soort veranderingen komen willekeurig voor, zonder vastgestelde regelmaat. Bijvoorbeeld de aardverschuiving van een bergachtige helling, een olielek of de komst van een nieuw roofdier of ziekteverwekker.

Dit soort veranderingen vormen een groter risico op soorten, omdat ze in deze gevallen drastisch optreden, de reactie van organismen hangt af van plasticiteit in bestaande functies.

Directionele veranderingen

Het zijn veranderingen in de omgeving die opzettelijk door de mens wordt veroorzaakt met bepaalde doeleinden. Een geval hiervan is de ontbossing van een bos om een ​​weiland of de interventie van een wetland te vestigen om rijst te laten groeien.

- Generaal postuleert

Beginnend met de accumulatie van experimenteel en observationeel bewijs in het natuurlijke veld, probeert ecofysiologie algemene postulaten te definiëren. Dit zijn algemene principes die voortkomen uit de regelmaat van bepaalde fysiologische reacties op veranderingen in het milieu.

Liebig minimumwet

Sprengel (1828) stelde dat de bepalende factor in de groei van een organisme het meest schaars is in de omgeving. Vervolgens werd dit principe populair gemaakt door Liebig (1840) en staat bekend als de wet van het minimum of de wet van Liebig.

Bartholomew (1958) heeft dit principe toegepast op de verdeling van soorten, erop wijzend dat het wordt bepaald door de meest beperkende omgevingsfactor.

De tolerantiewet van Shelford

In 1913 verklaarde Víctor Shelford dat een bepaalde soort bestaat in een amplitude van variatie die is gedefinieerd voor elke omgevingsfactor en zijn interacties. Het is wat bekend staat als tolerantielimieten, buiten waarvan de soort niet overleeft.

Shelford Tolerance Law. Bron: http: // ecologie milieu.Wikispaces.com/ [CC BY-SA 4.0 (https: // creativeCommons.Org/licenties/by-sa/4.0)]

Dit principe definieert dat er in de amplitude van variatie van een bepaalde omgevingsfactor drie mogelijke toestanden voor het lichaam zijn. Deze staten zijn optimale, fysiologische stress en intolerantie.

In deze zin zullen de populaties van de soort in de optimale factor overvloedig aanwezig zijn. Bij het weggaan van de optimale wordt een spanningsoppervlak ingevoerd waar de populaties afnemen en buiten de tolerantielimiet de soort verdwijnt.

- Digitale technologie en ecofysiologie

Net als in de wetenschap zijn ecofysiologische studies verbeterd door de ontwikkeling van nieuwe technologieën. Vanwege zijn experimentele aard is deze specifieke discipline begunstigd door de ontwikkeling van digitale technologie.

Kan u van dienst zijn: Flora en Fauna of Campeche: Representative Soorten

Tegenwoordig is er diversiteit van draagbare elektronische apparaten die omgevingsfactoren in het veld mogelijk maken. Onder deze zijn onder andere zonnestralingsmeters, temperatuur, relatieve vochtigheid, bestaan.

Voorbeelden van toepassingen bij dieren

- Temperatuureffect op fokdieren

Een zeer relevant veld is de ecofysiologie die wordt toegepast op de productie van dieren die de reactie van fokdieren op de variatie van omgevingsfactoren wil begrijpen. Een van deze factoren is de temperatuur, rekening houdend met de huidige trend om de wereldwijde gemiddelde temperatuur te verhogen.

Homeothermie

Fokdieren zijn meestal homeothermen, dat wil zeggen, ze handhaven hun stabiele interne temperatuur ondanks omgevingsvariaties. Dit wordt bereikt dankzij de investeringen in chemische energie om de verhogingen of daling van de externe temperatuur te compenseren.

Dit externe temperatuurcompensatieproces wordt bereikt door thermoregulatie, waarbij hypothalamus, ademhalingssysteem en huid betrokken zijn.

Kippen leggen

Er is vastgesteld dat het tijdstip van de dag dat het voedt met een putting kip belangrijk is voor de productiviteit. In dit geval heeft het te maken met het vermogen om voedsel te assimileren op basis van thermische stress.

Kippen leggen. Bron: Pely (Allan H.M.) [CC BY-SA 3.0 (https: // creativeCommons.Org/licenties/by-sa/3.0)]

Als voedsel wordt geleverd in de heetste uren van de dag, assimileert de kip minder en neemt de productie ervan af. Bijgevolg impliceert de toename van de omgevingstemperatuur een daling van de productiviteit van korrelkippen.

Vee

De toename van temperatuur dwingt dieren om fysiologische mechanismen van thermoregulatie te activeren. Dit impliceert een energie -investering die wordt gestolen door gewichtstoename of melkproductie.

Aan de andere kant, door de temperatuur te verhogen, variëren de dieren hun voedselprioriteiten. In deze gevallen neemt de waterinname toe en vermindert het de consumptie van droge stof, met het daaruit voortvloeiende gewichtsverlies.

- Vervuiling en kikkers

Ecofysiologische studies stellen de fysiologie van diersoorten in staat om zich te verhouden tot hun omgeving en de mogelijke negatieve effecten van vervuiling vast te stellen. Een voorbeeld hiervan is de huidige staat van bedreiging waarvoor kikkers en padden worden onderworpen.

Kikker (Atelopus Zeteki) vervuiling. Bron: Brian Gratwicke [CC door 2.0 (https: // creativeCommons.Org/licenties/door/2.0)]

Ongeveer de helft van de 6.500 bekende soorten amfibieën worden met uitsterven bedreigd. Deze dieren zijn erg gevoelig voor veranderingen in temperatuur, vochtigheid of milieuverontreinigende stoffen.

De ademhaling en circulatie van de amfibieën

De fysiologie van de ademhaling van de amfibieën is erg eigenaardig, omdat ze zowel door longen als door de huid ademen. Wanneer ze uit het water zijn, gebruiken ze de longen en in het water ademen ze door hun huid die permeabel is voor O2, CO2 en water.

Het kan u van dienst zijn: Forest Food Chain

Invloed

De vorm van ademhaling maakt deze dieren vatbaar voor de opname van vervuilende elementen van zowel lucht als water. Aan de andere kant, gezien de lage concentratie zuurstof in het water, verzwakken ze omdat ze het niet goed absorberen.

Onder deze omstandigheden kunnen ze sterven of verzwakken en vatbaar zijn voor de aanval van schimmels en pathogene bacteriën. Een van de grootste bedreigingen is de pathogene schimmel Batrachochytrium dendrobatidis, Dat remt de stroom van elektrolyten in de huid.

Voorbeelden van toepassingen in planten

- Ecofisiologie van planten van droge zones

De opwarming van de aarde zal ertoe leiden dat sommige gebieden bepaalde gewassen produceren vanwege de wet van tolerantie. Dat wil zeggen, factoren zoals de beschikbaarheid van water zullen buiten de tolerantiebereik zijn.

Xerophytes. Bron: Tomas Castelazo [CC BY-SA 2.5 (https: // creativeCommons.Org/licenties/by-sa/2.5)]

Soorten met droge zones hebben zich echter strategieën ontwikkeld om zich aan te passen aan watertekort. In die zin biedt onderzoek in de ecofysiologie van planten in droge gebieden mogelijke manieren voor plantengenetische verbetering.

Osmolieten

Een van deze strategieën is de modificatie van genetische expressie om eiwitten te produceren die helpen het watertekort te verdragen. Onder deze eiwitten zijn de osmolieten die bijdragen aan de cellen die hun turgiteit behouden, zelfs met weinig water.

De kennis van deze eiwitten en hun metabolisme kunnen door genetische manipulatie worden gebruikt om gewassen te verbeteren.

- Halofiele planten ecophisiologie

Een van de problemen waarmee de landbouw wordt geconfronteerd, is het zoutgehalte van de bodem als gevolg van de concentratie zouten die irrigatiewateren toevoegen. Voor zover er meer bodems worden vergoeld, is de uitbreiding van landbouwgrond die beschikbaar is voor voedselproductie lager.

Halofiele planten

Er zijn echter soorten aangepaste planten om te overleven in omstandigheden van hoge concentratie zouten in de bodem. Dit zijn de zo -gezamenlijke halofytplanten (Halo's= zout; Fyto= plant).

Deze soorten hebben een reeks morfologische en fysiologische aanpassingen ontwikkeld als mechanismen om zoutabsorptie te voorkomen, te immobiliseren of uit te scheiden.

Halofytplanten zoals voedsel

De kennis van de ecofysiologie van deze planten dient als basis voor het ontwikkelen van landbouwsystemen en het gebruik ervan als voedselbronnen. Op deze manier kunnen halofytensoorten die worden gekweekt in gesalineerde landbouwgronden worden gebruikt als voedsel voor vee

Referenties

1. Ariasa, r.NAAR., Maderb, t.L., En escobara, p.C. (2008). Klimatologische factoren die de productieve prestaties van vlees- en melkvee beïnvloeden. Boog. Med. Dierenarts.
2. Blaustein, a.R., Wake, D.B. En Sousa, W.P. (1994). Amfibie daalt: stabiliteit, persiscentie en gevoeligheid van bevolking aan lokale en wereldwijde extintis beoordeeld. Biologiebehoud.
3. Calow, p. (ED.) (1998). De encyclopedie van ecologie en milieubeheer.
4. Hawkesford, m.J. en van Kok, L.J. (2007). Planten ecofysiologie (vol. 6). Zwavel in planten. Een ecologisch perspectief.
5. Lüttge, u. en Scarano, f.R. (2004). Ecofysiologie. Braziliaanse tijdschrift. Bot.
6. Pereyra-Cardozo, m. En Quiriban, aan. (2014). Eiwitten in waterstresstolerantie in planten. Semiárida, Journal of the Faculty of Agronomy UNLPAM.
7. Purves, w. K., Sadava, D., Orians, g. H. en Heller, h. C. (2001). Leven. The Science of Biology.
8. Raven, p., Evert, r. F. en Eichhorn, s. EN. (1999). Biologie van planten.