Akklimatisering - Acclimatization

Akklimatisering eller akklimatisering ( også kaldet akklimatisering eller akklimatisering ) er den proces, hvor en individuel organisme tilpasser sig en ændring i sit miljø (såsom en ændring i højde, temperatur, fugtighed, fotoperiode eller pH ), så den kan bevare kondition på tværs af en række miljøforhold. Akklimatisering sker inden for en kort periode (timer til uger) og inden for organismens levetid (sammenlignet med tilpasning , som er evolution, der finder sted over mange generationer). Dette kan være en særlig hændelse (for eksempel når bjergbestigere akklimatisere til stor højde i løbet timer eller dage) eller kan i stedet udgøre en del af en periodisk cyklus, såsom et pattedyr kaste tung vinter pels til fordel for en lighter sommer pels. Organismer kan justere deres morfologiske, adfærdsmæssige, fysiske og/eller biokemiske træk som reaktion på ændringer i deres miljø. Mens evnen til at tilpasse sig nye miljøer er veldokumenteret hos tusinder af arter, ved forskere stadig meget lidt om, hvordan og hvorfor organismer akklimatiserer den måde, de gør.

Navne

Navneordene akklimatisering og akklimatisering (og de tilsvarende verber akklimatiserer og akklimatiserer ) betragtes bredt som synonymt , både i almindeligt ordforråd og i medicinsk ordforråd. Synonymet med akklimatisering forekommer sjældnere, og færre ordbøger kommer ind i den.

Metoder

Biokemisk

For at opretholde ydeevnen på tværs af en række miljøforhold er der flere strategier, organismer bruger til at akklimatisere. Som reaktion på temperaturændringer kan organismer ændre cellemembraners biokemi, hvilket gør dem mere flydende ved kolde temperaturer og mindre væske ved varme temperaturer ved at øge antallet af membranproteiner . Som reaktion på visse stressorer udtrykker nogle organismer såkaldte varmechokproteiner, der fungerer som molekylære chaperoner og reducerer denaturering ved at styre foldning og genfoldning af proteiner. Det har vist sig, at organismer, der er akklimatiseret til høje eller lave temperaturer, viser relativt høje hvileniveauer af varmechokproteiner, så når de udsættes for endnu mere ekstreme temperaturer, er proteinerne let tilgængelige. Udtryk af varmechokproteiner og regulering af membranfluiditet er blot to af mange biokemiske metoder, organismer bruger til at tilpasse sig nye miljøer.

Morfologisk

Organismer er i stand til at ændre flere karakteristika vedrørende deres morfologi for at opretholde ydeevne i nye miljøer. For eksempel øger fugle ofte deres orgelstørrelse for at øge deres stofskifte. Dette kan have form af en stigning i massen af ​​ernæringsorganer eller varmeproducerende organer, ligesom brystet (hvor sidstnævnte er mere konsekvent på tværs af arter).

Teorien

Selvom kapaciteten til akklimatisering er blevet dokumenteret i tusinder af arter, ved forskere stadig meget lidt om, hvordan og hvorfor organismer akklimatiserer på den måde, de gør. Siden forskere først begyndte at studere akklimatisering, har den overvældende hypotese været, at al akklimatisering tjener til at forbedre organismens ydeevne. Denne idé er blevet kendt som den gavnlige akklimatiseringshypotese . På trods af en så udbredt støtte til den gavnlige akklimatiseringshypotese, viser ikke alle undersøgelser, at akklimatisering altid tjener til at forbedre ydeevnen ( se gavnlig akklimatiseringshypotese ). En af de største indsigelser mod den gavnlige akklimatiseringshypotese er, at den antager, at der ikke er omkostninger forbundet med akklimatisering. Imidlertid er der sandsynligvis omkostninger forbundet med akklimatisering. Disse inkluderer omkostningerne ved at registrere miljøforholdene og regulere reaktioner, producere strukturer, der kræves til plasticitet (såsom de energiske omkostninger ved at udtrykke varmechokproteiner ) og genetiske omkostninger (såsom sammenkædning af plasticitetsrelaterede gener med skadelige gener).

I betragtning af manglerne ved den gavnlige akklimatiseringshypotese fortsætter forskerne med at søge efter en teori, der vil blive understøttet af empiriske data.

I hvilken grad organismer er i stand til at tilpasse sig dikteres af deres fænotypiske plasticitet eller en organismes evne til at ændre visse træk. Nyere forskning i undersøgelsen af ​​akklimatiseringskapacitet har mere fokuseret på udviklingen af ​​fænotypisk plasticitet frem for akklimatiseringsresponser. Forskere mener, at når de forstår mere om, hvordan organismer udviklede evnen til at akklimatisere, vil de bedre forstå akklimatisering.

Eksempler

Planter

Mange planter, såsom ahorn , iris og tomater , kan overleve frysetemperaturer, hvis temperaturen gradvist falder lavere og lavere hver nat i løbet af dage eller uger. Det samme fald kan dræbe dem, hvis det pludselig opstod. Undersøgelser har vist, at tomatplanter, der blev akklimatiseret til højere temperatur over flere dage, var mere effektive til fotosyntese ved relativt høje temperaturer end planter, der ikke måtte akklimatiseres.

I orchid Phalaenopsis , phenylpropanoid enzymer forstærkes i processen med plante akklimatisering på forskellige niveauer af fotosyntetisk fotonflux.

Dyr

Dyr akklimatiserer på mange måder. Får vokser meget tyk uld i kolde, fugtige klimaer. Fisk kan kun gradvist tilpasse sig ændringer i vandtemperatur og kvalitet. Tropiske fisk, der sælges i dyrebutikker, opbevares ofte i akklimatiseringsposer, indtil denne proces er fuldført. Lowe & Vance (1995) var i stand til at vise, at firben, der var akklimatiseret til varme temperaturer, kunne opretholde en højere kørehastighed ved varmere temperaturer end firben, der ikke var tilpasset varme forhold. Frugtfluer, der udvikler sig ved relativt køligere eller varmere temperaturer, har henholdsvis øget kulde- eller varmetolerance som voksne ( se Developmental plasticity ).

Mennesker

Det salt indhold af sved og urin falder som folk akklimatisere til varme forhold. Plasmavolumen, puls og kapillæraktivering påvirkes også.

Akklimatisering til stor højde fortsætter i flere måneder eller endda år efter den første stigning, og i sidste ende gør det muligt for mennesker at overleve i et miljø, der uden akklimatisering ville dræbe dem. Mennesker, som migrerer permanent til en højere højde naturligt akklimatisere til deres nye omgivelser ved at udvikle en stigning i antallet af røde blodlegemer til at øge ilt bæreevne blod , for at kompensere for lavere niveauer af ilt indtag.

Se også

Referencer