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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 relacionado 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

Originalmente, como se narra en una historia reciente del campo, [2] la fisiología se centró 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 era por simple curiosidad por comprender cómo funcionan los organismos, pero también por el deseo de descubrir principios fisiológicos básicos. Este uso de organismos específicos convenientes para estudiar cuestiones específicas se conoce como Principio de Krogh . [ cita necesaria ]

Metodología

C. Ladd Prosser, [3] fundador de la fisiología comparada moderna, esbozó 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 "colección 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 organismos.

En principio, la información fisiológica podría usarse del mismo modo que se usa 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 señales 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 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.

Ejemplos de esto incluyen el uso de axones gigantes de calamar para comprender los principios generales de la transmisión nerviosa, el uso de los músculos de la cola de una serpiente de cascabel para medir los cambios in vivo en los metabolitos (porque el animal completo 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 comparada 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 él 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 el desierto, que se ha descubierto que exhiben 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 ha estudiado a las jirafas debido a sus largos cuellos y la expectativa de que esto llevaría a especializaciones relacionadas con la regulación de la presión arterial . De manera más general, se han estudiado los vertebrados ectotérmicos para determinar cómo cambian 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 necesaria ]

Sociedades

Varias sociedades científicas cuentan con secciones sobre fisiología comparada, que incluyen:

Biografías

Knut Schmidt-Nielsen (1915-2007) fue una figura importante en la fisiología comparada de los vertebrados, trabajó en la facultad de la Universidad de Duke durante muchos años y formó a un gran número de estudiantes (obituario). También es autor de varios libros, incluido un texto influyente, todos conocidos por su estilo de escritura accesible. [ cita necesaria ]

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

Algunas revistas que publican artículos en fisiología animal comparada.

Ver también

Referencias

  1. ^ ab Prosser, CL (1975). "Perspectivas de la fisiología y bioquímica comparadas". Revista de zoología experimental . 194 (1): 345–348. Código bibliográfico : 1975JEZ...194..345P. doi :10.1002/jez.1401940122. PMID  1194870.
  2. ^ Anctil, Michel (2022). Animal como máquina: la búsqueda para comprender cómo funcionan y se adaptan los animales . Montreal y Kingston: Prensa de la Universidad McGill-Queen. 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. Código bibliográfico : 1975JEZ...194....5G. doi :10.1002/jez.1401940102. PMID  1104756.
  4. ^ ab Garland , T. Jr.; PA Carter (1994). «Fisiología evolutiva» (PDF) . Revisión anual de fisiología . 56 : 579–621. doi : 10.1146/annurev.ph.56.030194.003051. PMID  8010752. Archivado desde el original (PDF) el 12 de abril de 2021 . Consultado el 11 de febrero de 2007 .
  5. ^ Mangum, CP; PW Hochachka (1998). "Nuevas direcciones en fisiología y bioquímica comparadas: mecanismos, adaptaciones y evolución". Zoología Fisiológica . 71 (5): 471–484. doi :10.1086/515953. PMID  9754524. S2CID  25169635.
  6. ^ Conley, KE; SL Lindstedt (1996). "Agitación de la cola de serpiente de cascabel: costo mínimo por contracción en el músculo estriado". Naturaleza . 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 espesor 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 17 de junio de 2010 . Consultado el 17 de enero de 2009 . 

Otras lecturas