Stavba těla, délka, plocha, hmotnost, objem

Prezentace na téma: "Stavba těla, délka, plocha, hmotnost, objem"— Transkript prezentace:

1 Stavba těla, délka, plocha, hmotnost, objem
Účelnost stavby těla živočichů

2 Činnost vzdušných vaků

3

4 Účelnost stavby těla živočichů
Některá přizpůsobení k životu jsou na první pohled zřejmá (zuby dravců nebo býložravců, ptačí křídla, dlouhé nohy běžců nebo krátké hrabavé nohy krtka). Zde platí zákony biomechaniky. Jsou však i další tlaky prostředí, které nutí živočichy k adaptaci. Je to klima a teplota. V následujícím obrázku je vysvětlen vztah délky, povrchu a objemu těla. Každý živočišný druh si během evoluce vytvořil svůj optimální poměr povrchu a objemu vzhledem k svým podmínkám. Zdánlivě žertovná definice evoluce, že jde o stálé hledání vhodného poměru mezi povrchem a objemem těla má hluboký význam. Je vysvětlena na dalším obrázku. Čím větší hmotnost má tělo v poměru k povrchu, tím méně tepla ztrácí. Pro malá a velmi lehká zvířata, například hmyz není problém spadnout z výšky tisíckrát větší než je délka vlastního těla, protože hmotnost je poměrně velmi malá k povrchu těla a plocha těla při pádu zpomaluje pád třením. Mouchy dokážou díky soudržnosti molekul lézt po svislém okně, kobylkám se zdaří skok 100 krát delší než je délka jejich těla. Tělo je přizpůsobeno své hmotnosti, například uspořádáním kostní trámčiny a pevností kostí. Všeobecné platí, že větší zvířata ctí zákony gravitace a malá zvířata fyziku povrchů, například povrchového napětí kapaliny. Člověk, který vyjde z vany má na sobě až 250 ml vody. Naopak, mravenec může být vlivem povrchového napětí kapaliny uvězněn v kapce vody.

5 Poměr plochy a objemu těla: Se zvětšující se délkou strany (a) se plocha zvětšuje exponentem 2 (a2) a objem exponentem (a3). Při růstu povrchu těla se zvětšuje i objem, avšak relativně k ploše podstatně více. Čím větší živočich, tím relativně větší má objem vůči ploše. Tento fakt podporuje Bergmanovo pravidlo: relativně větší hmotnost vytvoří velké množství tepla a relativně menší plocha nedovoluje ztráty tepla. Proto jsou příbuzné druhy v severních šířkách větší než v jižních (medvěd lední a medvěd hnědý). Obrázek ukazuje změnu poměrů plocha:objem u kostek 1,2,3. 1,5:1 6:1 3:1

6 Fyzikální zákony platné pro malá a velká zvířata jsou rozdílné, u velkých zvířat převažuje zákon gravitace a u malých zvířat zákony povrchu těles Kardong,K.V 1995: Vertebrates, Comparative Anatomy

7 Délka, plocha, hmotnost

8 Allometrie je časově nestejnoměrný růst částí těla za účelem funkční vyváženosti. Pozitivní allometrie obličejové části ukazuje účelnost velikosti různých částí lebky během ontogeneze: Plod, který při svém růstu nepřijímá potravu ústy vykazuje negativní allometrii čelistní části lebky. Různé funkce organismu jsou limitovány plochou, jiné průřezem a jiné objemem. Proto je nemožné, aby orgány rostly úměrně. Například zvyšování objemu (a3 )mozku je závislé na růstu průřezu cév (a2), které ho zásobují

9 Pozitivní allometrie růstu klepet raka;tečkovaná čára vyznačuje hypotetický růst klepeta, kdyby byl aritmetický, ne geometrický

10 Allometrie ve fylogenezi
Allometrie ve fylogenezi. Allometrii je možno často pozorovat i v rámci fylogeneze (zástupci čeledi třetihorních lichokopytníků příbuzných nosorožcům Titanotheria=Brontotheria původně neměli rohy). Rohy se nezvětšovaly stejně jako tělo, ale rychleji. Změny ve velikosti jsou dány selekcí a zvětšují se tak dlouho, pokud jsou účelné

11 Pozitivní allometrie zobáku u břehouše černoocasého

12 Měření allometrie příbuzných druhů pomocí transformační sítě tvořené záchytnými (referenčními) body. Podle nich se vyhodnocují změny na těle, které jsou obrazem funkce a přizpůsobení k prostředí například, rostrokaudální zkracování těla ve prospěch dorzoventrálního rozměru znamená zpomalení pohybu těla.

13 Účelnost pohybu savců v různých prostředích
scapula

14 Otázky- funkčnost a účelnost stavby těla obratlovců:
Matematicé vysvětlení Bergmanova pravidla; výhody a nevýhody malých a velkých živočichů; allometrie a její význam;stavba pletence ramenního a pánevního u obratlovců;funkce a odlišnosti kostí u různých taxonů obratlovců coracoid, calvicula, scapula; ploskochodci,prstochodci, kopytníci;bipední pohyb;způsoby pohybu; adaptace páteře všech tříd obratlovců, adaptace lebky během evoluce obratlovců změny ve vývoji svalové soustavy obratlovců, (charakteristika), svalů a ostatních orgánů