Ein Organismus hat einen bestimmten Körperplan, der seine Größe und Form begrenzt. Ein Körperplan umfasst Symmetrie, Segmentierung und Anordnung der Gliedmaßen. Fast alle Tiere haben Körper aus differenzierten Geweben, die wiederum Organe und Organsysteme bilden. Tierkörper haben sich so entwickelt, dass sie mit ihrer Umgebung auf eine Weise interagieren, die das Überleben und die Fortpflanzung verbessert.
Körperpläne
Tierkörperpläne folgen festgelegten Mustern in Bezug auf Symmetrie. Sie können asymmetrisch, radial oder bilateral sein.
- Asymmetrisch: mit einer unverhältnismäßigen Anordnung von Teilen; ohne Muster, wie ein Schwamm.
- Radial: eine Form der Symmetrie, bei der identische Teile kreisförmig um eine Mittelachse angeordnet sind. Diese Ebene kommt hauptsächlich bei Wassertieren vor, insbesondere bei Organismen, die sich an einer Basis wie einem Felsen oder einem Boot festsetzen und ihre Nahrung aus dem umgebenden Wasser extrahieren, während es um den Organismus fließt, wie z. B. Seeanemonen.
- Bilateral: Gleichmäßige Anordnung der Teile (Symmetrie) um eine vertikale Ebene, die vom Kopf bis zum Schwanz verläuft. Dieses Flugzeug ist in einer Ziege dargestellt.
Um Strukturen im Körper eines Tieres zu beschreiben, ist es notwendig, ein System zum Beschreiben der Position von Körperteilen in Bezug auf andere Teile zu haben.
Gängige Richtungsbegriffe, die verwendet werden, um die Position von Körperteilen in Bezug auf andere Körperteile zu beschreiben:
- Dorsal – Näher am Rücken des Tieres
- Ventral – Näher am Bauch des Tieres
- Kranial oder anterior – Näher am Schädel des Tieres
- Caudal oder posterior – Näher am Schwanz des Tieres
- Proximal – Näher am Körper
- Distal – Weiter vom Körper entfernt
- Medial – Näher an der Mittellinie
- Seitlich – Weiter von der Mittellinie entfernt
- Rostral – In Richtung der Schnauze
- Palmar – Die Lauffläche der Vorderpfote
- Plantar – Die Lauffläche der Hinterpfote
Beschränkungen für Größe und Form der Tiere
Wassertiere neigen dazu, röhrenförmige Körper (fusiforme Form) zu haben, die den Luftwiderstand verringern und es ihnen ermöglichen, mit hohen Geschwindigkeiten zu schwimmen.
Landtiere neigen dazu, Körperformen zu haben, die an die Schwerkraft angepasst sind.
Exoskelette sind harte Schutzhüllen oder Hüllen, die auch Befestigungen für Muskeln bieten.
Bevor das vorhandene Exoskelett abgeworfen oder gehäutet wird, muss ein Tier zunächst ein neues produzieren.
Das Exoskelett muss dicker werden, wenn das Tier größer wird, was die Körpergröße begrenzt.
Die Größe eines Tieres mit einem Endoskelett wird durch die Menge an Skelettsystem bestimmt, die erforderlich ist, um den Körper und die Muskeln zu stützen, die es zur Bewegung benötigt.
Schlüsselbegriffe
- spindelförmig: spindelförmig; sich an jedem Ende verjüngend
- Exoskelett: eine harte äußere Struktur, die Kreaturen wie Insekten, Krebstieren und Nematoden sowohl Strukturen als auch Schutz bietet
- Apodem: ein Einwachsen des Arthropoden-Außenskeletts, das als Befestigungsstelle für Muskeln dient
- Endoskelett: das innere Skelett eines Tieres, das bei Wirbeltieren aus Knochen und Knorpel besteht
Begrenzende Auswirkungen der Diffusion auf Größe und Entwicklung
Der Austausch von Nähr- und Abfallstoffen zwischen einer Zelle und ihrer wässrigen Umgebung erfolgt durch Diffusion. Die Diffusion ist über eine bestimmte Entfernung wirksam, daher ist sie bei kleinen, einzelligen Mikroorganismen effizienter. Wenn eine Zelle ein einzelliger Mikroorganismus ist, wie beispielsweise eine Amöbe, kann sie ihren gesamten Nährstoff- und Abfallbedarf durch Diffusion decken. Wenn die Zelle zu groß ist, ist die Diffusion bei der Erfüllung all dieser Aufgaben unwirksam. Das Zentrum der Zelle erhält weder ausreichend Nährstoffe noch ist es in der Lage, seinen Abfall effektiv zu beseitigen.
Die Diffusion wird weniger effizient, wenn das Verhältnis von Oberfläche zu Volumen abnimmt, sodass die Diffusion bei größeren Tieren weniger effektiv ist. Je größer die Kugel oder das Tier ist, desto weniger Oberfläche besitzt sie für die Diffusion.
Tierische Bioenergetik
Die Körpergröße, das Aktivitätsniveau und die Umgebung eines Tieres beeinflussen die Art und Weise, wie es Energie nutzt und erhält.
- Ein Tier ist endotherm (warmblütig), wenn es eine relativ konstante Körpertemperatur aufrechterhält, indem es mit Hilfe einer Isolierung Wärme speichert.
- Ein Tier ist ektotherm, wenn es keine Isolierung hat, um Wärme zu sparen, und sich auf seine Umgebung für Körperwärme verlassen muss.
- Die Stoffwechselrate ist die Energiemenge, die ein Tier über eine bestimmte Zeit verbraucht. Die Rate wird in Joule, Kalorien oder Kilokalorien (1000 Kalorien) gemessen. Bei Endothermen wird er als Grundumsatz (BMR) bezeichnet, bei Ektothermen als Standardumsatz (SMR).
- Kleinere endotherme Tiere haben einen höheren BMR als größere endotherme Tiere, da sie Wärme schneller verlieren und mehr Energie benötigen, um eine konstante Innentemperatur aufrechtzuerhalten.
- Aktivere Tiere haben höhere BMRs oder SMRs und benötigen mehr Energie, um ihre Aktivität aufrechtzuerhalten. Der durchschnittliche tägliche Energieverbrauch beträgt etwa das 2- bis 4-fache des BMR oder SMR eines Tieres. Menschen sind sesshafter als die meisten Tiere und haben eine durchschnittliche Tagesrate von nur dem 1,5-fachen des BMR. Die Ernährung eines endothermen Tieres wird durch seinen BMR bestimmt.
- Eine lange Zeit der Inaktivität und des verminderten Stoffwechsels (Torpor), die in den Wintermonaten auftritt, ist Winterschlaf; Estivation ist Erstarrung, die in den Sommermonaten auftritt.
Umweltbezogener Energiebedarf
Tiere passen sich durch Erstarrung an extreme Temperaturen oder Nahrungsverfügbarkeit an. Torpor ist ein Prozess, der zu einer Abnahme der Aktivität und des Stoffwechsels führt, wodurch Tiere widrige Bedingungen überleben können. Torpor kann von Tieren über lange Zeiträume verwendet werden. Beispielsweise können Tiere während der Wintermonate in einen Winterschlafzustand übergehen, der es ihnen ermöglicht, eine reduzierte Körpertemperatur aufrechtzuerhalten.
Tritt in den Sommermonaten bei hohen Temperaturen und wenig Wasser Erstarrung auf, spricht man von Estivation. Einige Wüstentiere versuchen, die härtesten Monate des Jahres zu überstehen. Torpor kann täglich auftreten; Dies wird bei Fledermäusen und Kolibris beobachtet. Während die Endothermie bei kleineren Tieren durch das Verhältnis von Oberfläche zu Volumen begrenzt ist, können einige Organismen kleiner sein und dennoch Endothermen sein, da sie während des kältesten Teils des Tages täglich Erstarrung aufweisen. Dadurch können sie in den kälteren Stunden des Tages Energie sparen, wenn sie mehr Energie verbrauchen, um ihre Körpertemperatur aufrechtzuerhalten.
Tierkörperebenen und -höhlen
Wirbeltiere können entlang verschiedener Ebenen geteilt werden, um die Lage definierter Hohlräume zu referenzieren.
- Eine Sagittalebene teilt den Körper in rechte und linke Teile; eine midsagittale Ebene teilt den Körper genau in der Mitte.
- Eine frontale oder koronale Ebene trennt die Vorderseite von der Rückseite.
- Eine Quer- oder Horizontalebene teilt das Tier in obere und untere Teile; es wird eine schiefe Ebene genannt, wenn es in einem Winkel geschnitten wird.
- Die hintere (dorsale) Höhle ist eine durchgehende Höhle, die die Schädelhöhle (Gehirn) und die Wirbelsäulenhöhle (Rückenmark) umfasst.
- Die vordere (ventrale) Höhle umfasst die Brusthöhle und die Bauchhöhle.
- Die Brusthöhle ist in Pleurahöhle (Lunge) und Perikardhöhle (Herz) unterteilt; Die Bauch-Becken-Höhle umfasst die Bauchhöhle (Verdauungsorgane) und die Beckenhöhle (Fortpflanzungsorgane).
