Organizm ma wyraźny plan ciała, który ogranicza jego rozmiar i kształt. Plan ciała obejmuje symetrię, segmentację i rozmieszczenie kończyn. Prawie wszystkie zwierzęta mają ciała zbudowane ze zróżnicowanych tkanek, które z kolei tworzą narządy i układy narządów. Ciała zwierząt ewoluowały, aby wchodzić w interakcje ze środowiskiem w sposób, który poprawia przetrwanie i reprodukcję.
Plany ciała
Plany ciała zwierząt są zgodne z ustalonymi wzorcami związanymi z symetrią. Mogą mieć formę asymetryczną, promienistą lub dwustronną.
- Asymetryczny: mający nieproporcjonalny układ części; nie wykazujące wzoru, takie jak gąbka.
- Radial: forma symetrii, w której identyczne części są ułożone kołowo wokół centralnej osi. Ten samolot występuje głównie u zwierząt wodnych, zwłaszcza organizmów, które przyczepiają się do podstawy, takiej jak skała lub łódź, i pobierają pokarm z otaczającej wody, która opływa organizm, na przykład ukwiał morski.
- Dwustronny: mający równy układ części (symetria) wokół pionowej płaszczyzny biegnącej od głowy do ogona. Ten samolot jest przedstawiony na kozie.
Aby opisać struktury w ciele zwierzęcia, niezbędny jest system opisu położenia części ciała w stosunku do innych części.
Typowe terminy kierunkowe, które są używane do opisania położenia części ciała w stosunku do innych części ciała:
- Grzbiet – Bliżej grzbietu zwierzęcia
- Brzuszny - Bliżej brzucha zwierzęcia
- Czaszka lub przednia - Bliżej czaszki zwierzęcia
- Ogonowy lub tylny - Bliżej ogona zwierzęcia
- Proksymalny – Bliżej ciała
- Dystalny – dalej od ciała
- Przyśrodkowy – Bliżej linii środkowej
- Boczny – Dalej od linii środkowej
- Rostral - w kierunku kufy
- Dłoń - Powierzchnia chodu przedniej łapy
- Podeszwa – powierzchnia chodzenia tylnej łapy
Ograniczenia wielkości i kształtu zwierząt
Zwierzęta wodne mają zwykle cylindryczne ciała (kształt wrzecionowaty), które zmniejszają opór, umożliwiając im pływanie z dużymi prędkościami.
Zwierzęta lądowe mają zwykle kształty ciała przystosowane do radzenia sobie z grawitacją.
Egzoszkielety to twarde powłoki ochronne lub skorupy, które zapewniają również przyczepy dla mięśni.
Przed zrzuceniem lub linieniem istniejącego egzoszkieletu zwierzę musi najpierw wyprodukować nowy.
Egzoszkielet musi zwiększać grubość, gdy zwierzę staje się większe, co ogranicza rozmiar ciała.
Wielkość zwierzęcia z endoszkieletem zależy od ilości układu kostnego wymaganego do utrzymania ciała i mięśni potrzebnych do poruszania się.
Kluczowe terminy
- wrzecionowaty: w kształcie wrzeciona; zwężający się na każdym końcu
- egzoszkielet: twarda struktura zewnętrzna, która zapewnia zarówno struktury, jak i ochronę stworzeniom, takim jak owady, skorupiaki i nicienie
- apodeme: wrastanie egzoszkieletu stawonogów, służące jako miejsce mocowania mięśni
- endoszkielet: wewnętrzny szkielet zwierzęcia, który u kręgowców składa się z kości i chrząstki
Ograniczające skutki dyfuzji na wielkość i rozwój
Wymiana składników odżywczych i odpadów między komórką a jej środowiskiem wodnym odbywa się w procesie dyfuzji. Dyfuzja jest skuteczna na określoną odległość, więc jest bardziej wydajna w przypadku małych, jednokomórkowych mikroorganizmów. Jeśli komórka jest mikroorganizmem jednokomórkowym, takim jak ameba, może zaspokoić wszystkie swoje potrzeby w zakresie składników odżywczych i odpadów poprzez dyfuzję. Jeśli komórka jest zbyt duża, dyfuzja jest nieskuteczna w wykonywaniu wszystkich tych zadań. Centrum komórki nie otrzymuje odpowiedniej ilości składników odżywczych ani nie jest w stanie skutecznie usunąć jej odpadów.
Dyfuzja staje się mniej wydajna wraz ze spadkiem stosunku powierzchni do objętości, więc dyfuzja jest mniej skuteczna u większych zwierząt. Im większy rozmiar kuli, czyli zwierzęcia, tym mniejszą powierzchnię dyfuzyjną posiada.
Bioenergetyka zwierząt
Rozmiar ciała zwierzęcia, poziom aktywności i środowisko wpływają na sposób, w jaki wykorzystuje i pozyskuje energię.
- Zwierzę jest endotermiczne (stałocieplne), jeśli utrzymuje stosunkowo stałą temperaturę ciała, oszczędzając ciepło za pomocą izolacji.
- Zwierzę jest ektotermiczne, jeśli nie ma izolacji w celu zachowania ciepła i musi polegać na swoim otoczeniu w zakresie ciepła ciała.
- Szybkość metabolizmu to ilość energii wydatkowanej przez zwierzę w określonym czasie. Stawka jest mierzona w dżulach, kaloriach lub kilokaloriach (1000 kalorii). W endotermach określa się ją jako podstawową przemianę materii (BMR), natomiast w ektotermach jako standardową przemianę materii (SMR).
- Mniejsze zwierzęta endotermiczne mają wyższy BMR niż większe zwierzęta endotermiczne, ponieważ tracą ciepło szybciej i wymagają więcej energii do utrzymania stałej temperatury wewnętrznej.
- Bardziej aktywne zwierzęta mają wyższe BMR lub SMR i wymagają więcej energii, aby utrzymać swoją aktywność. Średnia dzienna stawka zużycia energii jest około 2-4 razy większa niż BMR lub SMR zwierzęcia. Ludzie prowadzą bardziej siedzący tryb życia niż większość zwierząt, a ich średnia dzienna stawka wynosi zaledwie 1,5 razy więcej niż BMR. Dieta zwierzęcia endotermicznego jest określana przez jego BMR.
- Długi okres bezczynności i spowolnienia metabolizmu (otrętwienie), który występuje w miesiącach zimowych, to hibernacja; estywacja to odrętwienie, które występuje w miesiącach letnich.
Wymagania energetyczne związane ze środowiskiem
Zwierzęta przystosowują się do ekstremalnych temperatur lub dostępności pożywienia poprzez apatię. Torpor to proces, który prowadzi do zmniejszenia aktywności i metabolizmu, co pozwala zwierzętom przetrwać niekorzystne warunki. Torpor może być używany przez zwierzęta przez długi czas. Na przykład zwierzęta mogą wejść w stan hibernacji w miesiącach zimowych, co umożliwia im utrzymanie obniżonej temperatury ciała.
Jeśli letarg występuje w miesiącach letnich z wysokimi temperaturami i małą ilością wody, nazywa się to estywacją. Niektóre zwierzęta pustynne szacują, że przetrwają najcięższe miesiące w roku. Torpor może występować codziennie; widać to u nietoperzy i kolibrów. Podczas gdy endotermia jest ograniczona u mniejszych zwierząt ze względu na stosunek powierzchni do objętości, niektóre organizmy mogą być mniejsze i nadal być endotermami, ponieważ stosują codzienne odrętwienie w najzimniejszej części dnia. To pozwala im oszczędzać energię w chłodniejszych porach dnia, kiedy zużywają więcej energii, aby utrzymać temperaturę ciała.
Płaszczyzny i jamy ciała zwierząt
Kręgowce można podzielić wzdłuż różnych płaszczyzn, aby odnieść się do lokalizacji określonych ubytków.
- Płaszczyzna strzałkowa dzieli ciało na część prawą i lewą; płaszczyzna środkowo-strzałkowa dzieli ciało dokładnie pośrodku.
- Płaszczyzna czołowa lub czołowa oddziela przód od tyłu.
- Płaszczyzna poprzeczna lub pozioma dzieli zwierzę na część górną i dolną; nazywa się to płaszczyzną ukośną, jeśli jest cięte pod kątem.
- Jama tylna (grzbietowa) jest ciągłą jamą, która obejmuje jamę czaszki (mózg) i jamę kręgosłupa (rdzeń kręgowy).
- Jama przednia (brzuszna) obejmuje jamę klatki piersiowej i jamę brzuszną.
- Jama klatki piersiowej dzieli się na jamę opłucnową (płuca) i jamę osierdziową (serce); jama brzuszno-miedniczna obejmuje jamę brzuszną (narządy trawienne) i jamę miednicy (narządy rozrodcze).
