Ökophysiologie Welche Studien und Anwendungen bei Tieren und Gemüse

Der Ökophysiologie Es ist der Zweig der Ökologie, der die funktionelle Reaktion von Organismen in ihrer Anpassung an Umweltveränderungen untersucht. Jedes Lebewesen muss sich an seine Umgebung anpassen, um zu überleben, und diese Anpassung ist sowohl strukturell als auch funktional.

Diese Disziplin wird auch als physiologische Ökologie oder Umweltphysiologie bezeichnet und generiert sowohl grundlegende als auch angewandte Kenntnisse. Daher ist es möglich, die Beziehung zwischen der Physiologie eines Organismus und der Umweltveränderungen zu kennen.

Ökophysiologische Experimente. Quelle: Rasbak [CC BY-SA 3.0 (http: // creativecommons.Org/lizenzen/by-sa/3.0/]]

Ebenso liefert die Ökophysiologie Informationen auf dem Gebiet der Pflanzen- und Tierproduktion, um Lebensmittel zu erzeugen. Beispielsweise waren Studien zur Ökophisiologie von Pflanzen, die gegenüber extremen Umweltbedingungen tolerant sind, bei der genetischen Verbesserung nützlich.

Ebenso ermöglichen ökophysiologische Studien die Festlegung der am besten geeigneten Umweltbedingungen, um eine größere Produktivität von Tieren zu erzielen. Somit können Umweltfaktoren Variationsbereiche festgelegt werden, um Tieren in Produktionseinheiten Komfort zu bieten.

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Was untersucht Ökophysiologie?

Die Ökophysiologie ist eine Disziplin, in der Physiologie und Ökologie konvergieren. Physiologie Die Wissenschaft, die das Funktionieren von Lebewesen und Ökologie untersucht.

In diesem Sinne untersucht die Ökophysiologie die dynamische Beziehung zwischen der sich verändernden Umgebung und den Anpassungen des Pflanzen- oder Tierstoffwechsels vor diesen Veränderungen.

- Ökologisches Experimentieren

Um sein Ziel zu erreichen, wendet die Ökophysiologie sowohl die deskriptive Forschung als auch die experimentelle Methode an. Identifizieren Sie hierfür die physikalischen chemischen Faktoren, die auf die Umwelt wirken, und bestimmen Sie ihre Auswirkungen auf den Körper.

Diese Faktoren können Ressourcen sein, die vom Körper für das Überleben oder die Bedingungen verwendet werden, die sich auf den Betrieb auswirken. Anschließend wird die physiologische Reaktion des lebenden Organismus vor den Variationen des Faktors festgelegt.

Stoffwechselsysteme beteiligt

Es ist notwendig, die organischen und funktionellen Systeme zu identifizieren, die an der adaptiven Reaktion des Organismus auf die Änderung eines bestimmten Faktors beteiligt sind. Wenn beispielsweise Temperaturänderungen vorliegen, gibt es eine Reaktion des Thermoregulationssystems des Einzelnen.

Experimentelles Design

Die Ökophysiologie greift auf das Design von Experimenten zurück, um die physiologische Reaktion des Organismus auf Veränderungen eines Faktors zu ermitteln. Ein Beispiel dafür kann Individuen von einer Pflanzenart zu unterschiedlichen Salzkonzentrationen im Substrat unterliegen.

- Arten von Umweltveränderungen

Sobald die Faktoren untersucht werden sollen, müssen die Änderungen, die in der Umwelt und ihrem zeitlichen Charakter auftreten, identifiziert und drei Typen definiert:

Zyklische Veränderungen

Diese Veränderungen treten regelmäßig auf. Vor diesen Menschen hat das Lebewesen nach dem Rhythmus des Umweltveränders auch zyklische Funktionen entwickelt.

Tag- und Nachtzyklus. Quelle: Kaliver [CC0]

Zum Beispiel der Fall der Blätter in der Trockenzeit, um den Schweiß vor dem Wasserdefizit zu verringern. Bei Tieren gibt es auch Anpassungen an diese zyklischen Veränderungen; Zum Beispiel die Veränderung des Gefieders bestimmter Vögel.

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Der Nival Perdiz (Lagopus muta) der Tundra hat eine saisonale Homochromie und präsentiert Winter weißes Gefieder, während es im Frühling zu dunklen und bunten Tönen wechselt. So ist seine Tarnung im Rest des Jahres an den gleichmäßigen Schneewittchen und dann an die dunklen Umwelttöne angepasst.

Eine weitere Anpassung an die tierische Anpassung an zyklische Veränderungen ist der Winterschlaf von Bären und anderen Arten in den Winterzeiten. Dies impliziert Veränderungen im Stoffwechselrhythmus, die die Reduzierung der Körperfunktionen wie Temperatur und Herzfrequenz umfassen.

Zufällige Änderungen

Diese Arten von Änderungen treten zufällig ohne festgelegte Regelmäßigkeit auf. Beispiel.

Diese Arten von Veränderungen stellen ein höheres Risiko für Arten dar, da sie in diesen Fällen drastisch auftreten.

Richtungsänderungen

Sie sind Veränderungen in der Umwelt, die absichtlich durch den Menschen mit bestimmten Zwecken verursacht werden. Ein Fall davon ist die Entwaldung eines Waldes, um eine Weide oder die Intervention eines Feuchtgebiets zum Anbau von Reis zu errichten.

- Allgemeine Postulate

Ausgehend von der Akkumulation experimenteller und beobachtender Beweise im natürlichen Bereich versucht die Ökophysiologie, allgemeine Postulate zu definieren. Dies sind allgemeine Prinzipien, die sich aus der Regelmäßigkeit bestimmter physiologischer Reaktionen auf Umweltveränderungen ergeben.

Liebig Mindestgesetz

SPREGEL (1828) postulierte, dass der entscheidende Faktor für das Wachstum eines Organismus am seltensten in der Umwelt ist. Anschließend wurde dieses Prinzip von Liebig (1840) populär gemacht und ist als Gesetz des Mindest- oder Gesetzes von Liebig bekannt.

Bartholomew (1958) hat dieses Prinzip auf die Verteilung von Arten angewendet und darauf hingewiesen, dass es durch den eingrenzendsten Umweltfaktor bestimmt wird.

Shelfords Toleranzgesetz

Im Jahr 1913 erklärte Víctor Shelford, dass eine bestimmte Art in einer Amplitude der Variation existiert, die für jeden Umweltfaktor und ihre Wechselwirkungen definiert ist. Es ist die sogenannte Toleranzgrenzen, von denen die Spezies nicht überlebt.

Shelford -Toleranzgesetz. Quelle: http: // ökologische Umwelt.Wikispaces.com/ [CC BY-SA 4.0 (https: // creativecommons.Org/lizenzen/by-sa/4.0)]]

Dieses Prinzip definiert, dass es in der Amplitude der Variation eines bestimmten Umweltfaktors drei mögliche Zustände für den Körper gibt. Diese Zustände sind optimaler, physiologischer Stress und Intoleranz.

In diesem Sinne sind die Populationen der Spezies im optimalen Streifen des Faktors reichlich vorhanden. Wenn Sie sich von der optimalen Entfernung entfernen, wird ein Stressbereich eingegeben, in dem die Populationen abnehmen und außerhalb der Toleranzgrenze die Spezies verschwindet.

- Digitale Technologie und Ökophysiologie

Wie in der Wissenschaft wurden ökophysiologische Studien durch die Entwicklung neuer Technologien verbessert. Aufgrund seiner experimentellen Natur wurde diese spezielle Disziplin durch die Entwicklung der digitalen Technologie bevorzugt.

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Heutzutage gibt es eine Vielfalt tragbarer elektronischer Geräte, die es ermöglichen, Umweltfaktoren im Feld zu messen. Unter diesen sind Solarstrahlungsmesser, Temperatur, relative Luftfeuchtigkeit, Blattfläche unter anderem.

Beispiele für Anwendungen bei Tieren

- Temperatureffekt auf Zuchttiere

Ein sehr relevantes Feld ist die Ökophysiologie, die für die Tierproduktion angewendet wird, die die Reaktion von Zuchttieren auf die Variation von Umweltfaktoren verstehen soll. Einer dieser Faktoren ist die Temperatur unter Berücksichtigung des aktuellen Trends zur Erhöhung der globalen Durchschnittstemperatur.

Homeothermie

Zuchttiere sind hauptsächlich Homeothermen, dh sie behalten ihre stabile innere Temperatur trotz Umweltschwankungen bei. Dies wird dank chemischer Energieinvestitionen erreicht, um die Erhöhungen oder Abnahmen der Außentemperatur auszugleichen.

Dieser externe Temperaturkompensationsprozess wird durch Thermoregulation erreicht, die Hypothalamus, Atemsystem und Haut umfasst.

Hühner legen

Es wurde festgestellt. In diesem Fall hat es mit der Fähigkeit zu tun, Lebensmittel basierend auf thermischer Stress zu assimilieren.

Hühner legen. Quelle: Pely (Allan H.M.) [CC BY-SA 3.0 (https: // creativecommons.Org/lizenzen/by-sa/3.0)]]

Wenn das Essen in den heißesten Tagesstunden geliefert wird, assimiliert der Hühner weniger und seine Produktion nimmt ab. Folglich impliziert der Anstieg der Umgebungstemperatur eine Abnahme der Produktivität von Korralhühnern.

Vieh

Der Anstieg der Temperatur zwingt die Tiere, physiologische Mechanismen der Thermoregulation zu aktivieren. Dies impliziert eine Energieinvestition, die aus Gewichtszunahme oder Milchproduktion gestohlen wird.

Andererseits variieren die Temperaturen durch Erhöhen der Temperatur ihre Nahrungsprioritäten. In diesen Fällen nimmt die Wasseraufnahme zu und verringert den Verbrauch von Trockenmasse mit dem daraus resultierenden Gewichtsverlust.

- Umweltverschmutzung und Frösche

Ökophysiologische Studien ermöglichen es der Physiologie von Tierarten, sich auf ihre Umwelt zu beziehen und die möglichen negativen Auswirkungen der Verschmutzung zu ermitteln. Ein Beispiel dafür ist der aktuelle Zustand der Bedrohung, dem Frösche und Kröten ausgesetzt sind.

Frosch (Atelopus Zeteki) Verschmutzung. Quelle: Brian Gratwicke [CC von 2.0 (https: // creativecommons.Org/lizenzen/by/2.0)]]

Ungefähr die Hälfte der 6.500 bekannte Amphibienarten sind mit Aussterben bedroht. Diese Tiere reagieren sehr empfindlich gegenüber Änderungen der Temperatur, Feuchtigkeit oder Umweltschadstoffe.

Die Atmung und Zirkulation der Amphibien

Die Physiologie der Atmung der Amphibien ist sehr eigenartig, da sie sowohl durch Lungen als auch durch die Haut atmen. Wenn sie aus dem Wasser sind, benutzen sie die Lunge und im Wasser durch ihre Haut, die für O2, CO2 und Wasser durchlässig ist.

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Auswirkung

Die Form des Atmens macht diese Tiere anfällig für die Aufnahme von verschmutzenden Elementen von Luft und Wasser. Andererseits schwächen sie angesichts der geringen Sauerstoffkonzentration im Wasser, weil sie es nicht richtig absorbieren.

Unter diesen Bedingungen können sie sterben oder schwächen und anfällig für den Angriff von Pilzen und pathogenen Bakterien sein. Eine der größten Bedrohungen ist der pathogene Pilz Batrachochytrium dendrobatidis, das hemmt den Fluss von Elektrolyten in der Haut.

Beispiele für Anwendungen in Pflanzen

- Ökosiologie von Pflanzen von trockene Zonen

Die globale Erwärmung führt dazu, dass einige Bereiche aufgrund des Toleranzgesetzes bestimmte Pflanzen produzieren. Das heißt, Faktoren wie die Wasserverfügbarkeit werden außerhalb der Arten -Toleranz -Reichweite liegen.

Xerophyten. Quelle: Tomas Castelazo [CC BY-SA 2.5 (https: // creativecommons.Org/lizenzen/by-sa/2.5)]]

Arid -Zone -Arten haben jedoch Strategien entwickelt, um sich an das Wasserdefizit anzupassen. In diesem Sinne bietet die Forschung in der Ökophysiologie von Pflanzen in trockenen Gebieten mögliche Möglichkeiten für die genetische Verbesserung der pflanzengenetischen.

Osmoliten

Eine dieser Strategien ist die Modifikation der genetischen Expression, um Proteine ​​zu produzieren, die dazu beitragen, das Wasserdefizit zu tolerieren. Unter diesen Proteinen sind die Osmoliten, die dazu beitragen.

Das Wissen über diese Proteine ​​und ihr Stoffwechsel können von Gentechnik zur Verbesserung der Pflanzen verwendet werden.

- Halophile Pflanzen Ökophisiologie

Eines der Probleme der Landwirtschaft ist der Salzgehalt der Böden aufgrund der Salzkonzentration, die Bewässerungsgewässer hinzufügen. In dem Maße, in dem mehr Böden saliniert werden, ist die Erweiterung des Ackerlandes für die Lebensmittelproduktion niedriger.

Halophilenpflanzen

Es gibt jedoch Arten von angepassten Pflanzen, die unter Bedingungen einer hohen Salzkonzentration im Boden überleben können. Dies sind die sogenannten Halophytenpflanzen (Halos= Salz; Phyto= Pflanze).

Diese Arten haben eine Reihe von morphologischen und physiologischen Anpassungen als Mechanismen entwickelt, um die Salzabsorption zu vermeiden, zu immobilisieren oder auszuscheiden.

Halophytenpflanzen wie Essen

Die Kenntnis der Ökophysiologie dieser Pflanzen dient als Grundlage für die Entwicklung landwirtschaftlicher Systeme und die Verwendung von Nahrungsquellen. Auf diese Weise können Halophytenarten, die in salzierten landwirtschaftlichen Böden kultiviert werden, als Nahrung für Rinder verwendet werden

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