У организма есть отчетливый план тела, который ограничивает его размер и форму. План тела включает в себя симметрию, сегментацию и расположение конечностей. Почти все животные имеют тела, состоящие из дифференцированных тканей, которые, в свою очередь, образуют органы и системы органов. Тела животных эволюционировали, чтобы взаимодействовать с окружающей средой таким образом, чтобы улучшить выживание и воспроизводство.
Планы тела
Планы тела животных следуют установленным шаблонам, связанным с симметрией. По форме они могут быть асимметричными, радиальными или двусторонними.
- Асимметричный: непропорциональное расположение деталей; без рисунка, например, губка.
- Радиальный: форма симметрии, при которой идентичные части расположены по кругу вокруг центральной оси. Этот план встречается в основном у водных животных, особенно у организмов, которые прикрепляются к основанию, например, к камню или лодке, и извлекают пищу из окружающей воды, когда она течет вокруг организма, например, морского анемона.
- Двусторонний: с равным расположением частей (симметрия) относительно вертикальной плоскости, идущей от головы до хвоста. Этот самолет изображен на козле.
Для описания структур в теле животного необходима система для описания положения частей тела по отношению к другим частям.
Общие термины направления, которые используются для описания положения частей тела по отношению к другим частям тела:
- Спинной - ближе к спине животного.
- Брюшной - ближе к животу животного.
- Черепной или передний - ближе к черепу животного.
- Хвостовой или задний - ближе к хвосту животного
- Проксимальный - ближе к телу
- Дистальный - дальше от тела
- Медиальный - ближе к средней линии
- Боковой - дальше от средней линии
- Ростраль - К морде
- Ладонная - прогулочная поверхность передней лапы.
- Подошвенный - шагающая поверхность задней лапы.
Ограничения по размеру и форме животных
Водные животные, как правило, имеют тела трубчатой формы (веретенообразной формы), которые уменьшают сопротивление, позволяя им плавать с высокой скоростью.
У наземных животных, как правило, формы тела адаптированы к гравитации.
Экзоскелеты - это твердые защитные оболочки или оболочки, которые также обеспечивают прикрепление мышц.
Прежде чем сбрасывать или линять существующий экзоскелет, животное должно сначала произвести новый.
Экзоскелет должен увеличиваться в толщине по мере того, как животное становится больше, что ограничивает размер тела.
Размер животного с эндоскелетом определяется количеством скелетной системы, необходимой для поддержки тела и мышц, которые ему необходимы для движения.
Основные условия
- веретенообразный: в форме веретена; сужающийся на каждом конце
- экзоскелет: жесткая внешняя структура, которая обеспечивает как структуру, так и защиту таким существам, как насекомые, ракообразные и нематоды.
- аподема: врастание экзоскелета членистоногих, служащее местом прикрепления мышц
- эндоскелет: внутренний скелет животного, который у позвоночных состоит из костей и хрящей.
Ограничивающие эффекты диффузии на размер и развитие
Обмен питательными веществами и отходами между клеткой и ее водной средой происходит в процессе диффузии. Диффузия эффективна на определенном расстоянии, поэтому она более эффективна для небольших одноклеточных микроорганизмов. Если клетка представляет собой одноклеточный микроорганизм, такой как амеба, она может удовлетворить все свои потребности в питательных веществах и отходах путем диффузии. Если ячейка слишком велика, то диффузия неэффективна для выполнения всех этих задач. Центр клетки не получает достаточного количества питательных веществ и не может эффективно избавляться от отходов.
Диффузия становится менее эффективной по мере уменьшения отношения поверхности к объему, поэтому диффузия менее эффективна у более крупных животных. Чем больше размер сферы или животного, тем меньше площадь поверхности для диффузии.
Биоэнергетика животных
Размер тела животного, уровень активности и окружающая среда влияют на то, как оно использует и получает энергию.
- Животное является эндотермическим (теплокровным), если оно поддерживает относительно постоянную температуру тела, сохраняя тепло с помощью теплоизоляции.
- Животное является экзотермическим, если оно не имеет теплоизоляции для сохранения тепла и должно полагаться на окружающую среду для получения тепла тела.
- Скорость метаболизма - это количество энергии, израсходованной животным за определенное время. Скорость измеряется в джоулях, калориях или килокалориях (1000 калорий). В эндотермах он описывается как базовая скорость метаболизма (BMR), а в эктотермах - как стандартная скорость метаболизма (SMR).
- Более мелкие эндотермические животные имеют более высокий BMR, чем более крупные эндотермические животные, потому что они теряют тепло быстрее и требуют больше энергии для поддержания постоянной внутренней температуры.
- Более активные животные имеют более высокие значения BMR или SMR и требуют больше энергии для поддержания своей активности. Средняя дневная норма потребления энергии примерно в 2-4 раза выше BMR или SMR животного. Люди ведут более малоподвижный образ жизни, чем большинство животных, и их средняя дневная норма всего в 1,5 раза превышает BMR. Рацион эндотермического животного определяется его BMR.
- Длительный период бездействия и снижения обмена веществ (оцепенения), возникающий в зимние месяцы, - это спячка; возбуждение - это оцепенение, возникающее в летние месяцы.
Энергетические требования, связанные с окружающей средой
Животные приспосабливаются к экстремальным температурам или доступности пищи через оцепенение. Торпор - это процесс, который приводит к снижению активности и метаболизма, что позволяет животным выжить в неблагоприятных условиях. Оцепенение может использоваться животными в течение длительного времени. Например, животные могут впадать в состояние спячки в зимние месяцы, что позволяет им поддерживать пониженную температуру тела.
Если в летние месяцы при высоких температурах и небольшом количестве воды наступает оцепенение, это называется эзимацией. Некоторые животные пустыни стремятся выжить в самые суровые месяцы года. Оцепенение может происходить ежедневно; это наблюдается у летучих мышей и колибри. В то время как эндотермия у более мелких животных ограничена соотношением поверхности к объему, некоторые организмы могут быть меньше по размеру и при этом оставаться эндотермными, поскольку они ежедневно находятся в оцепенении в наиболее холодную часть дня. Это позволяет им экономить энергию в более холодные периоды дня, когда они потребляют больше энергии для поддержания температуры тела.
Плоскости и полости тела животных
Позвоночных можно разделить по разным плоскостям, чтобы указать расположение определенных полостей.
- В сагиттальной плоскости тело делится на правую и левую части; мидсагиттальная плоскость делит тело ровно посередине.
- Фронтальная или венечная плоскость отделяет переднюю часть от задней.
- Поперечная или горизонтальная плоскость разделяет животное на верхнюю и нижнюю части; она называется косой плоскостью, если срезана под углом.
- Задняя (дорсальная) полость представляет собой непрерывную полость, которая включает полость черепа (головной мозг) и полость спинного мозга (спинной мозг).
- Передняя (вентральная) полость включает грудную полость и брюшную полость.
- Грудная полость делится на плевральную полость (легкие) и полость перикарда (сердце); брюшно-тазовая полость включает брюшную полость (органы пищеварения) и полость таза (репродуктивные органы).
