Информация

Как животните поддържат формата на тялото си след развитието до зрялост?

Как животните поддържат формата на тялото си след развитието до зрялост?


We are searching data for your request:

Forums and discussions:
Manuals and reference books:
Data from registers:
Wait the end of the search in all databases.
Upon completion, a link will appear to access the found materials.

Наскоро прочетох книга за еволюционно-развиваща се биология за лаици и тя описва как плодът прогресивно се разделя на по-рафинирани зони на генетична активност. Тези зони, нещо като GPS координати, определят кои гени ще бъдат активирани по кое време и на кое място.

Това, което ме интересува е - след развитието до зрялост, какво определя как животните поддържат формата на тялото си? Дали това е същата "GPS" система, която определя границите на един организъм? Или нещо друго в специализираните клетки им казва да растат в определени посоки и да избягват други?

За да изясня въпроса с пример - да вземем кръвоносните съдове - какво пречи на лигавицата на кръвоносните съдове да расте вечно във всички посоки, заемайки цялото налично пространство на вътрешната кухина?


Обикновено клетките не се размножават без "команда". "Зоните на генетична активност", които споменахте, се определят от градиенти на морфогенни молекули (и клетъчни взаимодействия). При възрастния организъм първоначалната "карта" на концентрациите на тези молекули вече е реализирана и моделът, който са дефинирали преди, вече не присъства.

Друга тясно свързана идея е, че повечето клетки в зрелите тъкани не са в състояние да пролиферират, тъй като вече са преминали през процеса на диференциация. За разлика от тях, стволовите клетки запазват способността си да се възпроизвеждат. [Все още има някои начини за дедиференциране на някои видове клетки, т.е. за получаване на индуцирани стволови клетки in vitro.] Така ембриите са съставени от ембрионални стволови клетки, докато възрастните организми имат няколко ограничени групи от стволови клетки (например в хематопоетични органи, където се произвеждат нови кръвни клетки.)


Жизнени цикли

Жизненият цикъл описва поредицата от етапи, през които преминава отделният организъм между момента, в който е заченат, до момента, в който произвежда собствено потомство. Тази серия от етапи се нарича жизнен цикъл, тъй като потомството преминава през същата серия, преди да произведе собствено потомство. Следователно жизненият цикъл се повтаря всяко поколение. Основните етапи на жизнения цикъл на всички организми включват предрепродуктивен (или ювенилен) етап, в който индивидите растат и узряват, и репродуктивен (или възрастен) етап, в който индивидите произвеждат потомство. Въпреки това, видовете се различават изключително много в конкретните аспекти на собствените си уникални жизнени цикли.

Разликите между видовете в основния жизнен цикъл често отразяват адаптациите за оцеляване и производство на потомство при различни екологични условия. Например, някои растителни видове живеят в местообитания, в които могат да растат, узряват и се размножават в рамките на един вегетационен период. В по-малко плодородни местообитания обаче растенията може да не растат достатъчно, за да завършат успешно своя жизнен цикъл за една година. Следователно растителните видове в тези местообитания могат да имат жизнен цикъл с по-дълги предрепродуктивни етапи. Освен че се влияят от условията на околната среда, жизнените цикли се влияят и от моделите на разпределение на енергия. Енергията, която се използва за растеж или метаболизъм не може да се използва и за производство на потомство. Следователно, адаптациите, които увеличават оцеляването или репродуктивния успех в един етап от жизнения цикъл, могат да намалят оцеляването или репродуктивния успех в други етапи. Тази ситуация се нарича компромис.

Един пример за такъв компромис е свързан с продължителността на репродуктивния етап. Някои организми, включително хора и многогодишни растения, имат дълги репродуктивни етапи и могат да се възпроизвеждат много пъти през този етап. Твърди се, че тези видове организми имат итеропарозни (повтарящи се раждания) жизнени цикли. За разлика от тях, сьомгата и едногодишните растения са примери за видове със семеродни (еднородни) жизнени цикли. В този тип жизнен цикъл индивидите се възпроизвеждат само веднъж и след това умират. Интуитивно може да се очаква от итеропарусните организми да произведат повече потомство от семеродящите видове. Поради компромис в разпределението на енергията, обаче, семеродящите видове могат в някои случаи да бъдат по-успешни в производството на потомство от итеропарусните видове, въпреки факта, че се възпроизвеждат само веднъж. Тъй като семеродните видове не оцеляват след размножаване, те могат да разпределят цялата налична енергия за производство на потомство. При определени условия на околната среда това допълнително разпределение на енергия може да доведе до по-голям брой потомци, отколкото итеропарусен вид, който трябва да запази достатъчно енергия, за да оцеле.


Функция на метаморфозата

Учените остават несигурни защо еволюира метаморфозата. За днешните животни целта му е очевидна: ако не се случи метаморфоза, поповите лъжички не биха могли да се превърнат в жаби, а ларвите не биха могли да станат пълноценни възрастни, способни да се размножават. Без репродуктивно зрели членове, тези видове бързо биха изчезнали.

Но защо тези видове биха се развили, за да се нуждаят от тази допълнителна стъпка на първо място? Защо просто да не излюпите напълно пораснали пеперуди или жаби от яйца?

Поне някои метаморфизиращи се видове не са започнали по този начин: най-ранните насекоми основно се излюпват като възрастни възрастни. Но преди няколкостотин милиона години някои видове се натъкнаха на трика на метаморфозата. Очевидно беше изключително успешен, смята се, че почти две трети от живите днес видове използват метаморфоза, за да постигнат големи промени между техните възрастни и млади форми.

Ползата от метаморфозата може да се крие в способността й да намалява конкуренцията. Предметаморфните животни обикновено консумират напълно различни ресурси от техните възрастни форми. Поповите лъжички живеят във вода, ядат водорасли и растения. Жабите живеят на сушата, дишат въздух и ядат насекоми. Гъсениците ядат листа, пеперудите живеят от нектар. И т.н.

Това ефективно предотвратява по-възрастните представители на вида да се конкурират с по-младите. Това може да накара повече представители на вида да достигнат успешно полова зрялост, без риск да бъдат изпреварени от по-възрастните представители на техния вид.


Генериране на енергия

Топлокръвните животни изискват много енергия, за да поддържат постоянна телесна температура. Бозайниците и птиците изискват много повече храна и енергия, отколкото хладнокръвните животни със същото тегло. Това е така, защото при топлокръвните животни топлината, която губят, е пропорционална на повърхността на телата им, докато топлината, която произвеждат, е пропорционална на тяхната маса. Това означава, че по-големите топлокръвни животни могат да генерират повече топлина, отколкото губят, и могат по-лесно да поддържат стабилна телесна температура. По-малките топлокръвни животни губят топлина по-бързо. Така че е по-лесно да останете топло, като сте по-големи. В противен случай топлокръвните животни не могат да бъдат твърде малки, те ще губят топлина по-бързо, отколкото могат да я произведат.

Тази енергия, произведена от топлокръвни животни, идва предимно от храна. Храната представлява съхранена химическа енергия (потенциална енергия), която се превръща в други форми на енергия в тялото, когато храната се метаболизира. Метаболизмът се отнася до всички химични реакции на тялото.

Метаболизмът на храната в тялото често се нарича вътрешно горене, тъй като се генерират същите странични продукти като при типична реакция на горене - въглероден диоксид и вода. И подобно на реакциите на горене, метаболитните реакции са склонни да бъдат екзотермични, произвеждащи топлина.

За топлокръвно животно храната не е просто лукс – това е въпрос на живот и смърт. Ако храната не е налична за енергия, мазнините в тялото се изгарят. След като мастните резерви се изразходват, смъртта е неизбежна, ако не се намери източник на храна. Колкото по-малко е топлокръвното животно, толкова повече трябва да яде — спрямо размера на тялото си — за да поддържа вътрешната си пещ нагорещена. Ето защо повечето пойни птици летят на юг за зимата.

От друга страна, студенокръвните животни изискват по-малко енергия, за да оцелеят, отколкото топлокръвните, тъй като голяма част от енергията, която задвижва метаболизма им, идва от заобикалящата ги среда. Обичайно е да видите костенурки да се припичат на слънце върху камъни и трупи. Те не се опитват да получат слънчев тен, а по-скоро ускоряват метаболизма си. Слънцето им дава енергия. Мускулната активност при хладнокръвните животни зависи от химичните реакции, които протичат бързо, когато е горещо, и бавно, когато е студено (защото реагиращите молекули се движат по-бързо при повишаване на температурата).

Някои влечуги, като питона, могат да издържат една година без да ядат, защото не използват храна за производство на телесна топлина. И ако лежат неподвижно, използват малко енергия, така че могат да си позволят да ядат малко.

Студенокръвните животни имат недостатък в сравнение с топлокръвните животни: има определена температура, под която техният метаболизъм просто няма да работи. Причината е, че всички химични реакции се забавят с понижаване на температурата, така че при ниски температури всички химични реакции в организма се забавят.

Може да забележите, че малко хладнокръвни животни са активни през зимата и колкото по-на север отивате, толкова по-редки стават. Обратно, топлокръвните животни присъстват в по-голямо разнообразие от среди и за по-дълга част от годината, отколкото студенокръвните животни.


Поведение

Различните видове саламандри имат различни поведенчески характеристики. Тук изброяваме общите поведенчески модели на тези земноводни.

  • Те са нощни по природа.
  • Тези земноводни се срещат напълно водни, както и сухоземни, в зависимост от вида им.
  • Наземните стават водни временно или постоянно през размножителния период.
  • Те са приятелски настроени към хората по природа, освен ако не се обработват твърде много, въпреки че избягват населени места.
  • Тези земноводни са полигамни в брачното си поведение.
  • Те не убиват плячката си, а я ловуват и директно я ядат.
  • Той сам ампутира опашките си, ако бъде хванат от други същества.

Съвременни културни връзки

Основните теми на биологията на развитието са тясно свързани с политическите и научни противоречия около използването на стволови клетки, които имат потенциала да се превърнат в много или дори всички видове възрастни клетки, обещавайки, че някой ден учените може да успеят да регенерират увредените клетки. тъкани и органи. Тъй като ембрионът непрекъснато претърпява подобни промени, той съдържа много повече стволови клетки, отколкото възрастните, особено тези, които могат да се променят в повече видове клетки. Много учени и лекари разглеждат изследванията на стволовите клетки като обещаваща област с потенциал да предложи лекарства за болести, които в момента не подлежат на лечение. Противоречието се крие в използването на човешки ембриони, които се унищожават в процеса. Това е може би най-непреодолимият проблем в биологията на развитието днес: да се намери начин за контрол и използване на стволови клетки за медицински лечения.

Гилбърт, Скот Ф. Биология на развитието. 2-ро изд. Съндърланд, Масачузетс: Sinauer Associates, 1988.


Хермафродитизмът се среща при животни, при които един индивид има както мъжка, така и женска репродуктивна система. Безгръбначни като земни червеи, охлюви, тении и охлюви (Фигура 13.5) често са хермафродити. Хермафродитите могат да се самооплождат, но обикновено те се чифтосват с друг от техния вид, оплождат се един друг и и двамата произвеждат потомство. Самооплождането е по-често при животни, които имат ограничена подвижност или не са подвижни, като раковини и миди. Много видове имат специфични механизми за предотвратяване на самооплождането, тъй като това е екстремна форма на инбридинг и обикновено произвежда по-малко годни потомци.

Фигура 13.5 Много (а) охлюви са хермафродити. Когато две индивиди (b) се чифтосват, те могат да произведат до 100 яйца всеки. (кредит а: промяна на произведението от Асаф Щилман кредит б: модификация на работа от “Schristia”/Flickr)


Хормонален контрол

Растежният хормон е от съществено значение за нормалния растеж и развитие. Той се регулира от два хормона, освободени от мозъка (в хипоталамуса), които причиняват ежедневни пикове на GH в кръвта. Пиковете са най-тясно свързани с цикъла на съня, големи пикове се появяват веднага след лягане и точно преди събуждане. Тъй като растежният хормон е свързан не само с растежа и диференциацията, но и с поддържането и възстановяването на тъканите, има смисъл пикът на активността на GH да настъпи по време на неактивния период. Всъщност хипоталамичният хормон, който предизвиква освобождаването на GH (GH-освобождаващ хормон), е индуктор на съня. Някои изследователи предполагат, че изчезването на дълбокия сън с напредването на възрастта и свързаното с това намаляване на освобождаването на GH може да допринесе за физическия спад, който хората изпитват в напреднала възраст.

GH представлява около една половина от общото съдържание на хормони в предна хипофизната жлеза. GH стимулира усвояването на аминокиселини и протеин синтезът, необходим за развитието на скелетните мускули, стимулира разграждането на мазнините за оползотворяване на енергия от клетките на тялото, стимулира образуването и поддържането на епифизарната плоча в костта и насърчава удължаването на дългите кости чрез стимулиране на остеобластното клетъчно отлагане на костта и стимулира черния дроб, за да произвежда стимулиращи растежа протеини, наречени инсулиноподобни растежни фактори (IGF), които след това влияят върху клетъчния метаболизъм на всички клетки в тялото.


Как животните поддържат формата на тялото си след развитието до зрялост? - Биология

ЧАСТ V. ПРОИЗХОД И КЛАСИФИКАЦИЯ НА ЖИВОТА

23. Животинското царство

23.14. Адаптации към земния живот

Има изкопаеми доказателства за сухоземни растения и гъби преди около 480 милиона години, през периода на Ордовик, а съдовите растения са били добре установени на сушата по времето, когато сухоземните животни се появяват във вкаменелостите преди около 420 милиона години. Така растенията и гъбите служат като източник на храна и подслон за животните.

Всички животни, които живеят на сушата, трябва да преодолеят някои общи проблеми. Сухопътните животни трябва да имат:

1. влажна мембрана, която позволява адекватен газообмен между атмосферата и организма,

2. средство за поддържане и придвижване, подходящо за пътуване по суша,

3. методи за опазване на вътрешната вода,

4. средство за размножаване и ранно ембрионално развитие, при което не се изискват големи количества вода, и

5. методи за оцеляване при бързите и екстремни климатични промени, които характеризират много сухоземни местообитания.

Когато първите сухоземни животни се развиха, имаше много незапълнени ниши, поради което се появи много адаптивно излъчване, което доведе до голям брой различни животински видове. От всички видове животни в океана, само няколко са направили прехода от океана към изключително променливата среда, намираща се на сушата. Анелидите (земни червеи и пиявици) и мекотелите (земни охлюви) имат сухоземни видове, но са ограничени до влажни местообитания. Много от членестоноги (стоножки, стоножки, скорпиони, паяци, акари, кърлежи и насекоми) и гръбначни животни (влечуги, птици и бозайници) са се приспособили към голямо разнообразие от по-сухи сухоземни местообитания.

Има пет вида сухоземни членестоноги: ракообразни, многоножки, стоножки, паякообразни (акари, кърлежи, паяци, скорпиони) и насекоми. Малкото сухоземни ракообразни обикновено са ограничени във влажна среда. Първите сухоземни животни са били многоножките, които са известни от вкаменелостите от преди над 400 милиона години. Нелетящите насекоми също са ранни земни организми. Екзоскелетът на морските членестоноги е важен, за да позволи на някои от техните потомци да се адаптират към сушата. Той осигурява необходимата опора в по-малко плаващия въздух и служи като повърхност за закрепване на мускулите, която позволява бързо движение. Екзоскелетът на повечето сухоземни членестоноги има водоустойчиво, восъчно покритие, което намалява загубата на вода.

Земните членестоноги имат вътрешна дихателна система, която предотвратява загубата на вода от дихателната им повърхност. Те имат трахеална система от тънкостенни тръби, простиращи се във всички области на тялото, като по този начин осигуряват голяма повърхност за обмен на газ (фигура 23.31a). Тези тръби имат малки отвори отвън, които намаляват количеството вода, загубена в околната среда. Друг важен метод за запазване на водата при насекоми и паяци е наличието на малпигиеви тубули, тънкостенни тръби, които обграждат червата и реабсорбират водата от азотните отпадъци преди екскрецията им (фигура 23.31b).

ФИГУРА 23.31. Системи за дишане и отстраняване на насекоми

(а) Спиракулите са отвори в екзоскелета на насекоми и други сухоземни членестоноги. Тези отвори се свързват с поредица от тръби (трахеи), които позволяват транспортирането на газове в тялото на насекомото. (b) Малпигиевите тубули се използват за елиминиране на отпадъчни материали и реабсорбция на вода в тялото на членестоноги. И двете системи са средства за запазване на телесната вода.

Вътрешното оплождане е типично за сухоземните членестоноги. Тя включва копулация, при която пенисът се използва за вкарване на спермата в репродуктивния тракт на женската (насекоми, многоножки) или производството на специални торбички, съдържащи сперма (сперматофори), които се улавят от женската (паяци, стоножки) . Това е важно, защото както спермата, така и яйцеклетката са защитени от изсушаване.

Земните членестоноги са развили редица характеристики, които гарантират оцеляването им при враждебни условия на околната среда. Много от тях търсят защитени места и стават неактивни по време на периоди на студ или суша. Често това включва промени във физиологията, които предпазват от замръзване или предотвратяват загубата на вода. Освен това бързата им репродуктивна скорост може да замени големия брой умиращи. По-голямата част от популацията може да бъде загубена поради неподходяща промяна в околната среда, но когато се върнат благоприятните условия, останалите индивиди могат бързо да се увеличат. Много от тях имат сложни жизнени цикли, които включват стадии на ларвите, които заемат различни ниши от възрастните. Например, пеперудите имат ларвни стадии, които се хранят с листата на растенията и растат бързо. Възрастните се хранят с нектара от цветя и участват основно в половото размножаване, което включва чифтосване и снасяне на яйца върху подходящи растения гостоприемници (фигура 23.32).

ФИГУРА 23.32. Историята на живота на пеперудата монарх

Възрастната женска снася яйца върху растение от млечна плесна. Оплоденото яйце се излюпва в стадия на ларва, известен като гъсеница, която се храни с листата на растението млечник. Гъсеницата расте и в крайна сметка се метаморфизира в какавида. След като излязат от какавидата, крилата на възрастните се разширяват до пълния си размер. Възрастните се хранят с нектара от цветя. След чифтосване женската снася яйца и жизненият цикъл започва отначало.

Земните членестоноги заемат невероятно разнообразие от ниши. Много насекоми са тревопасни животни, които се конкурират директно с хората за храна. Те са способни да унищожат растителни популации, които служат като храна на хората. Много земеделски практики, включително използването на пестициди, са насочени към контрол на популациите от насекоми. Други видове насекоми, както и паяци и стоножки, са хищници, които се хранят предимно с членестоноги и други малки животни. Акарите и многоножките се хранят предимно с разлагащ се материал и гъбичките и бактериите, които са част от разлагащия се материал. Насекомите са се развили съвместно с цъфтящите растения, тяхната роля в опрашването е добре разбрана. Пчелите, пеперудите и бръмбарите пренасят прашец от едно цвете на друго, докато посещават цветята в търсене на храна. Много видове култури разчитат на пчелите за опрашване, а фермерите дори наемат кошери, за да осигурят адекватно опрашване за производството на плодове.

Първите гръбначни животни на сушата вероятно са били предците на днешните земноводни (жаби, жаби и саламандри). Ендоскелетът на гръбначните животни е важна предпоставка за живот на сушата. Осигурява опора във въздуха и осигурява местата за мускулно закрепване, необходими за движение. Въпреки това, придатъци са необходими за придвижване. Някои костни риби имат перки, които могат да служат като примитивни крака. Вероятно земноводните са еволюирали от риба с модифицирани перки (Как работи науката 23.2). Първите земноводни са направили прехода към сушата преди около 360 милиона години през периода на Девон. Това е било 50 милиона години след като растенията и членестоноги са се установили на сушата. По този начин, когато първите гръбначни животни са развили способността да живеят на сушата, са били налични подслон и храна за тревопасни, както и за месоядни животни. Но гръбначните животни са изправени пред същите проблеми, с които се сблъскват насекомите, паяците и другите безгръбначни при прехода си към живот на сушата.

Понякога научните открития се правят, защото правилният човек е на точното място в точното време. През 1938 г. цялакант - риба, за която се смяташе, че е изчезнала от около 80 милиона години - е открита близо до устието на река Чалумна на източния бряг на Южна Африка. Капитанът на рибарската лодка, който улови рибата, се свърза с Марджори Кортни-Латимър, директорката на местния музей в град Източен Лондон. Тя незабавно се свърза с рибен биолог, J. L. B. Smith, и лаунжът се превърна в научна знаменитост. Целакантът е наречен Latimeria chalumnae, включвайки както името на Кортни-Латимър, така и името на река Чалумна в името си. Впоследствие беше открито, че рибата вероятно е бездомна и че центърът на популацията е по-на север във водите между Мозамбик и остров Мадагаскар.

През 1997 г. биологът Марк Ердман видял целакант на пазар в Индонезия. Той снима рибата и разпитва рибарите. След това се завръща в Индонезия и за период от 5 месеца интервюира над 200 рибари. В крайна сметка той открил двама рибари, които от време на време улавяли целиканти. В крайна сметка той беше възнаграден с жив екземпляр и в крайна сметка беше описан като нов вид, Latimeria menadoensis. Учените са използвали структурни различия и ДНК анализ като доказателство, че индонезийският целакант е различен от африканския вид.

Това, което някога се смяташе за изчезнало в продължение на 80 милиона години, сега може да бъде изследвано в плът. Уловени са над 200 екземпляра, а водолазните подводници са използвани за наблюдение на целаканти в дивата природа. Те живеят в дълбоки води и обикновено остават в пещери през деня.

Целакантът има няколко характеристики, които го правят интересен за биолозите. Основно сред тях е наличието на лобови перки. Перките са на къси, подобни на крайници придатъци, които приличат на тънки крака. Поради това много биолози смятаха, че целакантите може да са били предците на сухоземните четириноги гръбначни животни. Въпреки че повечето вече не смятат, че това е така, целакантите имат няколко интересни характеристики. Когато плуват, те движат перките си последователно по начин, подобен на начина, по който ходят четириногите. Те нямат гръбначен стълб, но имат хорда, която служи за същата цел като гръбначния стълб. Те имат вътрешно оплождане и малките се развиват от големи яйца, които се задържат в тялото на майката и се раждат, когато са завършили развитието си.

Понякога случайните открития водят до нова научна информация.

Земноводните са само минимално адаптирани към наземния живот. Въпреки че имат бели дробове, те нямат ефективен метод за дишане. Те поглъщат въздух, за да напълнят белите дробове и са в състояние да извършат известен обмен на кислород и въглероден диоксид. Въпреки това, по-голямата част от обмяната на газ се осъществява през тяхната влажна кожа. Освен че се нуждаят от вода, за да поддържат кожата си влажна, земноводните трябва да се размножават във вода. Когато се чифтосват, женската пуска яйца във водата, а мъжкият отделя сперма сред яйцата. Външното оплождане се случва във водата, а оплодените яйца трябва да останат във вода или ще се дехидратират. По този начин земноводните живеят на „суха“ земя, но не се намират далеч от водата, тъй като губят вода чрез влажната си кожа и размножаването трябва да се случи във вода. Най-често срещаните съвременни земноводни са жаби, жаби и саламандри (фигура 23.33).

Ларвите на земноводни (повиши лъжички) са водни организми, които имат външни хриле и се хранят с растителност. Повечето възрастни саламандри, жаби и жаби се хранят с насекоми, червеи и други малки животни.

В продължение на 40 милиона години земноводните са единствените гръбначни животни на сушата. Въпреки това, в крайна сметка те бяха заменени от влечуги, които бяха по-добре приспособени към живота на сушата. Освен че имат вътрешни бели дробове, влечугите имат водоустойчива кожа и бъбреци, които запазват водата, за да намалят загубата на вода. Освен това тяхното размножаване включва вътрешно оплождане, което предпазва яйцеклетката и спермата от изсъхване. Въпреки това, за да бъдете наистина свободни от вода, е необходимо да имате специализирана водна среда, в която се развива ембрионът. Това се постига със специално репродуктивно развитие, известно като амниотично яйце.

Влечугите станаха напълно независими от водната среда с развитието на амниотичното яйце, което предпазва развиващите се малки от нараняване и дехидратация (фигура 23.34). Покритието върху яйцето задържа влагата и предпазва развиващите се малки от дехидратация, като същевременно позволява обмен на газове. Влечугите са първите животни, развили такова яйце.

ФИГУРА 23.34. Амниотичното яйце

Амниотичното яйце има черупка и мембрана, които предотвратяват дехидратацията на яйцето, но все пак позволяват обмена на газове между яйцето и околната среда. Яйчният жълтък е източник на храна за развиващите се малки. Ембрионът израства три екстраембрионални мембрани: амнионът е пълна с течност торбичка, която позволява на ембриона да се развива в течна среда, алантоисът събира метаболитния отпадъчен материал на ембриона и обменя газове, а хорионът е мембрана, която обхваща ембриона и други две мембрани.

Развитието на средство за вътрешно оплождане и амниотичното яйце позволи на влечугите да се разпространят в голяма част от Земята и да заемат голям брой незапълнени преди това ниши. В продължение на около 200 милиона години те са били единствените големи гръбначни животни на сушата. Еволюцията на влечугите засили конкуренцията с земноводните за храна и пространство. Земноводните като цяло губеха в това състезание, следователно повечето изчезнаха. Някои еволюирали в днешни жаби, жаби и саламандри.

По подобен начин, с развитието на птиците и бозайниците, много видове влечуги изчезнаха. Въпреки това, днес все още има много видове влечуги. Те включват костенурки, гущери, змии, крокодили и алигатори (фигура 23.35).

Съвременните влечуги включват костенурки, крокодили и алигатори, змии и гущери.

Влечугите са довели до две други групи гръбначни животни: птици и бозайници. Преди около 65 милиона години е настъпило масово изчезване на много видове влечуги. По това време птиците и бозайниците започват да се разнообразяват и се превръщат в доминиращи форми на гръбначни животни на сушата. Подобно на структурите на техните предци на влечугите, кожата, белите дробове и бъбреците на птиците намаляват загубата на вода, а размножаването включва вътрешно оплождане и амниотичното яйце с черупка.

Те имат и други адаптации, които им позволяват да бъдат успешни като сухоземни животни. Птиците са хомеотермични и имат пера. Като хомеотерми, те имат висока телесна температура и по-бърз метаболизъм от влечугите. Перата изпълняват две основни функции при птиците. Те образуват изолационен слой, който предотвратява загубата на топлина и осигуряват структурни повърхности, позволяващи на птиците да летят. Има няколко стойности за полет. Животните, които летят, могат да пътуват на дълги разстояния за кратко време и да използват по-малко енергия от животните, които трябва да ходят или да бягат. Те са в състояние да пресичат бариери, като потоци, езера, океани, блата, дерета или планини, които други животни не могат лесно да преминат. Те също могат да избягат от много видове хищници, като бързо полетят.

Използването на полета е оформило цялата структура и функция на птиците. Предните крайници са модифицирани в крила за полет, въпреки че всъщност полетните пера осигуряват по-голямата част от полетната повърхност. Големите гръдни мускули осигуряват силата за полет. Перата помагат да се осигури опростена форма. Хомеотермизмът позволява висока постоянна температура, която позволява бързите удари на крилата, типични за повечето птици. Освен това теглото на скелета е намалено, а на челюстите липсват тежки зъби. Клюнът изпълнява някои от функциите на зъбите и е по-лек. Птиците успешно заеха много ниши. Някои се хранят с нектар, други са месоядни, някои са сеяди, някои са водни, а някои дори са загубили способността си да летят (фигура 23.36).

Птиците варират по размер от малкото колибри с бърз удар на крилата до големия нелетящ щраус. В хранителните си навици те варират от колибри, хранещо се с нектар, до всеяден щраус и месояден орел.

Тъй като те са хомеотерми, птичите яйца трябва да се държат при топла температура. Така птиците строят гнезда, инкубират яйцата си и се грижат за малките си.

Първите бозайници са се появили преди около 200 милиона години, когато влечугите са били най-разнообразни. Подобно на птиците, бозайниците са хомеотерми, с висока постоянна телесна температура. Подобно на влечугите и птиците, те имат водоустойчива кожа и водни бели дробове и бъбреци. Те обаче се различават от птиците в няколко отношения. Тяхната изолационна обвивка е косата, а не перата, и те осигуряват храна на малките си с мляко, произведено от специални жлези.

Има три категории бозайници. Монотремите (щитконос и ехидна) са яйценосни бозайници, чиито малки все още се развиват във външно яйце. След излюпването майката осигурява храна под формата на мляко. Млечните жлези са широко разпределени от долната й страна и малките поглъщат млякото от козината й.

Торбестите (торбисти бозайници) имат вътрешно развитие на малките. Въпреки това, малките се раждат в много незряло състояние и се развиват допълнително във външна торбичка в областта на корема на женската. В торбичката малките се прикрепят към зърното. Те продължават своето развитие и в крайна сметка започват да напускат торбичката за периоди от време, докато не могат да се хранят сами.

Плацентарните бозайници имат форма на развитие, при която малките остават в женската много по-дълго. Ембрионът е прикрепен към стената на матката чрез орган, известен като плацента. В плацентата капилярите от кръвоносните системи на майката и ембриона са в съседство един с друг. Това позволява обмен на материали между развиващите се малки и майката, като малките се раждат в по-напреднал стадий на развитие, отколкото е типично за торбестите. Малките разчитат на млякото като източник на храна за известно време, преди да започнат да се хранят сами (фигура 23.37).

Всички бозайници имат коса и произвеждат мляко. Въпреки това, има три, много различни вида бозайници. Monotremes снася яйца. Торбестите имат торбички, малките се раждат в незрял стадий и се носят в торбичката, докато завършат своето развитие. Плацентарните бозайници имат плацента, която свързва майката и ембриона, те задържат малките в матката за по-дълъг период от време.

33. Избройте проблемите, които животните трябваше да преодолеят, за да се адаптират към земна среда.

34. Избройте четири адаптации на членестоноги, които им позволяват да бъдат успешни сухоземни животни.

35. Why can’t amphibians live in all types of terrestrial habitats?

36. What is the importance of the amniotic egg?

37. How does a marsupial differ from a placental mammal?

The 4 million known species of animals, which inhabit widely diverse habitats, are all multicellular and heterotrophic. Animal body shape is asymmetrical, radial, or bilateral. All animals with bilateral symmetry have a body structure composed of three layers.

Animal life originated in the ocean about 600 million years ago for the first 200 million years, all animal life remained in the ocean. Many simple marine animals have life cycles that involve alternation of generations.

Many kinds of flatworms and nematodes have a parasitic lifestyle with complicated life cycles. A major ecological niche for many marine animals is the ocean bottom—the benthic zone. Many marine animals are planktonic. These zooplankton feed on phytoplankton and, in turn, are fed upon by larger, free-swimming marine animals—the nekton.

Animals that adapted to a terrestrial environment had to have (1) a moist membrane for gas exchange, (2) support and locomotion suitable for land, (3) a means of conserving body water, (4) a means of reproducing and providing for early embryonic development out of water, and (5) a means of surviving in rapid and extreme climatic changes.

1. The most abundant group of terrestrial animals is the

2. The sponges and cnidarians

° С. are not bilaterally symmetrical.

д. All of the above are correct.

3. Which of the following animal groups shows radial symmetry?

д. None of the above is correct.

4. The most successful group of animals based on the number of species is the _____.

5. The three general parts of the mollusk body are the visceral mass, mantle, and _____.

6. Nematode worms are extremely common in soil. (T/F)

7. Which of the following organisms has a body consisting of a linear arrangement of similar segments?

8. All of the following animals have an amniotic egg except

9. Terrestrial animals have

д. All of the above are correct.

10. The two groups of animals that are homeotherms are the _____.

11. Which of the following animals is diploblastic?

13. Most marine animals have a free-swimming developmental stage called a _____.

д. All of the above are correct.

15. Nematodes have a body cavity known as a _____.

1. d 2. d 3. b 4. arthropods 5. foot 6. T 7. c 8. b 9. d 10. birds and mammals 11. a 12. b 13. larva 14. d 15. Pseudocoelom

Using Animals in Research

Animals have been used routinely as models for the development of medical techniques and strategies. They have also been used in the development of pharmaceuticals and other biomedical products, such as heart valves and artificial joints. The techniques necessary to perform heart, kidney, and other organ transplants were first refined using chimpanzees, rats, and calves. Antibiotics, hormones, and chemotherapeutic drugs have been tested for their effectiveness and for possible side effects using laboratory animals that are very sensitive and responsive to such agents. Biologists throughout the world have bred research animals that readily produce certain types of cancers that resemble the cancers found in humans. By using these animals instead of humans to screen potential drugs, the risk to humans is greatly reduced. The emerging field of biotechnology is producing techniques that enable researchers to manipulate the genetic makeup of organisms. Research animals are used to perfect these techniques and highlight possible problems.

Animal rights activists are very concerned about using animals for these purposes. They are concerned about research that seems to have little value in relation to the suffering these animals are forced to endure. Members of the American Liberation Front (ALF), an animal rights organization, vandalized a laboratory at Michigan State University where mink were used in research to assess the toxicity of certain chemicals. Members of this group poured acid on tables and in drawers containing data, smashed equipment, and set fires in the laboratory. This attack destroyed 32 years of research records, including data used for developing water-quality standards. In 1 year, 80 similar actions were carried out by groups advocating animal rights. What type of restrictions or controls should be put on such research? Where do you draw the line between “essential” and “nonessential” studies? Do you support the use of live animals in experiments that may alleviate human suffering?


Advanced Nervous Systems

Have you ever seen a magnolia bush with eyes, or a talking toadstool mushroom? Of all the organisms on earth, only mammals are sufficiently advanced to possess more-or-less acute senses of sight, sound, hearing, taste and touch (not to mention the echolation of dolphins and bats, or the ability of some fish and sharks to sense magnetic disturbances in the water using their "lateral lines."). These senses, of course, entail the existence of at least a rudimentary nervous system (as in insects and starfish), and, in the most advanced animals, fully developed brains--perhaps the one key feature that truly distinguishes animals from the rest of nature.


Гледай видеото: 18 сентября не подметайте и не стирайте, иначе вместе с мусором из дома уйдет благополучие и удача (Юни 2022).


Коментари:

  1. Stein

    Бойан

  2. Tuyen

    Заедно. И с това попаднах. Ще обсъдим този въпрос.

  3. Ditaur

    колко сладко.))

  4. Menoeceus

    This feature will not work in all industries.

  5. Atyhtan

    I would like to know, thank you very much for an explanation.



Напишете съобщение