Adaptação fisiológica: o que é e exemplos - Ciência - 2023

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UMA adaptação fisiológica é um traço ou característica ao nível da fisiologia de um organismo - chamemo-lo de célula, tecido ou órgão - que aumenta a sua eficácia biológica ou ginástica.

Em fisiologia, existem três termos que não devem ser confundidos: adaptação, ambiente e aclimatação. A seleção natural de Charles Darwin é o único mecanismo conhecido que leva a adaptações. Esse processo geralmente é lento e gradual.

É comum que adaptação seja confundida com ambiente ou aclimatação. O primeiro termo está relacionado a variações no nível fisiológico, embora também possa ocorrer na anatomia ou bioquímica, como resultado da exposição do corpo a uma nova condição ambiental, como frio ou calor extremos.

A aclimatação envolve as mesmas mudanças descritas no termo meio ambiente, só que as variações ambientais são induzidas por um pesquisador em laboratório ou em campo. Tanto a aclimatação quanto o ambiente são fenômenos reversíveis.

Em que consiste?

As adaptações fisiológicas são características de células, órgãos e tecidos que aumentam a eficiência dos indivíduos que os possuem, em relação àqueles que não os possuem.

Quando falamos de "eficácia", queremos dizer o termo amplamente utilizado na biologia evolutiva (também chamada de eficácia darwiniana ou ginástica) relacionada à capacidade dos organismos de sobreviver e se reproduzir. Este parâmetro pode ser dividido em dois componentes: a probabilidade de sobrevivência e o número médio de descendentes.

Ou seja, quando temos certas características fisiológicas que aumentam o ginástica de indivíduos, podemos intuir que é um traço adaptativo.

Devemos ter cuidado ao identificar as adaptações, já que todas as características que vemos em um animal não são adaptativas. Por exemplo, todos nós sabemos que nosso sangue tem uma cor vermelha vibrante.

Esta característica não tem valor adaptativo e é apenas uma consequência química. O sangue é vermelho porque possui uma molécula chamada hemoglobina, responsável pelo transporte de oxigênio.

Como podemos concluir que um traço é uma adaptação fisiológica?

Quando observamos uma característica específica de um organismo, podemos fazer várias hipóteses sobre seu significado adaptativo.

Por exemplo, não há dúvida de que os olhos dos animais são estruturas que permitem a captura da luz. Se aplicarmos a ordem de idéias acima, podemos concluir que indivíduos com estruturas que percebem a luz têm alguma vantagem sobre seus pares, como escapar facilmente de predadores ou encontrar comida com mais facilidade.

No entanto, de acordo com o famoso biólogo evolucionista e paleontólogo Stephen Jay Gould "nenhuma explicação do valor adaptativo de um personagem deve ser aceita apenas porque é plausível e charmosa."

Na verdade, provar que os personagens são adaptações é uma das tarefas mais importantes dos biólogos evolucionistas desde a época de Charles Darwin.

Exemplos

Sistemas digestivos em vertebrados voadores

Vertebrados voadores, pássaros e morcegos, enfrentam um desafio fundamental: superar a força da gravidade para poder se mover.

Assim, esses organismos possuem características únicas que não encontramos em outro grupo de vertebrados cujo modo de se mover é claramente terrestre, como um rato, por exemplo.

As modificações nesses vertebrados peculiares variam de ossos leves com orifícios internos a uma redução considerável no tamanho do cérebro.

De acordo com a literatura, uma das pressões seletivas mais importantes que tem moldado esse grupo de animais é a necessidade de diminuir sua massa para aumentar a eficiência de vôo.

Presume-se que o sistema digestivo tenha sido moldado por essas forças, favorecendo indivíduos com intestinos mais curtos, o que implicaria em menos massa durante o vôo.

Porém, ao reduzir o intestino surge uma complicação adicional: a assimilação de nutrientes. Como existe uma superfície de absorção menor, podemos intuir que a ingestão de nutrientes é afetada. Pesquisas recentes mostraram que isso não acontece.

Segundo Caviedes - Vidal (2008), existe uma via de absorção paracelular que compensa a diminuição do tecido intestinal. Para chegar a essas conclusões, os autores investigaram as vias de absorção no intestino do morcego frugívoro. Artibeus lituratus.

Adaptações de plantas a ambientes áridos

Quando as plantas são expostas a condições ambientais adversas, elas não podem se mover para outros locais com melhores condições, como um pássaro faria, migrando para áreas quentes para escapar do estresse térmico do inverno.

Por isso, diferentes espécies de plantas apresentam adaptações, inclusive fisiológicas, que lhes permitem enfrentar condições desfavoráveis, como a seca do deserto.

Existem árvores com sistemas radiculares (raízes) particularmente extensos que lhes permitem tirar água de reservatórios profundos.

Eles também apresentam vias metabólicas alternativas que ajudam a reduzir a perda de água. Entre essas vias, temos as plantas C4 que reduzem o fenômeno da fotorrespiração, graças à separação espacial do ciclo de Calvin e à fixação do dióxido de carbono.

A fotorrespiração é uma via alternativa que não proporciona nenhum ganho e ocorre quando a enzima RuBisCO (ribulose-1,5-bifosfato carboxilase / oxigenase) utiliza oxigênio e não dióxido de carbono.

Plantas CAM (metabolismo ácido de crassulaceae) retardam o processo de fotorrespiração e permitem que a planta reduza a perda de água, graças a uma separação temporária.

Proteínas anticongelantes em peixes teleósteos

Diversas espécies de peixes teleósteos marinhos (pertencentes ao Teleostei infraclass) têm alcançado uma série de magníficas adaptações para poderem se desenvolver em ambientes com baixas temperaturas.

Essas adaptações fisiológicas incluem a produção de proteínas anticongelantes e glicoproteínas. Essas moléculas são produzidas no fígado dos peixes e são exportadas para a corrente sanguínea para cumprir sua função.

De acordo com a composição bioquímica das proteínas, quatro grupos são diferenciados. Além disso, nem todas as espécies têm o mesmo mecanismo: algumas sintetizam proteínas antes de serem expostas a baixas temperaturas, outras o fazem em resposta a estímulos térmicos, enquanto outro grupo as sintetiza ao longo do ano.

Graças aos efeitos coligativos das soluções, ao adicionar mais solutos ao plasma, a temperatura na qual ele congela diminui significativamente. Em contrapartida, os tecidos de um peixe que não tivesse esse tipo de proteção começariam a congelar após a temperatura atingir 0 ° C.

Referências

Caviedes - Vidal, E., Karasov, W. H., Chediack, J. G., Fasulo, V., Cruz - Neto, A. P., & Otani, L. (2008). Absorção paracelular: um morcego quebra o paradigma dos mamíferos. PLoS One, 3(1), e1425.
Davies, P. L., Hew, C. L., & Fletcher, G. L. (1988). Proteínas anticongelantes de peixes: fisiologia e biologia evolutiva. Canadian Journal of Zoology, 66(12), 2611–2617.
Freeman, S., & Herron, J. C. (2002). Análise evolutiva. Prentice Hall.
Price, E. R., Brun, A., Caviedes - Vidal, E., & Karasov, W. H. (2015). Adaptações digestivas de estilos de vida aéreos. Fisiologia, 30(1), 69–78.
Villagra, P.E., Giordano, C., Alvarez, J.A., Bruno Cavagnaro, J., Guevara, A., Sartor, C.,… & Greco, S. (2011). Ser planta no deserto: estratégias de aproveitamento da água e resistência ao estresse hídrico na Serra Central da Argentina. Ecologia do sul, 21(1), 29–42.