Een organisme heeft een duidelijk lichaamsplan dat zijn grootte en vorm beperkt. Een lichaamsplan omvat symmetrie, segmentatie en dispositie van ledematen. Bijna alle dieren hebben lichamen gemaakt van gedifferentieerde weefsels, die op hun beurt organen en orgaansystemen vormen. Dierlijke lichamen zijn geëvolueerd om te interageren met hun omgeving op manieren die overleving en reproductie verbeteren.
Lichaamsplannen
Dierlijke lichaamsplannen volgen vaste patronen met betrekking tot symmetrie. Ze kunnen asymmetrisch, radiaal of bilateraal van vorm zijn.
- Asymmetrisch: een onevenredige opstelling van onderdelen; zonder patroon, zoals een spons.
- Radiaal: een vorm van symmetrie waarbij identieke delen cirkelvormig rond een centrale as zijn gerangschikt. Dit vlak wordt meestal aangetroffen bij waterdieren, vooral organismen die zich hechten aan een basis, zoals een rots of een boot, en hun voedsel onttrekken aan het omringende water terwijl het rond het organisme stroomt, zoals zeeanemoon.
- Bilateraal: een gelijke rangschikking van delen (symmetrie) rond een verticaal vlak dat van kop tot staart loopt. Dit vliegtuig is afgebeeld in een geit.
Om structuren in het lichaam van een dier te beschrijven, is het nodig om een systeem te hebben voor het beschrijven van de positie van lichaamsdelen ten opzichte van andere delen.
Algemene directionele termen die worden gebruikt om de positie van lichaamsdelen ten opzichte van andere lichaamsdelen te beschrijven:
- Dorsaal - Dichter bij de achterkant van het dier
- Ventraal - Dichter bij de buik van het dier
- Craniaal of anterieur - Dichter bij de schedel van het dier
- Caudaal of posterior - Dichter bij de staart van het dier
- Proximaal - Dichter bij het lichaam
- Distaal – verder van het lichaam
- Mediaal - Dichter bij de middellijn
- Lateraal – verder van de middellijn
- Rostraal - Naar de snuit
- Palmar – Het loopvlak van de voorpoot
- Plantair - Het loopvlak van de achterpoot
Grenzen aan de grootte en vorm van dieren
Waterdieren hebben meestal buisvormige lichamen (spoelvormige vorm) die de weerstand verminderen, waardoor ze met hoge snelheden kunnen zwemmen.
Terrestrische dieren hebben meestal lichaamsvormen die zijn aangepast om met de zwaartekracht om te gaan.
Exoskeletten zijn harde beschermende bedekkingen of schalen die ook aanhechtingen bieden voor spieren.
Alvorens het bestaande exoskelet af te werpen of te vervellen, moet een dier eerst een nieuw exemplaar produceren.
Het exoskelet moet dikker worden naarmate het dier groter wordt, wat de lichaamsgrootte beperkt.
De grootte van een dier met een endoskelet wordt bepaald door de hoeveelheid skelet die nodig is om het lichaam en de spieren te ondersteunen die het nodig heeft om te bewegen.
Sleutelbegrippen
- spoelvormig: in de vorm van een spil; taps toelopend aan elk uiteinde
- exoskelet: een harde buitenstructuur die zowel structuren als bescherming biedt aan wezens zoals insecten, schaaldieren en nematoden
- apodeme: een ingroei van het exoskelet van de geleedpotige, dat dient als aanhechtingsplaats voor spieren
- endoskelet: het interne skelet van een dier, dat bij gewervelde dieren bestaat uit bot en kraakbeen
Beperkende effecten van diffusie op grootte en ontwikkeling
De uitwisseling van voedingsstoffen en afvalstoffen tussen een cel en zijn waterige omgeving vindt plaats door middel van diffusie. Diffusie is effectief over een bepaalde afstand, dus het is efficiënter in kleine, eencellige micro-organismen. Als een cel een eencellig micro-organisme is, zoals een amoebe, kan het door diffusie aan al zijn nutriënten- en afvalbehoeften voldoen. Als de cel te groot is, is diffusie niet effectief bij het voltooien van al deze taken. Het centrum van de cel ontvangt niet voldoende voedingsstoffen en is ook niet in staat om zijn afvalstoffen effectief af te voeren.
Diffusie wordt minder efficiënt naarmate de oppervlakte-tot-volumeverhouding afneemt, dus diffusie is minder effectief bij grotere dieren. Hoe groter de afmeting van de bol of het dier, hoe minder diffusieoppervlak het bezit.
Dierlijke bio-energetica
De lichaamsgrootte, het activiteitenniveau en de omgeving van een dier hebben invloed op de manier waarop het energie gebruikt en verkrijgt.
- Een dier is endotherm (warmbloedig) als het een relatief constante lichaamstemperatuur handhaaft door warmte vast te houden met behulp van isolatie.
- Een dier is ectotherm als het geen isolatie heeft om warmte vast te houden en voor lichaamswarmte op zijn omgeving moet vertrouwen.
- Metabolische snelheid is de hoeveelheid energie die een dier gedurende een bepaalde tijd verbruikt. De snelheid wordt gemeten in joules, calorieën of kilocalorieën (1000 calorieën). In endothermen wordt het beschreven als de basale stofwisseling (BMR), terwijl in ectothermen als de standaard stofwisseling (SMR).
- Kleinere endotherme dieren hebben een hogere BMR dan grotere endotherme dieren omdat ze sneller warmte verliezen en meer energie nodig hebben om een constante interne temperatuur te behouden.
- Actievere dieren hebben hogere BMR's of SMR's en hebben meer energie nodig om hun activiteit te behouden. Het gemiddelde dagelijkse energieverbruik is ongeveer 2-4 keer de BMR of SMR van een dier. Mensen zijn meer sedentair dan de meeste dieren en hebben een gemiddeld dagtarief van slechts 1,5 keer de BMR. Het dieet van een endotherm dier wordt bepaald door zijn BMR.
- Een lange periode van inactiviteit en verminderde stofwisseling (torpor) die optreedt in de wintermaanden is winterslaap; estivation is verdoving die optreedt in de zomermaanden.
Energie-eisen met betrekking tot het milieu
Dieren passen zich door middel van verdoving aan aan extreme temperaturen of voedselbeschikbaarheid. Torpor is een proces dat leidt tot een afname van de activiteit en het metabolisme waardoor dieren ongunstige omstandigheden kunnen overleven. Torpor kan langdurig door dieren worden gebruikt. Dieren kunnen bijvoorbeeld tijdens de wintermaanden in een staat van winterslaap gaan, waardoor ze een lagere lichaamstemperatuur kunnen handhaven.
Als verdoving optreedt tijdens de zomermaanden met hoge temperaturen en weinig water, wordt dit estivatie genoemd. Sommige woestijndieren proberen de zwaarste maanden van het jaar te overleven. Torpor kan dagelijks voorkomen; dit wordt gezien bij vleermuizen en kolibries. Hoewel endothermie bij kleinere dieren beperkt is door de oppervlakte-tot-volumeverhouding, kunnen sommige organismen kleiner zijn en toch endothermen zijn omdat ze dagelijkse verdoving gebruiken tijdens het deel van de dag dat het koudst is. Hierdoor kunnen ze energie besparen tijdens de koudere delen van de dag, wanneer ze meer energie verbruiken om hun lichaamstemperatuur op peil te houden.
Dierlijke lichaamsvlakken en holtes
Gewervelde dieren kunnen langs verschillende vlakken worden verdeeld om te verwijzen naar de locaties van gedefinieerde holtes.
- Een sagittaal vlak verdeelt het lichaam in rechter- en linkergedeelten; een sagittaal middenvlak verdeelt het lichaam precies in het midden.
- Een frontaal of coronaal vlak scheidt de voorkant van de achterkant.
- Een dwars- of horizontaal vlak verdeelt het dier in bovenste en onderste delen; het wordt een schuin vlak genoemd als het onder een hoek wordt gesneden.
- De achterste (dorsale) holte is een doorlopende holte die de schedelholte (hersenen) en de ruggengraatholte (ruggenmerg) omvat.
- De voorste (ventrale) holte omvat de borstholte en de buikholte.
- De borstholte is verdeeld in de pleuraholte (longen) en pericardiale holte (hart); de buikbekkenholte omvat de buikholte (spijsverteringsorganen) en de bekkenholte (voortplantingsorganen).
