Організм має чіткий план тіла, який обмежує його розмір і форму. План тіла включає в себе симетрію, сегментацію та розташування кінцівок. Тіла майже всіх тварин складаються з диференційованих тканин, які, у свою чергу, утворюють органи та системи органів. Організми тварин еволюціонували, щоб взаємодіяти з навколишнім середовищем таким чином, щоб покращити виживання та розмноження.
Плани тіла
Плани тіла тварин відповідають встановленим шаблонам, пов’язаним із симетрією. За формою вони можуть бути асиметричними, радіальними або двосторонніми.
- Асиметричні: мають непропорційне розташування частин; без малюнка, наприклад, губка.
- Радіальна: форма симетрії, при якій ідентичні частини розташовані по колу навколо центральної осі. Ця площина зустрічається здебільшого у водних тварин, особливо організмів, які прикріплюються до основи, такої як скеля чи човен, і видобувають їжу з навколишньої води, коли вона обтікає організм, наприклад, морська анемона.
- Двосторонній: рівне розташування частин (симетрія) відносно вертикальної площини, що проходить від голови до хвоста. Цей літак зображений у вигляді козла.
Щоб описати структури в тілі тварини, необхідно мати систему опису положення частин тіла по відношенню до інших частин.
Загальні напрямкові терміни, які використовуються для опису положення частин тіла по відношенню до інших частин тіла:
- Спинний – ближче до спини тварини
- Вентральний – ближче до живота тварини
- Черепна або передня – ближче до черепа тварини
- Хвостовий або задній – ближче до хвоста тварини
- Проксимальний – ближче до тіла
- Дистальний – далі від тіла
- Медіальна – ближче до середньої лінії
- Латеральний – далі від середньої лінії
- Ростральний – у напрямку до морди
- Долоня – ходова поверхня передньої лапи
- Підошовна – ходова поверхня задньої лапи
Обмеження розмірів і форми тварин
Водні тварини, як правило, мають трубчасту форму (веретеноподібну форму), яка зменшує опір, що дозволяє їм плавати на високій швидкості.
Наземні тварини, як правило, мають форму тіла, пристосовану до дії сили тяжіння.
Екзоскелети - це тверді захисні оболонки або оболонки, які також забезпечують кріплення для м'язів.
Перш ніж скинути або линяти існуючий екзоскелет, тварина повинна спочатку створити новий.
Екзоскелет повинен збільшуватися в товщину, коли тварина стає більшою, що обмежує розмір тіла.
Розмір тварини з ендоскелетом визначається кількістю скелетної системи, необхідної для підтримки тіла та м’язів, необхідних для руху.
Ключові терміни
- веретеноподібний: має форму веретена; звужується на кожному кінці
- екзоскелет: тверда зовнішня структура, яка забезпечує як структури, так і захист таким істотам, як комахи, ракоподібні та нематоди
- аподема: вростання екзоскелета членистоногого, яке служить місцем прикріплення м’язів
- ендоскелет: внутрішній скелет тварини, який у хребетних складається з кісток і хрящів
Обмежувальні ефекти дифузії на розмір і розвиток
Обмін поживними речовинами та відходами між клітиною та її водним середовищем відбувається за допомогою процесу дифузії. Дифузія ефективна на певній відстані, тому вона більш ефективна для малих одноклітинних мікроорганізмів. Якщо клітина є одноклітинним мікроорганізмом, таким як амеба, вона може задовольнити всі свої потреби в поживних речовинах і відходах шляхом дифузії. Якщо клітина занадто велика, тоді дифузія неефективна для виконання всіх цих завдань. Центр клітини не отримує достатньо поживних речовин і не здатний ефективно розсіювати відходи.
Дифузія стає менш ефективною, оскільки співвідношення поверхні до об’єму зменшується, тому дифузія менш ефективна для великих тварин. Чим більший розмір кулі або тварини, тим меншою площею поверхні для дифузії вона володіє.
Біоенергетика тварин
Розмір тіла тварини, рівень активності та навколишнє середовище впливають на те, як вона використовує та отримує енергію.
- Тварина є ендотермною (теплокровною), якщо вона підтримує відносно постійну температуру тіла шляхом збереження тепла за допомогою ізоляції.
- Тварина є ектотермною, якщо вона не має ізоляції для збереження тепла і повинна покладатися на навколишнє середовище для отримання тепла тіла.
- Швидкість обміну речовин - це кількість енергії, яку витрачає тварина за певний час. Норма вимірюється в джоулях, калоріях або кілокалоріях (1000 калорій). У ендотермів це описується як базова швидкість метаболізму (BMR), тоді як у ектотермів як стандартна швидкість метаболізму (SMR).
- Менші ендотермні тварини мають вищий BMR, ніж великі ендотермні тварини, оскільки вони втрачають тепло швидше і потребують більше енергії для підтримки постійної внутрішньої температури.
- Більш активні тварини мають вищі BMR або SMR і потребують більше енергії для підтримки своєї активності. Середня добова норма споживання енергії приблизно в 2-4 рази перевищує BMR або SMR тварини. Люди більш малорухливі, ніж більшість тварин, і мають середню добову норму лише в 1,5 рази більшу за BMR. Дієта ендотермної тварини визначається її BMR.
- Тривалий період бездіяльності та зниження обміну речовин (заціпеніння), що відбувається в зимові місяці, є сплячкою; естивація - це заціпеніння, яке виникає в літні місяці.
Енергетичні вимоги, пов'язані з навколишнім середовищем
Тварини пристосовуються до екстремальних температур або наявності їжі через заціпеніння. Заціпеніння - це процес, який призводить до зниження активності та обміну речовин, що дозволяє тваринам виживати в несприятливих умовах. Заціпеніння може використовуватися тваринами протягом тривалого часу. Наприклад, тварини можуть впадати в сплячку протягом зимових місяців, що дозволяє їм підтримувати знижену температуру тіла.
Якщо заціпеніння виникає в літні місяці з високими температурами і малою кількістю води, це називається естивацією. Деякі тварини пустелі вважають, що виживають у найсуворіші місяці року. Заціпеніння може виникати щодня; це спостерігається у кажанів і колібрі. У той час як ендотермія обмежена у дрібних тварин співвідношенням поверхні до об’єму, деякі організми можуть бути меншими і залишатися ендотермними, оскільки вони використовують щоденне заціпеніння протягом найхолоднішої частини дня. Це дозволяє їм економити енергію в холодну пору дня, коли вони споживають більше енергії для підтримки температури свого тіла.
Площини та порожнини тіла тварин
Хребетних можна розділити вздовж різних площин, щоб посилатися на розташування визначених порожнин.
- Сагітальна площина ділить тіло на праву і ліву частини; середньосагітальна площина розділяє тіло точно посередині.
- Фронтальна або корональна площина відділяє передню частину від задньої.
- Поперечна або горизонтальна площина ділить тварину на верхню і нижню частини; вона називається косою площиною, якщо вона зрізана під кутом.
- Задня (спинна) порожнина — це безперервна порожнина, яка включає порожнину черепа (головний мозок) і порожнину хребта (спинний мозок).
- Передня (вентральна) порожнина включає грудну порожнину і черевну порожнину.
- Грудну порожнину поділяють на плевральну (легені) і перикардіальну (серце); черевно-тазова порожнина включає черевну порожнину (органи травлення) і тазову порожнину (органи розмноження).
