En organism har en distinkt kroppsplan som begränsar dess storlek och form. En kroppsplan omfattar symmetri, segmentering och lemdisposition. Nästan alla djur har kroppar gjorda av differentierade vävnader, som i sin tur bildar organ och organsystem. Djurkroppar har utvecklats för att interagera med sina miljöer på ett sätt som förbättrar överlevnad och reproduktion.
Kroppsplaner
Djurkroppsplaner följer fastställda mönster relaterade till symmetri. De kan vara asymmetriska, radiella eller bilaterala.
- Asymmetrisk: har ett oproportionerligt arrangemang av delar; uppvisar inget mönster, såsom en svamp.
- Radiell: en form av symmetri där identiska delar är arrangerade på ett cirkulärt sätt runt en central axel. Detta plan finns mest i vattenlevande djur, särskilt organismer som fäster sig på en bas, såsom en sten eller en båt, och utvinner sin föda från det omgivande vattnet när det strömmar runt organismen, såsom havsanemon.
- Bilateral: ha ett lika arrangemang av delar (symmetri) kring ett vertikalt plan som löper från huvud till svans. Detta plan illustreras i en get.
För att beskriva strukturer i ett djurs kropp är det nödvändigt att ha ett system för att beskriva kroppsdelars position i förhållande till andra delar.
Vanliga riktningsbegrepp som används för att beskriva kroppsdelars position i förhållande till andra kroppsdelar:
- Rygg – Närmare ryggen på djuret
- Ventral – Närmare djurets mage
- Kranial eller främre - Närmare skallen på djuret
- Caudal eller posterior – Närmare svansen på djuret
- Proximal – Närmare kroppen
- Distalt – Längre från kroppen
- Medial – Närmare mittlinjen
- Lateral – Längre från mittlinjen
- Rostral – Mot nospartiet
- Palmar – Framtassens gångyta
- Plantar – Baktassens gångyta
Begränsningar för djurens storlek och form
Vattendjur tenderar att ha rörformade kroppar (fusiform) som minskar motståndet, vilket gör att de kan simma i höga hastigheter.
Landlevande djur tenderar att ha kroppsformer som är anpassade för att hantera gravitationen.
Exoskelett är hårda skyddsöverdrag eller skal som också ger fästen för muskler.
Innan det befintliga exoskelettet fälls eller smälts måste ett djur först producera ett nytt.
Exoskelettet måste öka i tjocklek när djuret blir större, vilket begränsar kroppsstorleken.
Storleken på ett djur med endoskelett bestäms av mängden skelettsystem som krävs för att stödja kroppen och musklerna det behöver för att röra sig.
Nyckelbegrepp
- fusiform: formad som en spindel; avsmalnande i varje ände
- exoskelett: en hård yttre struktur som ger både strukturer och skydd åt varelser som insekter, kräftdjur och nematoder
- apodeme: en inväxt av leddjurets exoskelett, som fungerar som ett fäste för muskler
- endoskelett: det inre skelettet hos ett djur, som hos ryggradsdjur består av ben och brosk
Begränsande effekter av diffusion på storlek och utveckling
Utbytet av näringsämnen och avfall mellan en cell och dess vattenhaltiga miljö sker genom diffusionsprocessen. Diffusion är effektiv över ett specifikt avstånd, så det är mer effektivt i små encelliga mikroorganismer. Om en cell är en encellig mikroorganism, såsom en amöba, kan den tillfredsställa alla sina närings- och avfallsbehov genom diffusion. Om cellen är för stor är diffusion ineffektiv för att slutföra alla dessa uppgifter. Cellens centrum får inte tillräckligt med näringsämnen och kan inte effektivt skingra sitt avfall.
Diffusion blir mindre effektiv när förhållandet mellan yta och volym minskar, så diffusion är mindre effektiv i större djur. Ju större storleken på sfären eller djuret är, desto mindre yta för diffusion har den.
Djurens bioenergi
Ett djurs kroppsstorlek, aktivitetsnivå och miljö påverkar hur det använder och får energi.
- Ett djur är endotermt (varmblodigt) om det håller en relativt konstant kroppstemperatur genom att spara värme med hjälp av isolering.
- Ett djur är ektotermiskt om det inte har isolering för att spara värme och måste förlita sig på sin miljö för kroppsvärme.
- Metabolisk hastighet är mängden energi som ett djur förbrukar under en viss tid. Hastigheten mäts i joule, kalorier eller kilokalorier (1000 kalorier). I endotermer beskrivs det som den basala metaboliska hastigheten (BMR), medan den i ektotermer som standardmetabolisk hastighet (SMR).
- Mindre endotermiska djur har en högre BMR än större endotermiska djur eftersom de förlorar värme i snabbare takt och kräver mer energi för att hålla en konstant inre temperatur.
- Mer aktiva djur har högre BMR eller SMR och kräver mer energi för att upprätthålla sin aktivitet. Den genomsnittliga dagliga energiförbrukningen är cirka 2-4 gånger ett djurs BMR eller SMR. Människor är mer stillasittande än de flesta djur och har en genomsnittlig daglig hastighet på endast 1,5 gånger BMR. Kosten för ett endotermiskt djur bestäms av dess BMR.
- En lång period av inaktivitet och minskad ämnesomsättning (torpor) som inträffar under vintermånaderna är viloläge; estivation är torpor som inträffar under sommarmånaderna.
Energikrav relaterade till miljön
Djur anpassar sig till extrema temperaturer eller mattillgänglighet genom torpor. Torpor är en process som leder till en minskning av aktivitet och metabolism som gör att djur kan överleva ogynnsamma förhållanden. Torpor kan användas av djur under långa perioder. Djur kan till exempel gå in i ett tillstånd av viloläge under vintermånaderna som gör att de kan bibehålla sänkt kroppstemperatur.
Om torpor uppstår under sommarmånaderna med höga temperaturer och lite vatten kallas det estivation. Vissa ökendjur överlever de tuffaste månaderna på året. Torpor kan inträffa dagligen; detta ses hos fladdermöss och kolibrier. Medan endotermi är begränsad hos mindre djur av förhållandet mellan yta och volym, kan vissa organismer vara mindre och fortfarande vara endotermer eftersom de använder daglig torpor under den del av dagen som är kallast. Detta gör att de kan spara energi under de kallare delarna av dagen när de förbrukar mer energi för att behålla sin kroppstemperatur.
Djurens kroppsplan och hålrum
Ryggradsdjur kan delas upp längs olika plan för att referera till placeringen av definierade håligheter.
- Ett sagittalt plan delar upp kroppen i höger och vänster delar; ett midsagittalt plan delar kroppen exakt på mitten.
- Ett frontalt eller koronalt plan skiljer framsidan från baksidan.
- Ett tvärgående eller horisontellt plan delar djuret i övre och nedre delar; det kallas ett snett plan om det skärs i vinkel.
- Den bakre (dorsal) kaviteten är en kontinuerlig kavitet som inkluderar kranialhålan (hjärnan) och ryggmärgen (ryggmärgen).
- Den främre (ventrala) kaviteten inkluderar brösthålan och bukhålan.
- Brösthålan är uppdelad i pleurahålan (lungor) och perikardhålan (hjärta); bukhålan omfattar bukhålan (matsmältningsorgan) och bäckenhålan (fortplantningsorgan).
