معلومة

33.1: شكل الحيوان ووظيفته - علم الأحياء

33.1: شكل الحيوان ووظيفته - علم الأحياء


We are searching data for your request:

Forums and discussions:
Manuals and reference books:
Data from registers:
Wait the end of the search in all databases.
Upon completion, a link will appear to access the found materials.

33.1: شكل الحيوان ووظيفته

33.1 شكل الحيوان ووظيفته

تختلف الحيوانات في الشكل والوظيفة. من الإسفنج إلى الدودة إلى الماعز ، يمتلك الكائن الحي مخطط جسم مميز يحد من حجمه وشكله. تم تصميم أجسام الحيوانات و rsquo أيضًا للتفاعل مع بيئاتهم ، سواء في أعماق البحار أو في غابة مطيرة أو الصحراء. لذلك ، يمكن تعلم كمية كبيرة من المعلومات حول بنية جسم الكائن الحي (علم التشريح) ووظيفة خلاياه وأنسجته وأعضائه (علم وظائف الأعضاء) من خلال دراسة بيئة ذلك الكائن الحي.


مقدمة

الثعلب القطبي الشمالي هو مثال لحيوان معقد تكيف مع بيئته ويوضح العلاقات بين شكل الحيوان ووظيفته. تتكون هياكل الحيوانات من أنسجة أولية تشكل أعضاء وأنظمة عضوية أكثر تعقيدًا. يسمح التوازن للحيوان بالحفاظ على التوازن بين بيئته الداخلية والخارجية.

بصفتنا مشاركًا في Amazon ، فإننا نكسب من عمليات الشراء المؤهلة.

هل تريد الاستشهاد بهذا الكتاب أو مشاركته أو تعديله؟ هذا الكتاب هو Creative Commons Attribution License 4.0 ويجب أن تنسب OpenStax.

    إذا كنت تعيد توزيع هذا الكتاب كله أو جزء منه بتنسيق طباعة ، فيجب عليك تضمين الإسناد التالي في كل صفحة مادية:

  • استخدم المعلومات أدناه لتوليد اقتباس. نوصي باستخدام أداة استشهاد مثل هذه.
    • المؤلفون: ماري آن كلارك ، ماثيو دوغلاس ، جونغ تشوي
    • الناشر / الموقع الإلكتروني: OpenStax
    • عنوان الكتاب: Biology 2e
    • تاريخ النشر: 28 مارس 2018
    • المكان: هيوستن ، تكساس
    • عنوان URL للكتاب: https://openstax.org/books/biology-2e/pages/1-introduction
    • عنوان URL للقسم: https://openstax.org/books/biology-2e/pages/33-introduction

    © 7 يناير 2021 OpenStax. محتوى الكتاب المدرسي الذي تنتجه OpenStax مرخص بموجب ترخيص Creative Commons Attribution License 4.0. لا يخضع اسم OpenStax وشعار OpenStax وأغلفة كتب OpenStax واسم OpenStax CNX وشعار OpenStax CNX لترخيص المشاع الإبداعي ولا يجوز إعادة إنتاجه دون الحصول على موافقة كتابية مسبقة وصريحة من جامعة رايس.


    الفصل 14. جسم الحيوان: الشكل الأساسي والوظيفة

    الشكل 14.1 الثعلب القطبي حيوان معقد ، يتكيف جيدًا مع بيئته. يتغير لون المعطف مع المواسم ، وله فرو أطول في الشتاء لحبس الحرارة. (الائتمان: تعديل العمل بواسطة Keith Morehouse ، USFWS)

    الثعلب القطبي الشمالي هو مثال لحيوان معقد تكيف مع بيئته ويوضح العلاقات بين شكل الحيوان ووظيفته. تتكون هياكل الحيوانات من أنسجة أولية تشكل أعضاء وأنظمة عضوية أكثر تعقيدًا. يسمح التوازن للحيوان بالحفاظ على التوازن بين بيئته الداخلية والخارجية.


    24.1 شكل الحيوان ووظيفته

    في هذا القسم سوف تستكشف الأسئلة التالية:

    • ما هي الأنواع المختلفة من مخططات الجسم التي تحدث عند الحيوانات؟
    • ما هي حدود حجم الحيوان وشكله؟
    • كيف ترتبط الطاقة الحيوية بحجم الجسم ومستويات النشاط والبيئة؟

    اتصال لدورات AP ®

    كما تعلمت ، يتم تنظيم الخلايا المتخصصة في جسم الحيوان في الأنسجة والأعضاء وأنظمة الأعضاء ، والتي تحدد الوظائف بكفاءة ، مثل هضم الطعام والتخلص من الفضلات. بينما نستكشف المعلومات الواردة في هذا القسم ، يكون تركيزنا الأساسي هو التوازن- القدرة على الحفاظ على التوازن الديناميكي حول أ نقطة محددة. تحتاج الحيوانات إلى الحفاظ على بيئاتها الداخلية "الطبيعية" مع الاستجابة أيضًا للتغيرات البيئية الخارجية.

    في دراستنا لعلم الأحياء حتى الآن ، رأينا العديد من الأمثلة على العلاقات بين البنية والوظيفة ، ولم يكن تصميم جسم الحيوان استثناءً. يساهم التخصص في الحيوانات متعددة الخلايا في الكفاءة في العمليات الخلوية. على سبيل المثال ، يجب أن تكون الحيوانات قادرة على الحصول على العناصر الغذائية والقضاء على النفايات ، والخلايا التي تبطن الأمعاء الدقيقة تسمح بالانتشار. علاوة على ذلك ، فإن العلاقة بين معدل الأيض وكتلة الجسم عادة ما تكون علاقة عكسية: فكلما كان الحيوان أصغر ، كلما زادت عملية التمثيل الغذائي ، حيث يكون للفئران معدل أيض أعلى من الأفيال على سبيل المثال. نظرًا لأن الفئران لديها نسبة مساحة سطح إلى حجم أكبر لكتلتها من الحيوانات الكبيرة ، فإنها تفقد الحرارة بمعدل أسرع ، وبالتالي ، تتطلب المزيد من الطاقة للحفاظ على درجة حرارة الجسم ثابتة.

    بالحديث عن درجة الحرارة ، علمنا أن درجة حرارة جسم الحيوانات الخارجة من الحرارة تختلف باختلاف درجات الحرارة البيئية. عندما تحتاج الثعابين إلى الإحماء ، فإنها تستلقي في الشمس عندما تحتاج إلى البرودة ، وتذهب إلى الظل. الحيوانات الأخرى ، بما في ذلك الفئران والكنغر والبشر ، ماصة للحرارة لأنها قادرة على الحفاظ على درجة حرارة داخلية ثابتة إلى حد ما على الرغم من درجات الحرارة البيئية ، على سبيل المثال ، يؤدي الارتعاش إلى توليد الحرارة ، في حين أن التعرق يعيد درجة حرارة الجسم إلى نقطة ضبطها الطبيعية البالغة 37 درجة مئوية. سوف نستكشف التحكم في هذه الردود بمزيد من التفصيل في قسم الاستتباب.

    تدعم المعلومات المقدمة والأمثلة الموضحة في القسم المفاهيم الموضحة في الفكرة الكبيرة 2 من إطار منهج علم الأحياء AP ®. توفر أهداف التعلم AP ® المدرجة في إطار المنهج الدراسي أساسًا شفافًا لدورة AP ® Biology ، وتجربة معملية قائمة على الاستفسار ، وأنشطة تعليمية ، وأسئلة اختبار AP ®. يدمج هدف التعلم المحتوى المطلوب مع واحد أو أكثر من الممارسات العلمية السبع.

    فكرة كبيرة 2 تستخدم النظم البيولوجية الطاقة المجانية ولبنات البناء الجزيئية للنمو والتكاثر والحفاظ على التوازن الديناميكي.
    الفهم الدائم 2 يتطلب نمو وتكاثر وصيانة الأنظمة الحية طاقة ومادّة حرة.
    المعرفة الأساسية 2-أ 1 تتطلب جميع الأنظمة الحية مدخلات ثابتة من الطاقة المجانية.
    ممارسة العلوم 6.2 يمكن للطالب بناء تفسيرات للظواهر بناءً على الأدلة المنتجة من خلال الممارسات العلمية.
    هدف التعلم 2.1 الطالب قادر على شرح كيفية استخدام الأنظمة البيولوجية للطاقة المجانية بناءً على البيانات التجريبية التي تتطلب جميع الكائنات الحية مدخلات طاقة ثابتة للحفاظ على التنظيم والنمو والتكاثر.
    المعرفة الأساسية 2-أ 1 تتطلب جميع الأنظمة الحية مدخلات ثابتة من الطاقة المجانية.
    ممارسة العلوم 6.1: يمكن للطالب تبرير الادعاءات بالأدلة.
    هدف التعلم 2.2 يستطيع الطالب تبرير الادعاء العلمي بأن الطاقة الحرة مطلوبة للأنظمة الحية للحفاظ على التنظيم أو النمو أو التكاثر ، ولكن توجد استراتيجيات متعددة في أنظمة المعيشة المختلفة.
    المعرفة الأساسية 2-أ 1 تتطلب جميع الأنظمة الحية مدخلات ثابتة من الطاقة المجانية.
    ممارسة العلوم 4.2 يمكن للطالب تصميم خطة لجمع البيانات للإجابة على سؤال علمي معين.
    هدف التعلم 2.35 يكون الطالب قادرًا على تصميم خطة لجمع البيانات لدعم الادعاء العلمي بأن توقيت الأحداث الفسيولوجية وتنسيقها ينطويان على تنظيم
    المعرفة الأساسية 2-أ 1 تتطلب جميع الأنظمة الحية مدخلات ثابتة من الطاقة المجانية.
    ممارسة العلوم 6.1 يمكن للطالب تبرير الادعاءات بالأدلة.
    هدف التعلم 2.36 الطالب قادر على تبرير الادعاءات العلمية بالأدلة لإظهار كيف أن توقيت الأحداث الفسيولوجية وتنسيقها ينطويان على التنظيم.
    المعرفة الأساسية 2-أ 1 تتطلب جميع الأنظمة الحية مدخلات ثابتة من الطاقة المجانية.
    ممارسة العلوم 7.2 يمكن للطالب ربط المفاهيم في وعبر المجال (المجالات) للتعميم أو الاستقراء في و / أو عبر التفاهمات الدائمة و / أو الأفكار الكبيرة.
    هدف التعلم 2.37 الطالب قادر على ربط المفاهيم التي تصف الآليات التي تنظم توقيت وتنسيق الأحداث الفسيولوجية.

    تختلف الحيوانات في الشكل والوظيفة. من الإسفنج إلى الدودة إلى الماعز ، يمتلك الكائن الحي مخطط جسم مميز يحد من حجمه وشكله. تم تصميم أجسام الحيوانات أيضًا للتفاعل مع بيئاتها ، سواء في أعماق البحار أو في غابة مطيرة أو الصحراء. لذلك ، يمكن تعلم كمية كبيرة من المعلومات حول بنية جسم الكائن الحي (علم التشريح) ووظيفة خلاياه وأنسجته وأعضائه (علم وظائف الأعضاء) من خلال دراسة بيئة ذلك الكائن الحي.

    خطط الجسم

    تتبع مخططات جسم الحيوان أنماطًا محددة تتعلق بالتناظر. فهي غير متناظرة أو نصف قطرية أو ثنائية الشكل كما هو موضح في الشكل 24.2. غير متماثل الحيوانات حيوانات ليس لها نمط أو تناظر ، ومثال على حيوان غير متماثل هو الإسفنج. يصف التناظر الشعاعي ، كما هو موضح في الشكل 24.2 ، عندما يكون للحيوان اتجاه صعود وهبوط: أي مستوى يقطع على طول محوره الطولي عبر الكائن الحي ينتج نصفين متساويين ، ولكن ليس جانبًا يمينًا أو يسارًا محددًا. توجد هذه الخطة في الغالب في الحيوانات المائية ، وخاصة الكائنات الحية التي ترتبط بقاعدة ، مثل الصخرة أو القارب ، وتستخرج طعامها من المياه المحيطة أثناء تدفقها حول الكائن الحي. تم توضيح التناظر الثنائي في نفس الشكل بواسطة عنزة. يحتوي الماعز أيضًا على مكون علوي وسفلي ، لكن الطائرة المقطوعة من الأمام إلى الخلف تفصل الحيوان إلى الجانبين الأيمن والأيسر المحدد. المصطلحات الإضافية المستخدمة عند وصف المواضع في الجسم هي الأمامية (الأمامية) ، الخلفية (الخلفية) ، الظهرية (باتجاه الخلف) ، والبطنية (باتجاه المعدة). تم العثور على التناظر الثنائي في كل من الحيوانات البرية والمائية ، مما يتيح مستوى عالٍ من التنقل.

    حدود حجم الحيوان وشكله

    تميل الحيوانات ذات التماثل الثنائي والتي تعيش في الماء إلى أن يكون لها أ مغزلي الشكل: هذا جسم أنبوبي الشكل مدبب من كلا الطرفين. يقلل هذا الشكل من مقاومة الجسم أثناء تحركه في الماء ويسمح للحيوان بالسباحة بسرعات عالية. يسرد الجدول 24.1 السرعة القصوى لمختلف الحيوانات. يمكن لأنواع معينة من أسماك القرش السباحة بسرعة خمسين كيلومترًا في الساعة وبعض الدلافين يمكن أن تسبح من 32 إلى 40 كيلومترًا في الساعة. غالبًا ما تسافر الحيوانات البرية بشكل أسرع ، على الرغم من أن السلحفاة والقواقع أبطأ بكثير من الفهود. هناك اختلاف آخر في تكيف الكائنات المائية والكائنات التي تعيش على الأرض وهو أن الكائنات المائية مقيدة في الشكل بفعل قوى السحب في الماء لأن لزوجة الماء أعلى من الهواء. من ناحية أخرى ، فإن الكائنات التي تعيش على الأرض مقيدة بشكل أساسي بالجاذبية ، والسحب غير مهم نسبيًا. على سبيل المثال ، معظم التكيفات في الطيور للجاذبية وليس للسحب.

    حيوانالسرعة (كم / ساعة)السرعة (ميلا في الساعة)
    الفهد 113 70
    ربع حصان 77 48
    فوكس 68 42
    قرش ماكو قصير الزعانف 50 31
    قطة منزلية 48 30
    بشر 45 28
    دولفين 32–40 20–25
    الفأر 13 8
    حلزون 0.05 0.03

    تمتلك معظم الحيوانات هيكلًا خارجيًا ، بما في ذلك الحشرات والعناكب والعقارب وسرطان حدوة الحصان والمئويات والقشريات. يقدر العلماء أنه من بين الحشرات وحدها ، هناك أكثر من 30 مليون نوع على كوكبنا. الهيكل الخارجي عبارة عن غطاء صلب أو قشرة توفر فوائد للحيوان ، مثل الحماية من التلف الناتج عن الحيوانات المفترسة ومن فقدان الماء (بالنسبة للحيوانات البرية) كما أنه يوفر أيضًا ملحقات العضلات.

    نظرًا لكونه غلافًا خارجيًا صلبًا ومقاومًا لمفصليات الأرجل ، فقد يتم بناء الهيكل الخارجي من بوليمر صلب مثل الكيتين وغالبًا ما يتم معادنه الحيوية بمواد مثل كربونات الكالسيوم. يندمج هذا في بشرة الحيوان. ينمو الهيكل الخارجي ، ودعا أبودميس، تعمل كمواقع ربط للعضلات ، على غرار الأوتار في الحيوانات الأكثر تقدمًا (الشكل 24.3). من أجل النمو ، يجب على الحيوان أولاً أن يصنع هيكلًا خارجيًا جديدًا أسفل الهيكل القديم ثم يزيل الغطاء الأصلي أو يزيله. هذا يحد من قدرة الحيوان على النمو باستمرار ، وقد يحد من قدرة الفرد على النضج إذا لم يحدث الريش في الوقت المناسب. يجب زيادة سمك الهيكل الخارجي بشكل كبير لاستيعاب أي زيادة في الوزن. تشير التقديرات إلى أن مضاعفة حجم الجسم تزيد من وزن الجسم بمقدار ثمانية أضعاف. إن زيادة سمك الكيتين الضروري لدعم هذا الوزن يحد من معظم الحيوانات ذات الهيكل الخارجي إلى حجم صغير نسبيًا. تنطبق نفس المبادئ على الهياكل الداخلية ، لكنها أكثر كفاءة لأن العضلات متصلة من الخارج ، مما يسهل تعويض الكتلة المتزايدة.

    يتحدد حجم الحيوان الذي له هيكل داخلي بكمية الهيكل العظمي الذي يحتاجه من أجل دعم الأنسجة الأخرى وكمية العضلات التي يحتاجها للحركة. مع زيادة حجم الجسم ، تزداد كتلة العظام والعضلات. السرعة التي يحققها الحيوان هي التوازن بين حجمه الكلي والعظام والعضلات التي توفر الدعم والحركة.

    الحد من تأثيرات الانتشار على الحجم والتنمية

    يحدث تبادل العناصر الغذائية والنفايات بين الخلية وبيئتها المائية من خلال عملية الانتشار. تغمر جميع الخلايا الحية في سائل ، سواء كانت في كائن وحيد الخلية أو كائن متعدد الخلايا. يكون الانتشار فعالًا على مسافة معينة ويحد من الحجم الذي يمكن لخلية فردية بلوغه. إذا كانت الخلية عبارة عن كائن حي دقيق وحيد الخلية ، مثل الأميبا ، فيمكنها تلبية جميع احتياجاتها من العناصر الغذائية والنفايات من خلال الانتشار. إذا كانت الخلية كبيرة جدًا ، فسيكون الانتشار غير فعال ولا يتلقى مركز الخلية العناصر الغذائية الكافية ولا يمكنه تبديد نفاياتها بشكل فعال.

    من المفاهيم المهمة في فهم مدى كفاءة الانتشار كوسيلة نقل مساحة السطح إلى نسبة الحجم. تذكر أن أي جسم ثلاثي الأبعاد له مساحة سطح وحجم ، فإن نسبة هاتين الكميتين هي نسبة السطح إلى الحجم. تخيل خلية على شكل كرة كاملة: مساحة سطحها 4πr 2 وحجمها (4/3) r 3. تبلغ نسبة السطح إلى الحجم للكرة 3 / r عندما تكبر الخلية ، وتقل مساحة سطحها إلى نسبة الحجم ، مما يجعل الانتشار أقل كفاءة. كلما زاد حجم الكرة أو الحيوان ، قلت مساحة الانتشار التي تمتلكها.

    الحل لإنتاج كائنات أكبر هو أن تصبح متعددة الخلايا. يحدث التخصص في الكائنات الحية المعقدة ، مما يسمح للخلايا بأن تصبح أكثر كفاءة في أداء مهام أقل. على سبيل المثال ، تجلب أجهزة الدورة الدموية العناصر الغذائية وتزيل النفايات ، بينما توفر أجهزة التنفس الأكسجين للخلايا وتزيل ثاني أكسيد الكربون منها. طورت أنظمة الأعضاء الأخرى مزيدًا من التخصص في الخلايا والأنسجة وتتحكم بكفاءة في وظائف الجسم. علاوة على ذلك ، تنطبق نسبة مساحة السطح إلى الحجم على مناطق أخرى من نمو الحيوان ، مثل العلاقة بين كتلة العضلات ومساحة السطح المقطعي في الهياكل العظمية الداعمة ، وفي العلاقة بين كتلة العضلات وتوليد الحرارة وتبديدها.

    ارتباط بالتعلم

    قم بزيارة هذا الموقع التفاعلي لرؤية حيوان كامل (جنين الزرد) على المستوى الخلوي وشبه الخلوي. استخدم وظائف التكبير / التصغير والتنقل لاستكشاف التنظير النانوي الافتراضي.

    1. يعني التناظر الثنائي أن الطائرة المقطوعة من الأمام إلى الخلف من الكائن الحي تنتج جانبيًا يمينًا ويسارًا متميزين يمثلان صورًا معكوسة لبعضهما البعض.
    2. يعني التناظر الثنائي أن المستوى الذي يتم قطعه من أعلى إلى أسفل الكائن الحي ينتج جانبين يسارًا ويمينًا متميزين يمثلان صورًا معكوسة لبعضهما البعض.
    3. يعني التناظر الثنائي أن الطائرة المقطوعة من الأمام إلى الخلف من الكائن الحي تنتج جوانب أيسر وأيمن متميزة لا تمثل صورًا معكوسة لبعضها البعض.
    4. يعني التماثل الثنائي أن المستوى الذي يتم قطعه على طول محوره الطولي ينتج نصفين متساويين ، ولكن ليس جوانب محددة يمينًا أو يسارًا.

    الطاقة الحيوية الحيوانية

    يجب أن تحصل جميع الحيوانات على طاقتها من الطعام الذي تتناوله أو تمتصه. يتم تحويل هذه العناصر الغذائية إلى أدينوسين ثلاثي الفوسفات (ATP) للتخزين على المدى القصير واستخدامها من قبل جميع الخلايا. بعض الحيوانات تخزن الطاقة لأوقات أطول قليلاً مثل الجليكوجين ، والبعض الآخر يخزن الطاقة لفترات أطول بكثير في شكل دهون ثلاثية موجودة في الأنسجة الدهنية المتخصصة. لا يوجد نظام طاقة فعال بنسبة مائة بالمائة ، ويؤدي التمثيل الغذائي للحيوان إلى إنتاج طاقة مهدرة على شكل حرارة. إذا تمكن حيوان من الحفاظ على تلك الحرارة والحفاظ على درجة حرارة جسم ثابتة نسبيًا ، فإنه يصنف على أنه حيوان ذوات الدم الحار ويسمى ثابت الحرارة. يأتي العزل المستخدم للحفاظ على حرارة الجسم على شكل فرو أو دهن أو ريش. عدم وجود العزل في ذوات الدم البارد تزيد الحيوانات من اعتمادها على البيئة من أجل حرارة الجسم.

    كمية الطاقة التي ينفقها الحيوان خلال فترة زمنية محددة تسمى معدل الأيض. يتم قياس المعدل بشكل مختلف بالجول أو السعرات الحرارية أو السعرات الحرارية (1000 سعرة حرارية). تحتوي الكربوهيدرات والبروتينات على حوالي 4.5 إلى 5 كيلو كالوري / جرام ، وتحتوي الدهون على حوالي 9 كيلو كالوري / جرام. يقدر معدل الأيض على أنه معدل الأيض الأساسي (BMR) في الحيوانات الماصة للحرارة في الراحة وكما معدل الأيض القياسي (SMR) في ectotherms. يبلغ معدل الأيض الأساسي للذكور من 1600 إلى 1800 سعر حراري / يوم ، بينما يتراوح معدل الاستقلاب الأساسي لدى الإناث من 1300 إلى 1500 كيلو كالوري في اليوم. حتى مع العزل ، تتطلب الحيوانات الماصة للحرارة كميات كبيرة من الطاقة للحفاظ على درجة حرارة ثابتة للجسم. تمتلك ectotherm مثل التمساح SMR 60 كيلو كالوري / يوم.

    متطلبات الطاقة المتعلقة بحجم الجسم

    تمتلك الحيوانات الصغيرة الماصة للحرارة مساحة سطح أكبر لكتلتها من الحيوانات الأكبر حجمًا (الشكل 24.4). لذلك ، تفقد الحيوانات الصغيرة الحرارة بمعدل أسرع من الحيوانات الكبيرة وتتطلب المزيد من الطاقة للحفاظ على درجة حرارة داخلية ثابتة. ينتج عن هذا وجود حيوان أصغر ماص للحرارة يتمتع بمعدّل BMR أعلى ، لكل وزن جسم ، من حيوان أكبر ماص للحرارة.

    متطلبات الطاقة المتعلقة بمستويات النشاط

    كلما كان الحيوان أكثر نشاطًا ، زادت الحاجة إلى المزيد من الطاقة للحفاظ على هذا النشاط ، وكلما زاد معدل الأيض الأساسي أو SMR. يبلغ متوسط ​​المعدل اليومي لاستهلاك الطاقة حوالي ضعفين إلى أربعة أضعاف معدل الأيض الأساسي أو معدل استهلاك الطاقة للحيوان. البشر أكثر استقرارًا من معظم الحيوانات ولديهم معدل يومي متوسط ​​يبلغ 1.5 ضعف معدل الأيض الأساسي. يتم تحديد النظام الغذائي للحيوان الماص للحرارة من خلال معدل الأيض الأساسي. على سبيل المثال: يؤثر نوع الحشائش أو الأوراق أو الشجيرات التي يأكلها العاشب على عدد السعرات الحرارية التي يأكلها. محتوى السعرات الحرارية النسبي للأطعمة العاشبة ، بترتيب تنازلي ، هو الحشائش الطويلة والبقوليات gt والأعشاب القصيرة gt gt forbs (أي نبات عريض الأوراق ، وليس عشبًا) وشجيرات جي تي الفرعية ونباتات الحولية / كل سنتين.

    متطلبات الطاقة المتعلقة بالبيئة

    تتكيف الحيوانات مع درجات الحرارة القصوى أو توافر الغذاء من خلال السبات. توربور هي عملية تؤدي إلى انخفاض في النشاط والتمثيل الغذائي وتسمح للحيوانات بالبقاء على قيد الحياة في الظروف المعاكسة. يمكن أن تستخدم الحيوانات Torpor لفترات طويلة ، مثل الدخول في حالة السبات الشتوي خلال أشهر الشتاء ، وفي هذه الحالة تمكنهم من الحفاظ على درجة حرارة الجسم منخفضة. أثناء السبات ، يمكن أن تحقق السناجب الأرضية درجة حرارة في البطن تبلغ 0 درجة مئوية (32 درجة فهرنهايت) ، بينما يتم الحفاظ على درجة حرارة الدب الداخلية أعلى عند حوالي 37 درجة مئوية (99 درجة فهرنهايت).

    إذا حدث السبات خلال أشهر الصيف مع ارتفاع درجات الحرارة وقلة الماء ، يطلق عليه التثبيط. تستخدم بعض حيوانات الصحراء هذا للبقاء على قيد الحياة في أقسى شهور السنة. يمكن أن يحدث توربور بشكل يومي ، وهذا ما يظهر في الخفافيش والطيور الطنانة. في حين أن الماص للحرارة يكون محدودًا في الحيوانات الصغيرة من خلال نسبة السطح إلى الحجم ، فإن بعض الكائنات الحية يمكن أن تكون أصغر ولا تزال ماصة للحرارة لأنها تستخدم سباتًا يوميًا خلال الجزء الأكثر برودة من اليوم. هذا يسمح لهم بالحفاظ على الطاقة خلال الأجزاء الباردة من اليوم ، عندما يستهلكون المزيد من الطاقة للحفاظ على درجة حرارة أجسامهم.

    اتصال ممارسة العلوم لدورات AP®

    نشاط

    اقرأ حول كيفية تطوير العلماء لطريقة باستخدام تقنية اليوم لجمع البيانات حول معدلات ضربات القلب في الدببة في فترة السبات في هذا الموقع. صمم تجربة تسمح لك بجمع درجة حرارة الجسم ومعدل ضربات القلب في نفس الوقت. ناقش كيف يمكن أن يمنحك دمج البيانات حول درجة حرارة الجسم مع معدل ضربات القلب معلومات عن التمثيل الغذائي العام للحيوان.

    فكر في الأمر

    • تحتاج الثدييات الصغيرة ، مثل السناجب ، إلى تناول الطعام مرة واحدة على الأقل في الأسبوع أثناء السبات. لماذا يستحيل عليهم قضاء فصل الشتاء بأكمله دون تناول الطعام ، كما تفعل الدببة؟ أيضًا ، لماذا يجب على الثدييات الأصغر ، مثل السناجب ، تخزين الطعام لفصل الشتاء بينما الثدييات الأكبر حجمًا ، مثل الدببة ، لا تفعل ذلك؟
    • تخفض الطيور الطنانة معدل الأيض ودرجة حرارة الجسم في الليل ، وهو مثال على السبات. ما هي الميزة التي يوفرها السبات للطيور الطنانة ليلاً؟ فكر في معدلات التمثيل الغذائي العالية للطيور الطنانة.

    دعم المعلم

    • هذا النشاط هو تطبيق لهدف التعلم 2.35 و Science Practice 4.2 لأن الطلاب يصممون خطة لجمع البيانات لاستقصاء توقيت الأحداث الفسيولوجية وتنسيقها مع التمثيل الغذائي. يُطلب من الطلاب الخروج بفرضية وتصميم تجربة تسمح لهم باختبارها.
    • السؤال الأول "فكر في الأمر" هو تطبيق AP ® Learning Object 2.1 و Science Practice 6.2 لأن الطلاب يشرحون كيف يؤثر حجم الحيوان على مدخلات الطاقة وعمليات التمثيل الغذائي. هذا التفكير الثاني هو تطبيق لهدف التعلم 2.36 وممارسة العلوم 6.1 لأن الطلاب يبررون ادعاءً حول توقيت الأحداث الفسيولوجية وتنسيقها مع الأدلة.
    • تتمتع الثدييات الأصغر بمعدلات أيضية أعلى وتفقد الحرارة أيضًا بسهولة أكبر بسبب أحجام أجسامها الأصغر. يتطلب هذا الأمر أن تأكل الثدييات الصغيرة طعامًا إضافيًا خلال فصل الشتاء ، مما يمنعها من القدرة على السبات الشتوي بأكمله. بدلاً من ذلك ، يظهرون بشكل دوري للوصول إلى مخابئ الطعام المخزنة طوال فصل الشتاء.
    • السؤال الثاني "فكر في الأمر" هو تطبيق هدف التعلم 2.37 وممارسة العلوم 7.2 لأن الطلاب يمكنهم ربط المفاهيم المتعلقة بالسبات والسبات مع توقيت الأحداث الفسيولوجية.
    • معدل الأيض المرتفع للطائر الطنان يسمح له بالتحرك بسرعة كبيرة والتحليق أثناء الطيران. ومع ذلك ، فإن معدل الأيض المرتفع هذا ليس ضروريًا لدعم الطائر أثناء النوم ، الأمر الذي يتطلب طاقة أقل بكثير.

    مستويات جسم الحيوان وتجاويفه

    يمكن تقسيم حيوان فقاري واقف إلى عدة مستويات. أ طائرة سهمية الشكل يقسم الجسم إلى جزأين يمين ويسار. أ طائرة متوسطة السهم يقسم الجسم في المنتصف تمامًا ، مما يجعل نصفين متساويين في اليمين واليسار. أ الطائرة الأمامية (وتسمى أيضًا الطائرة التاجية) تفصل البطن (البطني) أو المعدة عن الظهر (الظهرية). أ طائرة عرضية (أو ، المستوى الأفقي) عمودي على المستويات السهمية والمحور الطويل للجسم. يسمى هذا أحيانًا المقطع العرضي ، وإذا كان القطع المستعرض بزاوية ، فيسمى المستوى المائل. يوضح الشكل 24.5 هذه الطائرات على ماعز (حيوان ذو أربعة أرجل) وإنسان.

    تحتوي الحيوانات الفقارية على عدد من تجاويف الجسم المحددة ، كما هو موضح في الشكل 24.6. اثنان منها عبارة عن تجاويف كبيرة تحتوي على تجاويف أصغر داخلها. ال التجويف الظهري يحتوي على تجاويف الجمجمة والفقرات (أو العمود الفقري). ال التجويف البطني يحتوي على التجويف الصدري ، والذي يحتوي بدوره على التجويف الجنبي حول الرئتين وتجويف التامور الذي يحيط بالقلب. يحتوي التجويف البطني أيضًا على التجويف البطني ، والذي يمكن فصله إلى تجاويف البطن والحوض.

    الاتصال الوظيفي

    عالم الأنثروبولوجيا الفيزيائية

    يدرس علماء الأنثروبولوجيا الفيزيائية تكيف البشر وتنوعهم وتطورهم ، بالإضافة إلى أقاربهم الأحياء والأحفوريين. يمكنهم العمل في مجموعة متنوعة من الإعدادات ، على الرغم من أن معظمهم سيكون لديهم موعد أكاديمي في إحدى الجامعات ، عادة في قسم الأنثروبولوجيا أو قسم الأحياء أو علم الوراثة أو علم الحيوان.

    تتوفر المناصب غير الأكاديمية في صناعات السيارات والفضاء حيث ينصب التركيز على حجم الإنسان وشكله وعلم التشريح. قد تتراوح الأبحاث التي أجراها هؤلاء المحترفون من دراسات حول كيفية تفاعل جسم الإنسان مع حوادث السيارات واستكشاف كيفية جعل المقاعد أكثر راحة. يمكن الحصول على وظائف غير أكاديمية أخرى في متاحف التاريخ الطبيعي أو الأنثروبولوجيا أو علم الآثار أو العلوم والتكنولوجيا. تتضمن هذه المواقف تثقيف الطلاب من المدرسة الابتدائية حتى المدرسة العليا. يعمل علماء الأنثروبولوجيا الفيزيائية كمنسقي تعليم ، ومديري مجموعات ، وكتّاب لمنشورات المتاحف ، وكمسؤولين. توظف حدائق الحيوان هؤلاء المهنيين ، خاصة إذا كانت لديهم خبرة في بيولوجيا الرئيسيات ، فهم يعملون في إدارة المجموعات وبرامج التربية الأسيرة للأنواع المهددة بالانقراض. يستخدم علم الطب الشرعي خبرة الأنثروبولوجيا الفيزيائية في التعرف على رفات الإنسان والحيوان ، والمساعدة في تحديد سبب الوفاة ، ولشهادة الخبراء في التجارب.

    ما نوع الحيوان الذي يحافظ على درجة حرارة الجسم الداخلية ثابتة؟

    التماثل الموجود في الحيوانات التي تتحرك بسرعة هو ________.

    ما المصطلح الذي يصف حالة فأر الصحراء التي تقلل من معدل التمثيل الغذائي و & # 8220sleeps & # 8221 خلال النهار الحار؟

    الطائرة التي تقسم حيوانًا إلى أجزاء متساوية اليمنى واليسرى هي ________.

    الطائرة التي تقسم حيوانًا إلى أجزاء ظهرية وبطنية هي ________.

    أي تجويف هو جزء من التجويف الجنبي؟

    كيف يحد الانتشار من حجم الكائن الحي؟ كيف يتم التصدي لهذا؟

    الانتشار فعال على مسافة قصيرة جدًا. إذا تجاوز حجم الخلية هذه المسافة ، فلن يتمكن مركز الخلية من الحصول على العناصر الغذائية الكافية ولا يمكنه طرد ما يكفي من النفايات للبقاء على قيد الحياة. للتعويض عن ذلك ، يمكن للخلايا أن تلتصق ببعضها البعض بشكل غير محكم في وسط سائل ، أو تتطور إلى كائنات متعددة الخلايا تستخدم أنظمة الدورة الدموية والجهاز التنفسي لتوصيل العناصر الغذائية وإزالة النفايات.

    ما العلاقة بين معدل الأيض الأساسي وحجم الجسم؟ لماذا ا؟

    معدل الأيض الأساسي هو تعبير عن عمليات التمثيل الغذائي التي تحدث للحفاظ على أداء الفرد ودرجة حرارة الجسم. تمتلك الحيوانات الأصغر حجمًا مساحة كبيرة نسبيًا مقارنة بالحيوانات الأكبر حجمًا. تؤدي مساحة السطح الكبيرة للحيوان # 8217s إلى زيادة فقدان الحرارة الذي يجب على الحيوان تعويضه ، مما يؤدي إلى ارتفاع معدل الأيض الأساسي. لا يفقد الحيوان الصغير ، الذي يحتوي على مساحة سطح أقل نسبيًا ، قدرًا كبيرًا من الحرارة وله معدل استقلاب أساسي أقل.

    بصفتنا مشاركًا في Amazon ، فإننا نكسب من عمليات الشراء المؤهلة.

    هل تريد الاستشهاد بهذا الكتاب أو مشاركته أو تعديله؟ هذا الكتاب هو Creative Commons Attribution License 4.0 ويجب أن تنسب OpenStax.

      إذا كنت تعيد توزيع هذا الكتاب كله أو جزء منه بتنسيق طباعة ، فيجب عليك تضمين الإسناد التالي في كل صفحة مادية:

    • استخدم المعلومات أدناه لتوليد اقتباس. نوصي باستخدام أداة استشهاد مثل هذه.
      • المؤلفون: Julianne Zedalis، John Eggebrecht
      • الناشر / الموقع الإلكتروني: OpenStax
      • عنوان الكتاب: Biology for AP® Courses
      • تاريخ النشر: 8 مارس 2018
      • المكان: هيوستن ، تكساس
      • عنوان URL للكتاب: https://openstax.org/books/biology-ap-courses/pages/1-introduction
      • عنوان URL للقسم: https://openstax.org/books/biology-ap-courses/pages/24-1-animal-form-and-function

      © 12 كانون الثاني (يناير) 2021 OpenStax. محتوى الكتاب المدرسي الذي تنتجه OpenStax مرخص بموجب ترخيص Creative Commons Attribution License 4.0. لا يخضع اسم OpenStax وشعار OpenStax وأغلفة كتب OpenStax واسم OpenStax CNX وشعار OpenStax CNX لترخيص المشاع الإبداعي ولا يجوز إعادة إنتاجه دون الحصول على موافقة كتابية مسبقة وصريحة من جامعة رايس.


      مستويات جسم الحيوان وتجاويفه

      يمكن تقسيم حيوان فقاري واقف إلى عدة مستويات. أ طائرة سهمية الشكل يقسم الجسم إلى جزأين يمين ويسار. أ طائرة متوسطة السهم يقسم الجسم في المنتصف تمامًا ، مما يجعل نصفين متساويين أيمن وأيسر. أ الطائرة الأمامية (وتسمى أيضًا الطائرة الإكليلية) تفصل بين الأمام والخلف. أ طائرة عرضية (أو ، المستوى الأفقي) يقسم الحيوان إلى أجزاء علوية وسفلية. يسمى هذا أحيانًا المقطع العرضي ، وإذا كان القطع المستعرض بزاوية ، فيسمى المستوى المائل. يوضح الشكل 4 هذه الطائرات على ماعز (حيوان ذو أربعة أرجل) وإنسان.

      الشكل 4. تظهر طائرات ماعز رباعي الأرجل وإنسان ذو قدمين. يقسم المستوى المتوسطي الجسم إلى نصفين تمامًا ، إلى جزأين يمين ويسار. يقسم المستوى الأمامي الجزء الأمامي والخلفي ، ويقسم المستوى العرضي الجسم إلى جزأين علوي وسفلي.

      تحتوي الحيوانات الفقارية على عدد من تجاويف الجسم المحددة ، كما هو موضح في الشكل 5. اثنان منها عبارة عن تجاويف رئيسية تحتوي على تجاويف أصغر داخلها. ال التجويف الظهري يحتوي على تجاويف الجمجمة والفقرات (أو العمود الفقري). ال التجويف البطني يحتوي على التجويف الصدري ، والذي يحتوي بدوره على التجويف الجنبي حول الرئتين وتجويف التامور الذي يحيط بالقلب. يحتوي التجويف البطني أيضًا على التجويف البطني ، والذي يمكن فصله إلى تجاويف البطن والحوض.

      الشكل 5. الحيوانات الفقارية لها اثنين من تجاويف الجسم الرئيسية. يحتوي التجويف الظهري ، المشار إليه باللون الأخضر ، على تجويف الجمجمة والعمود الفقري. يحتوي التجويف البطني ، المشار إليه باللون الأصفر ، على التجويف الصدري والتجويف البطني. يتم فصل التجويف الصدري عن تجويف البطن بواسطة الحجاب الحاجز. ينفصل التجويف الصدري إلى تجويف البطن وتجويف الحوض بخط وهمي موازٍ لعظام الحوض. (الائتمان: تعديل العمل بواسطة NCI)

      العلاقات المهنية

      عالم الأنثروبولوجيا الفيزيائية

      يدرس علماء الأنثروبولوجيا الفيزيائية تكيف البشر وتنوعهم وتطورهم ، بالإضافة إلى أقاربهم الأحياء والأحفوريين. يمكنهم العمل في مجموعة متنوعة من الإعدادات ، على الرغم من أن معظمهم سيكون لديهم موعد أكاديمي في إحدى الجامعات ، عادة في قسم الأنثروبولوجيا أو قسم الأحياء أو علم الوراثة أو علم الحيوان.

      تتوفر المناصب غير الأكاديمية في صناعات السيارات والفضاء حيث ينصب التركيز على حجم الإنسان وشكله وعلم التشريح. قد تتراوح الأبحاث التي أجراها هؤلاء المحترفون من دراسات حول كيفية تفاعل جسم الإنسان مع حوادث السيارات واستكشاف كيفية جعل المقاعد أكثر راحة. يمكن الحصول على وظائف غير أكاديمية أخرى في متاحف التاريخ الطبيعي أو الأنثروبولوجيا أو علم الآثار أو العلوم والتكنولوجيا. تتضمن هذه المواقف تثقيف الطلاب من المدرسة الابتدائية حتى المدرسة العليا. يعمل علماء الأنثروبولوجيا الفيزيائية كمنسقي تعليم ، ومديري مجموعات ، وكتّاب لمنشورات المتاحف ، وكمسؤولين. توظف حدائق الحيوان هؤلاء المهنيين ، خاصة إذا كانت لديهم خبرة في بيولوجيا الرئيسيات ، فهم يعملون في إدارة المجموعات وبرامج التربية الأسيرة للأنواع المهددة بالانقراض. يستخدم علم الطب الشرعي خبرة الأنثروبولوجيا الفيزيائية في التعرف على رفات الإنسان والحيوان ، والمساعدة في تحديد سبب الوفاة ، ولشهادة الخبراء في التجارب.


      شاهد الفيديو: Tissues, Part 1: Crash Course Au0026P #2 (يوليو 2022).


تعليقات:

  1. Al-Ahmar

    أوافق ، هذا الفكر ، بالمناسبة ، يسقط

  2. Zunos

    الإجابة الصحيحة

  3. Yogul

    فكرة حصرية))))



اكتب رسالة