|
Alla har vi väl någon gång
funderat över hur vi själva eller andra djur fungerar. Hur kan
hjärtat pumpa blod? Hur kan ögat urskilja färger? Hur fungerar andningen? Det är sådana frågor som den fysiologiska forskningen
sysslar med.
Zoofysiologin är en gren av zoologin. Inom zoofysiologin studerar man hur organ och vävnader fungerar hos djur. Djurorganismen är uppbyggd av
funktionella enheter som kallas organsystem. Exempel på sådana
är nervsystemet, andningsapparaten och cirkulationssystemet. Varje
organsystem har hand om en eller flera funktioner som är nödvändiga för att djuret ska överleva. Kroppens upptag av syrgas sköts till exempel av andningsapparaten och transporterna mellan olika delar av kroppen av cirkulationssystemet.
Varje organsystem består av ett antal för ögat urskiljbara organ. Hjärtat är ett organ som tillhör cirkulationssystemet. Inom varje organ kan man urskilja en eller flera vävnader. En vävnad är uppbyggd av celler. Den
innehåller i regel flera typer av celler, men ofta är det en
celltyp som dominerar i en vävnad. Hjärtat består huvudsakligen av hjärtmuskelvävnad, som domineras av en celltyp, hjärtmuskelceller.
Som nämndes ovan, handlar alltså
zoofysiologin om funktioner hos organ och vävnader. Här följer
några exempel på frågor som fysiologer har ställt:
- Hur transporteras syrgas till vävnaderna?
- Hur tas näringsämnen upp i tarmen?
- Hur kan örat urskilja toner?
- Hur samordnas muskelarbetet när vi rör oss?
Vad är det som är gemensamt för
dessa frågor? Jo, det handlar om att förklara mekanismer med
hjälp av fysik och kemi. Fysiologin handlar alltså om att tillämpa
fysikaliska och kemiska lagar på biologiska förlopp. Fysiologin
är reduktionistisk, det vill säga man försöker förklara komplicerade
biologiska mekanismer med hjälp av fysikaliska principer som gäller
för enklare system och med hjälp av kemiska principer som gäller
för enskilda molekyler.
Reduktionismen har kritiserats av två
skäl. Det har hävdats att helt andra lagar än kemins och
fysikens måste gälla för komplicerade biologiska system,
till exempel den mänskliga hjärnan. Mot denna invändning talar det
faktum att försök att påvisa sådana lagar ännu inte varit
framgångsrika. Det har också hävdats att reduktionismen
inte ger någon översikt: man ser inte skogen för bara träd.
Men den naturvetenskapliga erfarenheten har visat att man först måste
besvara de små frågorna, innan man kan angripa de stora och
få en helhetsbild. Det kan tilläggas att det reduktionistiska
angreppssättet har varit utomordentligt framgångsrikt inom fysiologin. Icke desto mindre, har man inom fysiologin börjat tillämpa metoder som man använder för att studera så kallade komplexa system. Sådana system kan ha så kallade emergenta egenskaper, som inte går att förutsäga med reduktionistiska metoder.
Inom moderna fysiologi har man, precis som inom andra biologiska vetenskaper, under senare år allt mer börjat studera de gener som styr fysiologiska mekanismer. Detta har underlättats av att man numera mycket snabbt kan identifiera gener och bestämma deras DNA-sekvens med molekylärbiologiska metoder. Man studerar också de nätverk av komplicerade reglermekanismer som finns inuti enskilda celler. Dessa intracellulära mekanismer bildar grundvalen för de styrmekanismer som reglerar vävnadernas och organens aktiviteter.
Zoofysiologin har hela djurvärlden
som arbetsfält. Det finns djur överallt på vår jord,
från djuphavet, där djur kan leva i vatten med ett tryck på
tusentals atmosfärer, till de högsta bergen, där djur kan
leva i luft med mycket låg syrgashalt och mycket låg temperatur.
Under evolutionens gång har varje djur genom naturligt urval anpassats
till sin miljö. Skillnaderna i kroppsbyggnad och fysiologi mellan olika
djur är därför lika stora som skillnaderna mellan de miljöer
de lever i. Av alla de djur som finns är det bara ett litet fåtal
som studerats. Bäst kända är ryggradsdjuren, på grund
av att människan är ett ryggradsdjur, och insekterna, på
grund av deras ekonomiska betydelse som skadedjur.
Merparten av all fysiologisk forskning görs inom den medicinska fysiologin. Här studerar man människan
och andra däggdjur för att ta reda på hur vi själva
fungerar. Målet är naturligtvis att vinna kunskaper som kan vara
till nytta vid behandlingen av sjukdomar hos människan. Den medicinska
fysiologin är egentligen en zoofysiologisk underavdelning som behandlar
vår egen art. Men den medicinska fysiologin har faktiskt dragit stor
nytta av att man inte bara studerat däggdjur, utan också sådana
avlägsna släktingar till människan som grodor, darrockor, bananflugor, rundmaskar
och bläckfiskar. Det har nämligen gång på gång
visat sig att ett sådant, för medicinska fysiologer ovanligt,
försöksdjur haft egenskaper som gjort det lämpligt för
studiet av vissa centrala fysiologiska problem.
Zoofysiologin har, eftersom den handlar
om djurs anpassning till sin miljö, en stor kontaktyta gentemot ekologi
och miljöforskning. De enskilda djurindividernas anpassning till sin
miljö, det vill säga deras fysiologi, är naturligtvis av stor betydelse,
om man vill förstå hur de interagerar med varandra i sin naturliga
miljö. Likaså är det viktigt att veta hur organ och vävnader
fungerar i ett djur, när man vill undersöka hur djuret påverkas
av miljögifter.
Det har upprepade gånger visat sig,
att tekniska landvinningar som människan gjort redan funnits realiserade
som fysiologiska anpassningar hos något djur. Det rör sig om
mycket avancerade konstruktioner, från värmeväxlare till
spegelteleskop. Man har nu i stor utsträckning börjat leta efter lösningar i djurvärlden och tillämpa dem inom tekniken Man har ju sedan länge
utnyttjat sig av djurens och växternas biokemiska anpassningar till
sin miljö, när man hämtat läkemedel från naturen.
Men zoofysiologin är, både när den leder till viktiga medicinska
och tekniska tillämpningar och när den inte gör det, ett
fascinerande forskningsområde som bidrar till kunskapen om oss själva
och vår värld.
Till början på sidan
|
