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Fisiología comparada

La fisiología comparada es una subdisciplina de la fisiología que estudia y explota la diversidad de características funcionales de varios tipos de organismos . Está estrechamente relacionada con la fisiología evolutiva y la fisiología ambiental . Muchas universidades ofrecen cursos de pregrado que cubren aspectos comparativos de la fisiología animal. Según Clifford Ladd Prosser , "la fisiología comparada no es tanto una disciplina definida como un punto de vista, una filosofía". [1]

Historia

En sus orígenes, como se narra en una historia reciente de la disciplina, [2] la fisiología se centraba principalmente en los seres humanos, en gran parte por el deseo de mejorar las prácticas médicas . Cuando los fisiólogos comenzaron a comparar diferentes especies , a veces lo hacían por simple curiosidad, por entender cómo funcionan los organismos, pero también por el deseo de descubrir principios fisiológicos básicos. Este uso de organismos específicos que resultan convenientes para estudiar cuestiones específicas se conoce como el Principio de Krogh . [ cita requerida ]

Metodología

C. Ladd Prosser, [3] uno de los fundadores de la fisiología comparada moderna, describió una amplia agenda para la fisiología comparada en su volumen editado en 1950 (ver resumen y discusión en Garland y Carter [4] ):

1. Describir cómo diferentes tipos de animales satisfacen sus necesidades.

Esto equivale a catalogar aspectos funcionales de la diversidad biológica, y recientemente ha sido criticado como una "coleccion de sellos" con la sugerencia de que el campo debería ir más allá de esa fase exploratoria inicial. [5]

2. El uso de información fisiológica para reconstruir relaciones filogenéticas de los organismos.

En principio, la información fisiológica podría utilizarse del mismo modo que se utiliza la información morfológica o la secuencia de ADN para medir la divergencia evolutiva de los organismos. En la práctica, esto rara vez se ha hecho, por al menos cuatro razones:
  • La fisiología no deja muchas pistas fósiles ,
  • No se puede medir en especímenes de museo ,
  • es difícil de cuantificar en comparación con la morfología o las secuencias de ADN, y
  • Es más probable que la fisiología sea adaptativa que el ADN y, por lo tanto, esté sujeta a una evolución paralela y convergente , lo que confunde la reconstrucción filogenética.

3. Dilucidar cómo la fisiología media las interacciones entre los organismos y sus entornos.

Esto es esencialmente ecología fisiológica o fisiología ecológica.

4. Identificar “sistemas modelo” para estudiar funciones fisiológicas particulares.

Algunos ejemplos de esto incluyen el uso de axones gigantes de calamar para comprender los principios generales de la transmisión nerviosa, el uso de músculos sacudidores de la cola de serpiente de cascabel para medir cambios in vivo en metabolitos (porque el animal entero puede colocarse en una máquina de RMN) [6] y el uso de poiquilotermos ectotérmicos para estudiar los efectos de la temperatura en la fisiología.

5. Utilizar el “tipo de animal” como variable experimental.

"Mientras que otras ramas de la fisiología utilizan variables como la luz, la temperatura, la tensión de oxígeno y el equilibrio hormonal, la fisiología comparativa utiliza, además, la especie o el tipo de animal como variable para cada función". [7]
25 años después, Prosser expresó las cosas de esta manera: "Me gusta pensar en ello como ese método en fisiología que utiliza un tipo de organismo como una variable experimental". [1]

Los fisiólogos comparativos suelen estudiar organismos que viven en ambientes "extremos" (por ejemplo, desiertos) porque esperan encontrar ejemplos especialmente claros de adaptación evolutiva. [4] Un ejemplo es el estudio del equilibrio hídrico en mamíferos que habitan en desiertos, en los que se ha descubierto que presentan especializaciones renales. [8]

De manera similar, los fisiólogos comparativos se han sentido atraídos por organismos "inusuales", como los muy grandes o pequeños. Como ejemplo de estos últimos, se han estudiado los colibríes . Como otro ejemplo, se han estudiado las jirafas debido a sus cuellos largos y la expectativa de que esto conduciría a especializaciones relacionadas con la regulación de la presión arterial . De manera más general, se han estudiado vertebrados ectotérmicos para determinar cómo cambia el equilibrio ácido-base de la sangre y el pH a medida que cambia la temperatura corporal .

Fondos

En los Estados Unidos, la investigación en fisiología comparada está financiada tanto por los Institutos Nacionales de Salud como por la Fundación Nacional de Ciencias . [ cita requerida ]

Sociedades

Varias sociedades científicas cuentan con secciones sobre fisiología comparada, entre ellas:

Biografías

Knut Schmidt-Nielsen (1915–2007) fue una figura importante en la fisiología comparada de vertebrados, y formó parte del cuerpo docente de la Universidad de Duke durante muchos años, donde formó a un gran número de estudiantes (obituario). También fue autor de varios libros, incluido un influyente texto, todos ellos conocidos por su estilo de escritura accesible. [ cita requerida ]

Grover C. Stephens (1925–2003) fue un conocido fisiólogo comparativo de invertebrados que formó parte del cuerpo docente de la Universidad de Minnesota hasta convertirse en el presidente fundador del Departamento de Biología de Organismos de la Universidad de California en Irvine en 1964. Fue el mentor de numerosos estudiantes de posgrado, muchos de los cuales han continuado desarrollando el campo (obituario). Fue autor de varios libros y, además de ser un biólogo consumado, también fue un pianista y filósofo consumado.

Algunas revistas que publican artículos sobre fisiología animal comparada

Véase también

Referencias

  1. ^ ab Prosser, CL (1975). "Perspectivas para la fisiología y bioquímica comparadas". Revista de zoología experimental . 194 (1): 345–348. Bibcode :1975JEZ...194..345P. doi :10.1002/jez.1401940122. PMID  1194870.
  2. ^ Anctil, Michel (2022). El animal como máquina: la búsqueda para comprender cómo funcionan y se adaptan los animales . Montreal y Kingston: McGill-Queen's University Press. ISBN 978-0-2280-1053-1.
  3. ^ Greenberg, MJ; PW Hochachka; CP Mangum (1975). "Datos biográficos: Clifford Ladd Prosser". Revista de zoología experimental . 194 (1): 5–12. Bibcode :1975JEZ...194....5G. doi :10.1002/jez.1401940102. PMID  1104756.
  4. ^ ab Garland , T. Jr.; PA Carter (1994). "Fisiología evolutiva" (PDF) . Annual Review of Physiology . 56 : 579–621. doi :10.1146/annurev.ph.56.030194.003051. PMID  8010752. Archivado desde el original (PDF) el 2021-04-12 . Consultado el 2007-02-11 .
  5. ^ Mangum, CP; PW Hochachka (1998). "Nuevas direcciones en fisiología comparada y bioquímica: mecanismos, adaptaciones y evolución". Zoología fisiológica . 71 (5): 471–484. doi :10.1086/515953. PMID  9754524. S2CID  25169635.
  6. ^ Conley, KE; SL Lindstedt (1996). "Sacudida de la cola de la serpiente de cascabel: costo mínimo por contracción en el músculo estriado". Nature . 383 (6595): 71–73. doi :10.1038/383071a0. PMID  8779716. S2CID  4283944.
  7. ^ Prosser (1950, pág. 1)
  8. ^ Al-kahtani, MA; C. Zuleta; E. Caviedes-Vidal; T. Garland Jr. (2004). "Masa renal y grosor medular relativo de roedores en relación con el hábitat, el tamaño corporal y la filogenia" (PDF) . Zoología fisiológica y bioquímica . 77 (3): 346–365. CiteSeerX 10.1.1.407.8690 . doi :10.1086/420941. PMID  15286910. S2CID  12420368. Archivado desde el original (PDF) el 2010-06-17 . Consultado el 2009-01-17 . 

Lectura adicional