�ݺ�ߣ

‫تطبیق‬ ‫فیزیولوژی‬‫ی‬
‫فیزیولوژیک‬ ‫های‬ ‫پدیده‬ ‫آنالیز‬

‫زیستی‬ ‫علوم‬ ‫بنیان‬ ،‫مقایسه‬
•‫بررسی‬‫حالت‬‫و‬‫یا‬‫کارکرد‬‫ارگانیسم‬‫های‬‫زنده‬‫متکی‬‫مراحل‬‫تحقیق‬‫از‬‫جمله‬
،‫مبانی‬‫آزمایش‬‫و‬‫مقایسه‬‫است‬.
•‫از‬‫زمانی‬‫که‬‫چالز‬‫داروین‬‫با‬‫استفاده‬‫از‬‫روش‬‫مقایسه‬‫ای‬‫بین‬،‫ها‬‫جمعیت‬
‫گونه‬‫و‬‫های‬‫راسته‬‫مختلف‬‫روابط‬‫فیلوژنیک‬‫مورد‬‫بررسی‬‫قرار‬‫داد‬،‫رو‬‫ش‬
‫های‬‫مقایسه‬‫ای‬‫به‬‫طور‬‫ای‬‫گسترده‬‫جهت‬‫مطالعه‬‫روند‬‫سازش‬‫موجودات‬‫زنده‬
‫مورد‬‫استفاده‬‫قرار‬‫گرفته‬‫است‬.
•‫فیزیولوژی‬‫مقایسه‬‫ای‬‫شاخه‬‫از‬‫فیزیولوژی‬‫است‬‫که‬‫به‬‫بررسی‬‫و‬‫اس‬‫تفاده‬‫از‬
‫تنوع‬‫ویژگیهای‬‫عملکردی‬‫موجود‬‫میان‬‫انواع‬‫مختلف‬‫موجودات‬‫زنده‬‫می‬
‫پردازد‬.

‫زیستی‬ ‫علوم‬ ‫بنیان‬ ،‫مقایسه‬
•‫مقایسات‬‫تطبیقی‬‫به‬‫بررسی‬‫روند‬‫های‬‫موجودی‬‫پردازد‬‫می‬‫که‬‫در‬‫میان‬
‫ها‬‫گونه‬‫همچنان‬‫کشف‬‫نشده‬‫باقی‬‫مانده‬‫است‬.
•‫فیزیولوژی‬‫مقایسه‬‫ای‬‫اغلب‬‫به‬‫مطالعه‬‫ارگانیسم‬‫ها‬‫در‬‫محیط‬‫های‬‫ب‬‫ه‬‫ش‬‫دت‬
‫بحرانی‬‫می‬‫پردازد‬.‫این‬‫گونه‬‫از‬‫ارگانیسم‬‫ها‬‫مثال‬‫های‬‫بسیار‬‫خوبی‬
‫برای‬‫بررسی‬‫سازگاری‬‫نسبت‬‫به‬‫محیط‬‫می‬‫باشند‬.
•‫همچنین‬‫در‬‫فیزیولوژی‬‫مقایسه‬‫ای‬‫بسیار‬‫به‬‫ارگانیسم‬‫های‬‫نامعمول‬‫م‬‫انند‬
‫ارگانیسم‬‫های‬‫بسیار‬‫کوچک‬‫و‬‫یا‬،‫بزرگ‬‫توجه‬‫شود‬‫می‬.

‫اصل‬Krogh
•‫استفاده‬‫از‬‫ارگانیسم‬‫های‬‫مناسب‬‫جهت‬‫پاسخ‬‫به‬‫سواالت‬‫خاص‬‫را‬‫به‬‫نام‬‫ا‬‫صل‬
Krogh‫شناسند‬‫می‬.
•‫اصل‬krogh‫اشاره‬‫به‬‫این‬‫موضوع‬‫دارد‬‫که‬‫برای‬‫مسائل‬‫پیچیده‬‫توان‬‫می‬‫ا‬‫ز‬
‫موجوداتی‬‫استفاده‬‫کرد‬‫که‬‫یا‬‫به‬‫صورت‬‫متداول‬‫استفاده‬‫شود‬‫می‬‫یا‬‫این‬‫که‬‫به‬
‫سادگی‬‫میتوان‬‫آنها‬‫را‬‫بررسی‬‫نمود‬.

‫ای‬ ‫مقایسه‬ ‫ژنومیکس‬ ‫اهداف‬(‫های‬ ‫پدیده‬ ‫آنالیز‬
‫فیزیولوژیک‬)
.1‫پیدا‬‫کردن‬‫تنوع‬‫در‬‫مسیرهای‬‫بیوشیمایی‬‫در‬‫جانوران‬‫مختلف‬
.2‫پیدا‬‫کردن‬‫روابط‬‫تکاملی‬‫بین‬‫حیوانات‬‫مختلف‬‫با‬‫استفاده‬‫مقای‬‫سه‬‫شاخص‬
‫های‬‫بیوشیمایی‬‫و‬‫فیزیولوژیک‬
.3‫فراهم‬‫آوردن‬‫ابزاری‬‫جهت‬‫بررسی‬‫پایه‬‫های‬‫فیزولوژیک‬‫در‬‫اکولوژ‬‫ی‬
.4‫بدست‬‫آوردن‬‫شاخص‬‫های‬‫بیوشیمیایی‬‫متمایز‬‫کننده‬‫موجودات‬‫زند‬‫ه‬
.5‫بررسی‬‫قابلیت‬‫تعمیم‬‫های‬‫چرخه‬‫بیولوژیک‬‫با‬‫استفاده‬‫از‬‫یک‬‫م‬‫وجود‬
‫خاص‬

‫ای‬ ‫مقایسه‬ ‫فیزیولوژی‬ ‫های‬ ‫چارچوب‬
•Ladd Prosser‫بنیان‬‫گذار‬‫فیزیولوژی‬‫مقایسه‬‫ای‬،‫مدرن‬‫در‬‫سال‬
1950‫چارچوب‬‫های‬‫فیزیولوژی‬‫مقایسه‬‫ای‬‫را‬‫ارائه‬‫داد‬.
1-‫توضیح‬‫پاسخ‬‫موجودات‬‫به‬‫احتیاجاتشان‬
‫تشکیل‬‫فهرستی‬‫از‬‫تنوع‬‫بیولوژیک‬‫که‬‫اخیرا‬‫به‬‫شدت‬‫مور‬‫د‬‫انتقاد‬
‫قرار‬‫گرفته‬‫است‬‫و‬‫نام‬‫جمع‬‫آوری‬‫تمبر‬‫گرفته‬‫است‬.‫پیشنهاد‬‫شده‬‫است‬‫به‬
‫جای‬‫بررسی‬‫تنوع‬‫به‬‫بررسی‬‫کارکردها‬‫پرداخت‬.

‫ای‬ ‫مقایسه‬ ‫فیزیولوژی‬ ‫های‬ ‫چارچوب‬
2-‫استفاده‬‫از‬‫اطالعات‬‫فیزیولوژیک‬‫جهت‬‫یافتن‬‫روابط‬‫فیلوژنتی‬‫کی‬
‫موجودات‬‫مختلف‬
‫در‬‫حالت‬‫تئوری‬‫اطالعات‬‫فیزیولوژیکی‬‫را‬‫همانند‬‫اطالعات‬‫مورفولوژ‬‫یکی‬
‫و‬‫یا‬‫توالی‬‫های‬DNA‫می‬‫توان‬‫به‬‫عنوان‬‫ابزاری‬‫جهت‬‫بررسی‬‫و‬‫سنجش‬
‫تکامل‬‫موجودات‬‫مورد‬‫استفاده‬‫قرار‬‫داد‬.‫ولی‬‫در‬‫عمل‬‫اطالعات‬
‫فیزیولوژیک‬‫بسیار‬‫کم‬‫مورد‬‫استفاده‬‫قرار‬‫گرفته‬‫است‬.

‫از‬ ‫کمتر‬ ‫استفاده‬ ‫دالیل‬‫رواب‬ ‫یافتن‬ ‫جهت‬ ‫فیزیولوژیک‬ ‫اطالعات‬‫ط‬
‫فیلوژنتیکی‬
•‫چهار‬‫مورد‬‫برای‬‫استفاده‬‫کمتر‬‫از‬‫اطالعات‬‫فیزیولوژیک‬‫جهت‬‫یافت‬‫ن‬
‫روابط‬‫فیلوژنتیکی‬‫ذکر‬‫شده‬‫است‬.
‫نشانه‬‫های‬‫فسیل‬‫شده‬‫اطالعات‬‫فیزیولوژیکی‬‫چندانی‬‫به‬‫ما‬‫نمی‬‫دهد‬.
‫بر‬‫روی‬‫نمونه‬‫های‬‫موزه‬‫های‬‫نمیتوان‬‫این‬‫صفات‬‫را‬‫اندازه‬‫گیری‬‫نمود‬.
‫صفات‬‫فیزیولیوژیک‬‫بیشتر‬‫تحت‬‫تاثیر‬‫محیط‬‫قرار‬‫می‬‫گیرند‬‫و‬‫منجر‬‫به‬‫ب‬‫یدایش‬‫صفات‬
‫فیزیولوژیک‬‫یکسان‬‫از‬‫صفات‬‫متفاوت‬‫می‬‫شوند‬.‫بهمین‬‫دلیل‬‫استفاده‬‫از‬‫این‬‫گونه‬
‫صفات‬‫در‬‫مطالعات‬‫فیلوژنی‬‫مشکل‬‫ایجاد‬‫می‬‫کند‬.‫این‬‫گونه‬‫از‬‫اختالالت‬‫تخت‬‫ع‬‫نوان‬
‫تکامل‬‫همگرا‬‫و‬‫موازی‬(parallel and convergent evolution)‫بیان‬‫می‬
‫شود‬.

‫تکامل‬‫موازی‬ ‫و‬ ‫همگرا‬
I II III

‫ای‬ ‫مقایسه‬ ‫فیزیولوژی‬ ‫های‬ ‫دیگرچارچوب‬
4-‫بررسی‬‫ب‬‫ر‬‫هم‬‫کنش‬‫فیزیولوژیک‬‫ارگانسیم‬‫و‬‫محیط‬
5-‫مشخص‬‫نمودن‬‫سیستم‬‫های‬‫مدل‬‫جهت‬‫بررسی‬‫فعالیت‬‫منحصر‬‫به‬‫فر‬‫د‬
‫فیزیولوژیک‬
•‫مثال‬‫آن‬‫بررسی‬‫سیستم‬‫انتقال‬‫پیام‬‫در‬‫های‬‫نرون‬‫ماهی‬‫مرکب‬‫غول‬‫پیکر‬‫جهت‬‫فه‬‫م‬
‫مراحل‬‫فیزیولوژیکی‬‫آن‬
6-‫در‬‫این‬‫دست‬‫از‬‫مطالعات‬‫می‬‫توان‬‫گونه‬‫های‬‫مختلف‬‫را‬‫به‬‫عنوان‬‫متغی‬‫ر‬
‫مورد‬‫بررسی‬‫قرار‬‫داد‬.
•‫در‬‫حالی‬‫که‬‫دیگر‬‫شاخه‬‫های‬‫فیزیولوژی‬‫متغیر‬‫هایی‬‫مانند‬،‫نور‬،‫دما‬،‫اکسیژن‬‫و‬
‫باالنس‬‫هورمونی‬‫مورد‬‫مطالعه‬‫قرار‬‫می‬،‫دهند‬‫فیزیولوژی‬‫مقایسه‬‫ای‬‫عالوه‬‫بر‬‫آن‬‫می‬
‫تواند‬‫گونه‬‫ها‬‫و‬‫راسته‬‫ها‬‫به‬‫عنوان‬‫متغیر‬‫مورد‬‫بررسی‬‫قرار‬‫می‬‫دهد‬.

‫مطالعات‬Wetson‫همکاران‬ ‫و‬(2011)
•‫پاسخ‬‫شوک‬‫حرارتی‬‫ب‬‫ر‬‫هم‬‫کنش‬‫ی‬‫از‬‫های‬‫پروتئین‬‫شوک‬‫حرارتی‬(HSPs)
،‫شبکه‬‫سرکوب‬‫اکسیژن‬‫فعال‬‫و‬‫های‬‫سیگنال‬‫هورمونی‬‫است‬.
•‫در‬‫های‬‫محیط‬‫کنترل‬،‫شده‬‫منحنی‬‫فتوسنتزی‬،‫سویا‬‫صنوبر‬‫و‬‫آراب‬‫یدوپسیس‬
‫در‬‫دمای‬‫میان‬22‫تا‬42‫درجه‬‫سانتی‬‫گراد‬‫مورد‬‫بررسی‬‫قرار‬‫گرفته‬
‫است‬.‫نتایج‬‫مشخص‬‫نمود‬‫که‬‫گیاه‬‫سویا‬‫میزان‬‫فتوسنتز‬‫باالتری‬‫را‬‫نسیت‬‫به‬
‫دو‬‫گیاه‬‫دیگر‬‫دارد‬.

‫مطالعات‬Wetson‫و‬‫همکاران‬(2011)
•‫نتایج‬‫های‬‫بررسی‬‫بیوشیمیایی‬‫و‬‫بیان‬‫ها‬‫ژن‬‫نشان‬‫داد‬‫که‬‫پروتئی‬‫های‬‫ن‬
HSP17‫در‬‫سویا‬‫در‬‫اثر‬‫شوک‬‫حرارتی‬‫افزایش‬‫یابد‬‫می‬‫و‬‫همچنین‬‫پاس‬‫خ‬
‫متفاوتی‬‫را‬‫در‬‫تنظیم‬‫آنتی‬‫ها‬‫اکسیدان‬‫و‬‫های‬‫پروسه‬‫شوک‬‫گرمایی‬‫د‬‫ر‬‫سویا‬
‫نسبت‬‫صنوبر‬‫و‬‫آرابیدوپسیس‬‫مشاهده‬‫شد‬.
•‫این‬‫نتایج‬‫مشخص‬‫نمود‬‫که‬‫پاسخ‬‫به‬‫شوک‬‫حرارتی‬‫بسیار‬‫حفاظت‬‫ش‬‫ده‬‫است‬
‫ولی‬‫تنظیم‬‫آن‬‫از‬‫گونه‬‫ای‬‫به‬‫گونه‬‫دیگر‬‫متفاوت‬‫است‬.

‫مطالعات‬‫گیلهام‬ ‫و‬ ‫کان‬(2010)‫های‬ ‫بافت‬ ‫در‬ ‫عناصر‬ ‫تجمع‬ ‫روی‬ ‫بر‬
‫گیاهی‬ ‫مختلف‬
•‫گیلهام‬ ‫و‬ ‫کان‬(2010)‫عن‬ ‫توزیع‬ ‫تطبیقی‬ ‫فیزیولوژی‬ ‫از‬ ‫استفاده‬ ‫با‬‫اصر‬
‫گیاهان‬ ‫در‬ ‫معدنی‬(‫ها‬ ‫ای‬ ‫لپه‬ ‫دو‬ ‫اکثر‬ ‫و‬ ‫ها‬ ‫ای‬ ‫لپه‬ ‫تک‬)‫قرار‬ ‫مطالعه‬ ‫مورد‬
‫و‬ ‫داده‬‫نمودند‬ ‫مشاهده‬:
.1‫عناصری‬‫که‬‫با‬‫استفاده‬‫از‬‫فشار‬‫تبخیر‬‫و‬‫ت‬‫ع‬‫رق‬‫منتقل‬‫می‬‫شوند‬(‫انتقا‬‫ل‬‫غیر‬‫فعال‬)
‫در‬‫سلولهایی‬‫تجمع‬‫می‬‫یابند‬‫که‬‫تبخیر‬‫و‬‫تعرق‬‫باالیی‬‫دارند‬‫مانند‬‫منگ‬‫نز‬‫و‬‫کلسیم‬
.2‫کلسیم‬‫و‬‫فسفر‬‫هرگز‬‫در‬‫حالت‬‫محلول‬‫یکجا‬‫تجمع‬‫نمی‬‫یابند‬.
.3‫بسیاری‬‫از‬‫فلزات‬‫سنگین‬‫در‬‫آ‬‫پ‬‫وپالست‬‫ریشه‬‫به‬‫دام‬‫افتاده‬‫و‬‫به‬‫اندام‬‫ها‬‫ی‬‫هوایی‬
‫را‬‫نمی‬‫یابد‬.
.4‫پتاسیم‬‫حالت‬‫اسمزی‬‫بس‬‫ی‬‫ار‬‫باالیی‬‫دارد‬‫و‬‫در‬‫فقدان‬‫عناصر‬‫دیگری‬‫مانن‬‫د‬،‫کلسیم‬
‫کبالت‬‫و‬‫سدیم‬‫تجمع‬‫می‬‫یابد‬.
.5‫پروفیل‬‫بیان‬‫ژن‬‫های‬‫خاصی‬‫با‬‫میزان‬‫تجمع‬‫عناصر‬‫ارتباط‬‫دارد‬.

References
• Mykles D.L., Ghalambor, C. K., Stillman, J. H. and Tomanek L., 2010, Grand
Challenges in Comparative Physiology: Integration Across Disciplines and Across
Levels of Biological Organization,Integrative and Comparative Biology, volume 50,
number 1, pp. 6–16.
• WESTON, D. J., KARVE, A. A., GUNTER, L. E., JAWDY, S. S., YANG, X., ALLEN, S. M. and
WULLSCHLEGER, S. D., 2011, Comparative physiology and transcriptional networks
underlying the heat shock response in Populus trichocarpa, Arabidopsis thaliana
and Glycine max. Plant, Cell & Environment, 34: 1488–1506.
• Conn S. and Gilliham M., 2010, Comparative physiology of elemental distributions
in plants, Annals of Botany 105: 1081–1102.
• Garland Jr, Theodore, and P. A. Carter. 1994. "Evolutionary physiology." Annual
Review of Physiology 56.: 579-621.
• Greenberg, M. J. and Hochachka, P. W., 1975, Biographical data: Clifford Ladd
Prosser. Journal of Experimental Zoology 194 (1): 5–12.
• Mangum, C. P. and Hochachka P. W., 1998. New directions in comparative
physiology and biochemistry: mechanisms, adaptations, and evolution.
Physiological Zoology 71 (5): 471–484.
• Garland Jr, T., Bennett, A. F., & Rezende, E. L. 2005) Phylogenetic approaches in
comparative physiology. Journal of experimental Biology, 208(16), 3015-3035.

�ݺ�ߣ

آنالیز پدیده های فیزیولوژیک

More Related Content

آنالیز پدیده های فیزیولوژیک