معلومة

22: جسم الحيوان - الشكل الأساسي والوظيفة - علم الأحياء


تتكون هياكل الحيوانات من أنسجة أولية تشكل أعضاء وأنظمة عضوية أكثر تعقيدًا. يسمح التوازن للحيوان بالحفاظ على التوازن بين بيئته الداخلية والخارجية.

  • 22.1: مقدمة لجسم الحيوان
    تتكون هياكل الحيوانات من أنسجة أولية تشكل أعضاء وأنظمة عضوية أكثر تعقيدًا. يسمح التوازن للحيوان بالحفاظ على التوازن بين بيئته الداخلية والخارجية.
  • 22.2: شكل الحيوان ووظيفته
    تختلف الحيوانات في الشكل والوظيفة. من الإسفنج إلى الدودة إلى الماعز ، يمتلك الكائن الحي مخطط جسم مميز يحد من حجمه وشكله. تم تصميم أجسام الحيوانات أيضًا للتفاعل مع بيئاتها ، سواء في أعماق البحار أو في غابة مطيرة أو الصحراء. لذلك ، يمكن تعلم كمية كبيرة من المعلومات حول بنية جسم الكائن الحي (علم التشريح) ووظيفة خلاياه وأنسجته وأعضائه (علم وظائف الأعضاء) من خلال دراسة بيئة ذلك الكائن الحي.
  • 22.3: المناديل الأولية للحيوان
    تتكون أنسجة الحيوانات المعقدة متعددة الخلايا من أربعة أنواع أساسية: الظهارية والضامة والعضلية والعصبية. تذكر أن الأنسجة عبارة عن مجموعات من مجموعة خلايا متشابهة من خلايا متشابهة تؤدي وظائف ذات صلة. تتحد هذه الأنسجة لتكوين أعضاء - مثل الجلد أو الكلى - لها وظائف محددة ومتخصصة داخل الجسم. يتم تنظيم الأعضاء في أنظمة أعضاء لأداء الوظائف.
  • 22.4: الاستتباب
    تتكيف أعضاء وأنظمة الأعضاء الحيوانية باستمرار مع التغيرات الداخلية والخارجية من خلال عملية تسمى الاستتباب ("الحالة المستقرة"). قد تكون هذه التغيرات في مستوى الجلوكوز أو الكالسيوم في الدم أو في درجات الحرارة الخارجية. الاستتباب يعني الحفاظ على التوازن الديناميكي في الجسم. إنه ديناميكي لأنه يتكيف باستمرار مع التغييرات التي تواجهها أجهزة الجسم. إنه توازن لأن وظائف الجسم يتم الاحتفاظ بها ضمن نطاقات محددة.
  • 22.E: جسم الحيوان - الشكل الأساسي والوظيفة (تمارين)

Endotherms و Ectotherms

يمكن تقسيم الحيوانات إلى مجموعتين: يحافظ البعض على درجة حرارة ثابتة للجسم في مواجهة درجات الحرارة البيئية المختلفة ، بينما يمتلك البعض الآخر درجة حرارة جسم مماثلة لبيئتهم وبالتالي تختلف باختلاف البيئة. الحيوانات التي لا تتحكم في درجة حرارة أجسامها هي ectotherms. سميت هذه المجموعة بدم بارد ، ولكن المصطلح قد لا ينطبق على حيوان في الصحراء مع درجة حرارة جسم دافئة للغاية. على عكس الحرارة الخارجية ، التي تعتمد على درجات الحرارة الخارجية لضبط درجات حرارة أجسامها ، فإن درجات الحرارة المتغيرة هي حيوانات ذات درجات حرارة داخلية متغيرة باستمرار. يسمى الحيوان الذي يحافظ على درجة حرارة ثابتة للجسم في مواجهة التغيرات البيئية بالحرارة المنزلية. ماصات الحرارة هي حيوانات تعتمد على مصادر داخلية لدرجة حرارة الجسم ولكن يمكن أن تظهر درجات حرارة متطرفة. هذه الحيوانات قادرة على الحفاظ على مستوى من النشاط عند درجة حرارة أكثر برودة ، وهو ما لا تستطيعه الحرارة بسبب اختلاف مستويات نشاط الإنزيم.

يمكن تبادل الحرارة بين الحيوان وبيئته من خلال أربع آليات: الإشعاع ، والتبخر ، والحمل الحراري ، والتوصيل (الشكل). الإشعاع هو انبعاث موجات "الحرارة" الكهرومغناطيسية. تأتي الحرارة من الشمس بهذه الطريقة وتشع من الجلد الجاف بنفس الطريقة. يمكن إزالة الحرارة بسائل من السطح أثناء التبخر. يحدث هذا عندما تتعرق الثدييات. تزيل تيارات الهواء الحراري الحرارة من سطح الجلد الجاف حيث يمر الهواء فوقه. ستنتقل الحرارة من سطح إلى آخر أثناء التلامس المباشر مع الأسطح ، مثل استراحة حيوان على صخرة دافئة.

يمكن تبادل الحرارة بأربع آليات: (أ) الإشعاع ، (ب) التبخر ، (ج) الحمل الحراري ، أو (د) التوصيل. (الائتمان ب: تعديل العمل بواسطة "Kullez" / Flickr credit c: تعديل العمل بواسطة Chad Rosenthal Credit d: تعديل العمل بواسطة "stacey.d" / Flickr)


إستجابة مجانية

كيف يمكن أن تسهل الظهارة الحرشفية الانتشار وتمنع الضرر الناجم عن التآكل؟

يمكن أن تكون الظهارة الحرشفية بسيطة أو طبقية. كطبقة واحدة من الخلايا ، فإنها تقدم ظهارة رقيقة جدًا تمنع الانتشار إلى الحد الأدنى. كظهارة طبقية ، يمكن أن تنسلخ الخلايا السطحية وتحمي الخلايا الموجودة في الطبقات العميقة الأنسجة الكامنة من التلف.

ما هي أوجه التشابه بين الغضروف والعظام؟

كلاهما يحتوي على خلايا غير الخلايا الليفية التقليدية. كلاهما يحتوي على خلايا تستقر في فراغات داخل الأنسجة تسمى الثغرات. تم العثور على كل من الكولاجين والألياف المرنة في العظام والغضاريف. يشارك كلا الأنسجة في نمو وتكوين الهيكل العظمي للفقاريات.

التصلب المتعدد هو أحد أمراض المناعة الذاتية المنهكة التي تؤدي إلى فقدان العزل حول المحاور العصبية. ما نوع الخلية التي يهاجمها الجهاز المناعي ، وكيف يعطل ذلك نقل الرسائل من قبل الجهاز العصبي؟

في التصلب المتعدد ، يهاجم الجهاز المناعي الخلايا قليلة التغصن. يؤدي موت الخلايا الدبقية قليلة التغصن إلى فقدان الغمد العازل حول محور العصبونات. عندما يختفي الغمد ، تنتقل النبضات الكهربائية ببطء أكبر على طول المحور العصبي.

عندما يعيش الإنسان حياة مستقرة ، فإن عضلاته الهيكلية تصاب بضمور ، لكن عضلاته الملساء لا تصاب بذلك. لماذا ا؟

تشارك عضلات الهيكل العظمي في الحركة الإرادية ، لذلك يتعين على الشخص أن يختار تشغيل تلك العضلات من خلال التمرين أو الحركة. تشارك العضلات الملساء في الأنشطة اللاإرادية للجسم (مثل توسع الأوعية الدموية وانقباضها ، التمعج المعوي) بحيث تكون نشطة حتى عندما يكون الشخص مستقرًا.


إستجابة مجانية

كيف يحد الانتشار من حجم الكائن الحي؟ كيف يتم التصدي لهذا؟

الانتشار فعال على مسافة قصيرة جدًا. إذا تجاوز حجم الخلية هذه المسافة ، فلن يتمكن مركز الخلية من الحصول على العناصر الغذائية الكافية ولا يمكنه طرد ما يكفي من النفايات للبقاء على قيد الحياة. للتعويض عن ذلك ، يمكن للخلايا أن تلتصق ببعضها البعض بشكل غير محكم في وسط سائل ، أو تتطور إلى كائنات متعددة الخلايا تستخدم أنظمة الدورة الدموية والجهاز التنفسي لتوصيل العناصر الغذائية وإزالة النفايات.

ما العلاقة بين معدل الأيض الأساسي وحجم الجسم؟ لماذا ا؟

معدل الأيض الأساسي هو تعبير عن عمليات التمثيل الغذائي التي تحدث للحفاظ على أداء الفرد ودرجة حرارة الجسم. تمتلك الحيوانات الأصغر حجمًا مساحة كبيرة نسبيًا مقارنة بالحيوانات الأكبر حجمًا. تؤدي مساحة السطح الكبيرة للحيوان الكبير إلى زيادة فقدان الحرارة الذي يجب على الحيوان تعويضه ، مما يؤدي إلى ارتفاع معدل الأيض الأساسي. لا يفقد الحيوان الصغير ، الذي يحتوي على مساحة سطح أقل نسبيًا ، قدرًا كبيرًا من الحرارة وله معدل استقلاب أساسي أقل.

اشرح كيف أن استخدام نظام الدورة الدموية المفتوح يقيد حجم الحيوانات.

في الدورة الدموية المفتوحة ، يضخ القلب (القلب) الدم في تجويف مفتوح ، ليغمر الأنسجة. عندما ينتشر الدم عبر مساحة الأنسجة ، فإنه يوفر العناصر الغذائية مقابل تلقي النفايات الأيضية. ثم ينتشر الدم عائداً إلى القلب ليتم ضخه مرة أخرى. ومع ذلك ، نظرًا لأن هذا النظام يعتمد على الانتشار ، فإن حجم الحيوانات التي تستخدم نظامًا دوريًا مفتوحًا يقتصر على أحجام صغيرة إلى حد ما بحيث يمكن للدم أن ينتشر بسرعة كافية لتبادل الجزيئات بكفاءة مع الأنسجة.

وصف أحد المعوقات البيئية الرئيسية التي تؤثر على الحرارة الخارجية والآخر للأجهزة الماصة للحرارة. لماذا هي مقيدة بعوامل مختلفة؟

ماصات الحرارة مقيدة بتوافر مصادر الغذاء في البيئة ، في حين أن نطاق درجة الحرارة في منطقة جغرافية يحد من الحرارة الخارجية. يحدد الاختلاف في كيفية الحفاظ على درجة حرارة الجسم بين المجموعتين القيد الرئيسي لكل مجموعة.


يجب أن تحصل جميع الحيوانات على طاقتها من الطعام الذي تتناوله أو تمتصه. يتم تحويل هذه العناصر الغذائية إلى أدينوسين ثلاثي الفوسفات (ATP) للتخزين على المدى القصير واستخدامها من قبل جميع الخلايا. بعض الحيوانات تخزن الطاقة لأوقات أطول قليلاً مثل الجليكوجين ، والبعض الآخر يخزن الطاقة لفترات أطول بكثير في شكل دهون ثلاثية موجودة في الأنسجة الدهنية المتخصصة. لا يوجد نظام طاقة فعال بنسبة مائة بالمائة ، ويؤدي التمثيل الغذائي للحيوان إلى إنتاج طاقة مهدرة على شكل حرارة. إذا كان الحيوان قادرًا على الحفاظ على تلك الحرارة والحفاظ على درجة حرارة ثابتة نسبيًا للجسم ، فإنه يصنف على أنه حيوان من ذوات الدم الحار ويطلق عليه اسم ماص للحرارة. يأتي العزل المستخدم للحفاظ على حرارة الجسم على شكل فرو أو دهن أو ريش. عدم وجود العزل في ذوات الدم البارد تزيد الحيوانات من اعتمادها على البيئة من أجل حرارة الجسم.

تمتلك الحيوانات الصغيرة الماصة للحرارة مساحة سطح أكبر لكتلتها من الحيوانات الأكبر حجمًا (الشكل). لذلك ، تفقد الحيوانات الصغيرة الحرارة بمعدل أسرع من الحيوانات الكبيرة وتتطلب المزيد من الطاقة للحفاظ على درجة حرارة داخلية ثابتة. ينتج عن هذا وجود حيوان أصغر ماص للحرارة يتمتع بمعدّل BMR أعلى ، لكل وزن جسم ، من حيوان أكبر ماص للحرارة.

معدل الأيض لدى الفأر أعلى بكثير من معدل الأيض لدى الفيل. (الائتمان "الماوس": تعديل العمل بواسطة Magnus Kjaergaard Credit "الفيل": تعديل العمل بواسطة "TheLizardQueen" / Flickr)


23. كيف يختلف مخطط الجسم غير المتماثل عن مخططات الجسم الشعاعية أو الثنائية؟ يمكن للكائنات غير المتماثلة أن تنتج أنصافًا متساوية إذا تم قطعها على طول مستوى معين ، في حين أنها متناظرة شعاعيًا وثنائيًا.

36. الحفاظ على حرارة الجسم مهم للحفاظ على وظائف الجسم في الحيوانات. أي من العبارات التالية يقدم مثالاً على كيفية قيام الحيوان بتوليد حرارة الجسم بشكل فعال؟ الدهون الثلاثية.

  • أنت هنا: & # 160
  • الصفحة الرئيسية
  • مظلة
  • كتب مدرسية
  • بيو 581
  • 20 نسالة وتاريخ الحياة

يستند هذا النص إلى Openstax Biology لدورات AP ، وكبار المؤلفين المساهمين Julianne Zedalis ، مدرسة Bishop في La Jolla ، كاليفورنيا ، John Eggebrecht ، مؤلفون مساهمون في جامعة كورنيل Yael Avissar ، كلية رود آيلاند ، Jung Choi ، معهد جورجيا للتكنولوجيا ، Jean DeSaix ، University of North Carolina at Chapel Hill، Vladimir Jurukovski، Suffolk County Community College، Connie Rye، East Mississippi Community College، Robert Wise، University of Wisconsin، Oshkosh

هذا العمل مُرخص بموجب ترخيص Creative Commons Attribution-NonCommercial 4.0 Unported License بدون قيود إضافية


الأنسجة العصبية

تتكون الأنسجة العصبية من خلايا متخصصة لتلقي ونقل النبضات الكهربائية من مناطق معينة من الجسم وإرسالها إلى مواقع محددة في الجسم. الخلية الرئيسية للجهاز العصبي هي الخلايا العصبية ، كما هو موضح في الشكل. الهيكل الكبير مع النواة المركزية هو جسم الخلية للخلايا العصبية. الإسقاطات من جسم الخلية هي إما تشعبات متخصصة في استقبال المدخلات أو محور واحد متخصص في نقل النبضات. تظهر أيضًا بعض الخلايا الدبقية. تنظم الخلايا النجمية البيئة الكيميائية للخلية العصبية ، وتقوم الخلايا قليلة التغصن بعزل المحور العصبي بحيث يتم نقل النبضات العصبية الكهربائية بشكل أكثر كفاءة. تدعم الخلايا الدبقية الأخرى التي لا تظهر المتطلبات الغذائية والنفايات للخلايا العصبية. بعض الخلايا الدبقية هي خلايا بلعمية وتزيل الحطام أو الخلايا التالفة من الأنسجة. يتكون العصب من الخلايا العصبية والخلايا الدبقية.

تحتوي الخلايا العصبية على نتوءات تسمى التشعبات التي تستقبل إشارات وإسقاطات تسمى المحاور العصبية التي ترسل الإشارات. يظهر أيضًا نوعان من الخلايا الدبقية: الخلايا النجمية تنظم البيئة الكيميائية للخلية العصبية ، والخلايا قليلة التغصن تعزل المحور العصبي بحيث يتم نقل النبضات العصبية الكهربائية بشكل أكثر كفاءة.


حفظ الحرارة وتبديدها

تحافظ الحيوانات على الحرارة أو تبددها بعدة طرق. في مناخات معينة ، يكون للحيوانات الماصة للحرارة شكل من أشكال العزل ، مثل الفراء أو الدهون أو الريش أو مزيج منها. تخلق الحيوانات ذات الفراء أو الريش الكثيف طبقة عازلة من الهواء بين جلدها وأعضائها الداخلية. تعيش الدببة القطبية والفقمات وتسبح في بيئة شبه متجمدة ومع ذلك تحافظ على درجة حرارة ثابتة ودافئة للجسم. يستخدم الثعلب القطبي ، على سبيل المثال ، ذيله الرقيق كعزل إضافي عندما يلتف للنوم في الطقس البارد. للثدييات تأثير متبقي من الارتعاش وزيادة نشاط العضلات: تسبب عضلات الشعيرات المستقيمة "قشعريرة" ، مما يتسبب في وقوف الشعر الصغير عندما يكون الفرد باردًا ، وهذا له التأثير المقصود هو زيادة درجة حرارة الجسم. تستخدم الثدييات طبقات من الدهون لتحقيق نفس الغاية. إن فقدان كميات كبيرة من دهون الجسم يضر بقدرة الفرد على الحفاظ على الحرارة.

تستخدم Endotherms أنظمتها الدموية للمساعدة في الحفاظ على درجة حرارة الجسم. يجلب توسع الأوعية المزيد من الدم والحرارة إلى سطح الجسم ، مما يسهل الإشعاع وفقدان الحرارة بالتبخر ، مما يساعد على تبريد الجسم. يقلل تضيق الأوعية الدموية من تدفق الدم في الأوعية الدموية الطرفية ، مما يدفع الدم نحو القلب والأعضاء الحيوية الموجودة هناك ، ويحافظ على الحرارة. بعض الحيوانات لديها تكيفات مع نظام الدورة الدموية لديها والتي تمكنها من نقل الحرارة من الشرايين إلى الأوردة ، مما يؤدي إلى ارتفاع درجة حرارة الدم العائد إلى القلب. وهذا ما يسمى بتبادل الحرارة المعاكس ، حيث يمنع الدم الوريدي البارد من تبريد القلب والأعضاء الداخلية الأخرى. يمكن إيقاف هذا التكيف في بعض الحيوانات لمنع ارتفاع درجة حرارة الأعضاء الداخلية. تم العثور على التكيف مع التيار المعاكس في العديد من الحيوانات ، بما في ذلك الدلافين وأسماك القرش والأسماك العظمية والنحل والطيور الطنانة. في المقابل ، يمكن أن تساعد التكيفات المماثلة في تبريد ماصات الحرارة عند الحاجة ، مثل مثقوبة الدلفين وآذان الفيل.

تستخدم بعض الحيوانات المنتقلة للحرارة تغييرات في سلوكها للمساعدة في تنظيم درجة حرارة الجسم. على سبيل المثال ، قد يبحث حيوان خارج الصحراء عن مناطق أكثر برودة خلال الجزء الأكثر سخونة من اليوم في الصحراء للابتعاد عن الدفء الشديد. قد تتسلق الحيوانات نفسها على الصخور لالتقاط الحرارة خلال ليلة صحراوية باردة. تسعى بعض الحيوانات للحصول على الماء للمساعدة في التبخر في تبريدها ، كما هو الحال مع الزواحف. تستخدم ectotherms الأخرى نشاطًا جماعيًا مثل نشاط النحل لتدفئة خلية للبقاء على قيد الحياة في الشتاء.

تستخدم العديد من الحيوانات ، وخاصة الثدييات ، الحرارة الأيضية المهدرة كمصدر للحرارة. عندما تنقبض العضلات ، فإن معظم الطاقة من ATP المستخدمة في حركات العضلات هي طاقة مهدرة تترجم إلى حرارة. يتسبب البرد القارس في حدوث ارتعاش لا إرادي يولد حرارة للجسم. تمتلك العديد من الأنواع أيضًا نوعًا من الأنسجة الدهنية يسمى الدهون البنية التي تتخصص في توليد الحرارة.


العلاقات المهنية

عالم الأنثروبولوجيا الفيزيائيةيدرس علماء الأنثروبولوجيا الفيزيائية تكيف البشر وتنوعهم وتطورهم ، بالإضافة إلى أقاربهم الأحياء والأحفوريين. يمكنهم العمل في مجموعة متنوعة من الإعدادات ، على الرغم من أن معظمهم سيكون لديهم موعد أكاديمي في إحدى الجامعات ، عادة في قسم الأنثروبولوجيا أو قسم الأحياء أو علم الوراثة أو علم الحيوان.

تتوفر المناصب غير الأكاديمية في صناعات السيارات والفضاء حيث ينصب التركيز على حجم الإنسان وشكله وعلم التشريح. قد تتراوح الأبحاث التي أجراها هؤلاء المحترفون من دراسات حول كيفية تفاعل جسم الإنسان مع حوادث السيارات واستكشاف كيفية جعل المقاعد أكثر راحة. يمكن الحصول على وظائف غير أكاديمية أخرى في متاحف التاريخ الطبيعي أو الأنثروبولوجيا أو علم الآثار أو العلوم والتكنولوجيا. تتضمن هذه المواقف تثقيف الطلاب من المدرسة الابتدائية حتى المدرسة العليا. يعمل علماء الأنثروبولوجيا الفيزيائية كمنسقي تعليم ، ومديري مجموعات ، وكتّاب لمنشورات المتاحف ، وكمسؤولين. توظف حدائق الحيوان هؤلاء المهنيين ، خاصة إذا كانت لديهم خبرة في بيولوجيا الرئيسيات ، فهم يعملون في إدارة المجموعات وبرامج التربية الأسيرة للأنواع المهددة بالانقراض. يستخدم علم الطب الشرعي خبرة الأنثروبولوجيا الفيزيائية في التعرف على رفات الإنسان والحيوان ، والمساعدة في تحديد سبب الوفاة ، ولشهادة الخبراء في التجارب.


شاهد الفيديو: الاول اجزاء جسم الحيوان (كانون الثاني 2022).