Animali e ambiente

- L'organismo vivente può essere definito da un punto di vista termodinamico come un sistema aperto, ossia un sistema che scambia materia ed energia con l'ambiente esterno. L'ambiente esterno di un organismo rappresenta non solo lo spazio fisico in cui l'organismo si trova a vivere, ma viene definito dall'insieme delle "condizioni" e delle "risorse" con cui l'organismo si relaziona nello spazio e nel tempo e senza le quali esso, in quanto sistema termodinamico aperto, non può esistere. In generale, l'ambiente esterno di un organismo si caratterizza per la variabilità delle sue componenti sia nello spazio che nel tempo. - Gli organismi animali reagiscono ai cambiamenti ambientali con una molteplicità di risposte, utilizzando meccanismi che operano a diversi livelli di organizzazione biologica, da quello biochimico e molecolare a quello fisiologico e comportamentale. Queste risposte possono manifestarsi su scale temporali differenti: da una scala temporale di minuti o ore, a scale temporali di giorni o mesi fino a scale temporali evolutive. - Quando un animale si confronta con la variazione di un determinato fattore ambientale nell’immediato può conformare il proprio ambiente interno alla variazione ambientale oppure mantenere il proprio ambiente interno costante nonostante il variare della condizione esterna. Gli organismi che si conformano alle variazioni di un dato fattore ambientale vanno incontro a variazioni dell’ambiente interno simili ai cambiamenti presenti all’esterno. Gli animali regolatori, invece, utilizzano i meccanismi propri dell'omeostasi per mantenere costanti le caratteristiche fisico-chimiche dell’ambiente interno nonostante le fluttuazioni dell’ambiente esterno. - La regolazione assicura una certa indipendenza dell’organismo nei confronti del variare delle condizioni ambientali esterne, in quanto le condizioni fisico-chimiche dell’ambiente interno vengono mantenute costanti a livelli ottimali per lo svolgimento delle funzioni dell’organismo. - Un animale che nel suo ambiente di vita sia esposto per periodi relativamente lunghi a variazioni di alcune condizioni ambientali, può manifestare, su una scala temporale di giorni, settimane o mesi, cambiamenti in alcuni aspetti della propria fisiologia, morfologia o del comportamento che favoriscono la sopravvivenza dell'organismo nelle nuove condizioni. Gli effetti di tali modifiche possono protrarsi per mesi o per anni, o addirittura per tutta la vita dell’organismo, ma non implicano cambiamenti nel genoma dell’individuo stesso e, quindi, non vengono trasmessi alle generazioni successive. Essi sono espressione della plasticità del fenotipo dell'organismo - Il termine "adattamento" viene riferito al processo dell'evoluzione per selezione naturale, ossia al processo attraverso il quale la selezione naturale nell'ambito di una popolazione in un particolare ambiente modifica la frequenza di geni codificanti per caratteri che massimizzano la sopravvivenza e la riproduzione degli individui (ossia massimizzano la fitness della popolazione). Il risultato di questo processo è per gli organismi la condizione di essere "adattati" ad un determinato ambiente, per cui il termine "adattamento" viene utilizzato anche per indicare i caratteri evoluti dalla specie per selezione naturale, che ciascun individuo eredita geneticamente dai genitori e che gli conferiscono la capacità di vivere e riprodursi in un determinato ambiente. Gli "adattamenti" possono, pertanto, essere intesi come risposte evolutive a condizioni ambientali nuove o variate, derivate da molte generazioni di selezione naturale. - La taglia corporea influenza notevolmente la relazione struttura-funzione negli organismi animali ed anche le loro relazioni con l'ambiente esterno. Molte variabili fisiologiche variano con la massa corporea secondo equazioni allometriche aventi la formula generale: Y = a Mb dove Y rappresenta la variabile fisiologica considerata, M è una misura della taglia dell'organismo considerato, generalmente espressa attraverso la misura della sua massa corporea, a e b sono costanti. Il valore di b fornisce informazioni su come la variabile fisiologica di interesse cambi in funzione della taglia corporea.