Wat is vergelijkende fysiologie?

Vergelijkende fysiologie is een tak van de wetenschap die de overeenkomsten en verschillen tussen levende wezens en hun functioneren onderzoekt. Als onderzoeksgebied is vergelijkende fysiologie een subklasse van fysiologie: de studie van de functionele processen van levende organismen. De discipline zelf omvat vele uiteenlopende wetenschappelijke arena's, waaronder evolutie, milieustudies en archeologie.

Een combinatie van noodzaak en nieuwsgierigheid gaf aanleiding tot vergelijkende fysiologie. Artsen hadden nieuwe manieren nodig om menselijke patiënten te behandelen, dus dieren die veel kenmerken met mensen deelden, waren een rijp gebied voor onderzoek. Zo kwam het Krogh-principe, dat het gebruik van gemakkelijk toegankelijke levende wezens dicteert om wetenschappelijke of medische vragen te beantwoorden. Uiteindelijk groeide dit praktische gebruik voor vergelijkingen uit tot een algemene wetenschappelijke nieuwsgierigheid naar de gelijkenissen en verschillen tussen verschillende diersoorten.

Vergelijkende fysiologen bestuderen en vergelijken een breed scala aan functies in organismen. Bijna elk deel van het lichaam van een organisme dient een belangrijk gebruik, en bijna alle levende organismen delen basisbehoeften zoals voedsel, ademhaling, interne temperatuurregeling en hartonderhoud. Door de processen te bestuderen die deze behoeften stimuleren - zoals celgebaseerde uitwisselingen en bloedcirculatie - kunnen onderzoekers een enorme hoeveelheid vergelijkende informatie verzamelen.

In zekere zin definiëren relaties vergelijkende fysiologie. Op het meest basale niveau is dit veld een studie van de relatie tussen een levend wezen en zijn eigen lichaam. Juiste vergelijkingen kunnen alleen worden bereikt als de wetenschapper begrijpt hoe het fysieke lichaam van elk organisme het toelaat om de acties uit te voeren die essentieel zijn voor het dagelijks leven. De fysiologische component van de vergelijkende fysiologie kan daarom variëren van het bestuderen hoe organismen ledematen of andere aanhangsels gebruiken om te bewegen hoe organismen ademen.

Een ander belangrijk aspect van vergelijkende fysiologie is de relatie tussen organismen en hun omgeving, of ecofysiologie. Dezelfde fysieke omgeving kan zeer verschillende effecten hebben op uiteenlopende organismen. Een vis zal bijvoorbeeld een veel somberdere uitkomst hebben in een woestijnomgeving dan in zijn thuishabitat van water. Daarentegen zou een landhagedis die gewend is aan ruwere klimaten slecht uitgerust zijn om met een aquatische omgeving om te gaan vanwege zijn anatomische samenstelling. Als zodanig kan ecofysiologie en haar studie van aspecten van aanpassing een beter begrip bieden van alle diergroepen in vergelijkende fysiologie.

Eén specifiek gebied van vergelijkende fysiologie heeft in de loop van de tijd meer aandacht gekregen: het gebruik van fylogenische vergelijkende methoden. Wetenschappers gebruiken deze methoden om mogelijke evolutionaire relaties tussen verschillende levende organismen te onderzoeken en om eventuele significante veranderingen die een bepaalde dierengroep sinds zijn oprichting heeft ondergaan, te documenteren. Onderzoekers kunnen de fysieke gelijkenissen tussen bepaalde organismen bestuderen of hoe bepaalde organismen vergelijkbare functionele delen hebben ontwikkeld, zoals longen of kieuwen voor ademhalingsdoeleinden. Als gevolg hiervan kan de studie gemeenschappelijke voorouders onder verschillende soorten blootleggen en een evolutionair verband stollen. Onderzoek van fossiele overblijfselen en ander archeologisch bewijs kan vergelijkende fysiologen ook helpen begrijpen hoe een dierengroep is veranderd en aangepast van de oudheid tot het huidige tijdperk.