Разделы презентаций


Размеры живых существ: почему они так важны? Размеры - это одна из самых важных

Содержание

Мир, в котором мы живем, управляется законами физики и химии, и животные должны жить в пределах, определяемых этими законами. Размеры тела оказывают глубокое влияние на структуру и функцию и для выживания

Слайды и текст этой презентации

Слайд 1Размеры живых существ: почему они так важны?

Размеры - это

одна из самых важных характеристик животного. Мы знаем, что слон

значительно крупнее мыши, но редко задаемся вопросом: во сколько же раз он крупнее; оказывается, что слон в 100000 раз тяжелее мыши. Самая мелкая взрослая землеройка меньше мыши в 10 раз, что составляет одну миллионную долю слона.
Размеры живых существ: почему они так важны?	 Размеры - это одна из самых важных характеристик животного. Мы

Слайд 2Мир, в котором мы живем, управляется законами физики и химии,

и животные должны жить в пределах, определяемых этими законами. Размеры

тела оказывают глубокое влияние на структуру и функцию и для выживания организма его размеры имеют решающее значение.

Мир, в котором мы живем, управляется законами физики и химии, и животные должны жить в пределах, определяемых

Слайд 3Рассмотрим табл. 1.1; в ней отражены различия в размерах живых

организмов. Каждая строка таблицы представляет тысячекратную разницу в размерах, причем

самый маленький и самый крупный организмы различаются в 1021 раз. Голубой кит, масса тела которого может превышать 100 т, - самое крупное из ныне существующих животных; но гигантские калифорнийские секвойи в 10-15 раз больше самых крупных китов.

Рассмотрим табл. 1.1; в ней отражены различия в размерах живых организмов. Каждая строка таблицы представляет тысячекратную разницу

Слайд 5Микоплазма самое мелкое из известных живых существ, способное жить и

размножаться в искусственной среде. В ее клетке имеется не более

2 водородных ионов. В этом объеме клетка должна содержать необходимый для обмена веществ набор белков и ферментов, способный обеспечить ее жизненные процессы; способность к росту и размножению, и полную генетическую информацию, необходимую для воспроизведения всей этой системы в целом. Поскольку макромолекулы, несущие метаболические и генетические функции, важны и их размер уменьшить нельзя, клетка микоплазмы являет собой реальный нижний предел размеров живого организма.
Микоплазма самое мелкое из известных живых существ, способное жить и размножаться в искусственной среде. В ее клетке

Слайд 6 На другом конце размерного ряда находится 100-тонный голубой кит. Вероятно

он смог стать таким большим потому, что его гигантскую массу

поддерживает вода. Считают, что наземное животное с такой же массой было бы раздавлено собственным весом. Самое крупное наземное животное - 5-тонный слон. То обстоятельство, что значительно более крупные киты ведут водный образ жизни, было использовано как свидетельство того, что животные, которые по размерам сильно превосходят слона, на суше жить не могут. В свою очередь это легло в основу предположения о том, что вымершие гигантские динозавры были слишком массивными.
На другом конце размерного ряда находится 100-тонный голубой кит. Вероятно он смог стать таким большим потому, что

Слайд 7 Подобие Геометрическое

представление о подобии впервые обрело точный смысл 2000 лет назад.

В евклидовой геометрии два треугольника подобны, если отношение соответствующих сторон одинаково, а соответствующие углы равны. Четвертая теорема Евклида гласит, что если два треугольника имеют равные углы, то соответствующие стороны пропорциональны. Справедливо и обратное утверждение. Если соответствующие стороны пропорциональны, то соответствующие углы равны. О таких треугольниках говорят, что они геометрически подобны.
Подобие 	Геометрическое представление о подобии впервые обрело точный

Слайд 8 Геометрически подобные тела часто называют изометрическими, и мы будем пользоваться

этими терминами как синонимами, отдавая все же предпочтение термину «изометрический»,

поскольку он короче. Итак, термин «изометрический» - это четко определенное понятие геометрического подобия.
Геометрически подобные тела часто называют изометрическими, и мы будем пользоваться этими терминами как синонимами, отдавая все

Слайд 9 Последнее уравнение просто утверждает, что с увеличением объема тела его

поверхность увеличивается не в той же пропорции, а как объем

в степени 2/З. Этот факт очень важен, и о нем не следует забывать. Выразим это элементарное соотношение графически. Для простоты рассмотрим площади поверхностей кубов разных объемов (рис. 2.4).
Последнее уравнение просто утверждает, что с увеличением объема тела его поверхность увеличивается не в той же пропорции,

Слайд 11 Как видим, кривая соответствует уравнению S = 6 V2/3 и

повторяет словесное утверждение о том, что площадь поверхности куба увеличивается

не так быстро, как его объем. Однако, если мы решим изобразить графически ту же зависимость, но с использованием логарифмического масштаба, то получим другой график (рис. 2.5).
Как видим, кривая соответствует уравнению S = 6 V2/3 и повторяет словесное утверждение о том, что площадь

Слайд 13


Зависимость поверхности изометрических тел от объема, изображенная графически в логарифмическом

масштабе, есть прямая линия с наклоном 0,67 (наклон определяется как

ДУ/ДХ).
Таким образом, меньшие тела имеют большие площади поверхности по отношению к их объему, чем более крупные тела той же формы. Это можно выразить путем деления уравнения (3) на V:


















Зависимость поверхности изометрических тел от объема, изображенная графически в логарифмическом масштабе, есть прямая линия с наклоном 0,67

Слайд 14Аллометрическое изменение масштаба (scaling)
Реальные организмы обычно не изометричны, даже если

они организованы сходным образом. В биологии такое неизометрическое изменение размеров

(scaling) часто называется аллометрическим (от греч. alloios - различный). Большинство переменных связано с размерами тела зависимостью, выраженной общей формой аллометрических уравнений:
у=а*хb,
lgy= lga + b lg х.
Аллометрическое изменение масштаба (scaling)Реальные организмы обычно не изометричны, даже если они организованы сходным образом. В биологии такое

Слайд 17Рассмотрим пример: сердце млекопитающих с определенным допуском на изменчивость составляет

0,6% массы тела, а объем крови у млекопитающих составляет 5%

массы тела. Напишем оба этих утверждения в виде уравнений :

Мсердца: Мтела = 0,006,

Мкрови : Мтела = 0,05.

Поскольку обе величины - массу сердца и массу крови - мы относим к массе тела, то они должны быть связаны и между собой, поэтому мы можем написать:

Мкрови /Мсердца ==0,05/0,006

Это уравнение утверждает, что масса крови у млекопитающих в восемь раз больше массы сердца. Полученное соотношение описывает объем крови и размеры сердца у млекопитающих и в общем применимо к животным с любыми размерами тела - будь то мышь или слон.

Рассмотрим пример: сердце млекопитающих с определенным допуском на изменчивость составляет 0,6% массы тела, а объем крови у

Слайд 18В аллометрическом уравнении

у=ахb

соответствующей линии регрессии имеются два важных

числовых элемента: коэффициент пропорциональности а (который зависит от выбора единиц

измерения) и показатель степени b (который определяет наклон линии регрессии). Эти два элемента уравнения имеют различное значение и отвечают на разные вопросы.
В аллометрическом уравнении у=ахb соответствующей линии регрессии имеются два важных числовых элемента: коэффициент пропорциональности а (который зависит

Слайд 19Использование аллометрических уравнений

Для широкого использования аллометрических уравнений в биологии существуют

основательные теоретические причины и эмпирическое использование таких уравнений очень полезно.

Несколько примеров помогут понять, насколько полезны и удобны аллометрические уравнения, когда они описывают биологические структуры и функции.
Использование аллометрических уравненийДля широкого использования аллометрических уравнений в биологии существуют основательные теоретические причины и эмпирическое использование таких

Слайд 20Аллометрическим уравнением для выражения биологической взаимосвязи впервые воспользовался Снелл в

1891 г. (Sпеll, 1891). Он разрабатывал метод сравнения умственных способностей

различных млекопитающих в зависимости от размеров их мозга. У крупных млекопитающих мозг составляет меньшую часть по отношению к массе всего тела. Для этого Снелл составил уравнение, выражающее массу мозга млекопитающих, которое выглядит так:
Ммозга=аМт в
Аллометрическим уравнением для выражения биологической взаимосвязи впервые воспользовался Снелл в 1891 г. (Sпеll, 1891). Он разрабатывал метод

Слайд 21 Показатель степени Снелл назвал «соматическим показателем» и обозначил символом S,

одинаков для всех млекопитающих и очень близок к 0,68 (т.

е. размеры мозга увеличиваются с размерами тела млекопитающих почти в точном соответствии с увеличением поверхности тела). Этот вывод, найденный столетие назад, показывает, что отношение массы мозга к массе тела (в кг) у млекопитающих хорошо описывается уравнением Ммозга = 0,01Мт 0,70.
Показатель степени Снелл назвал «соматическим показателем» и обозначил символом S, одинаков для всех млекопитающих

Слайд 22
Аллометрические уравнения выражают удобные и ценные обобщения, но существуют определенные

пределы их использования; необходимо запомнить следующие положения:

1) аллометрические уравнения

описательны - это не биологические законы;

2) аллометрические уравнения служат для того, чтобы показать, как при прочих равных условиях (чего обычно не наблюдается) разнообразные количественные признаки связаны с размерами тела;

3) аллометрические уравнения - инструмент, позволяющий обнаружить принципы и связи, которые иначе остались бы скрытыми;

Аллометрические уравнения выражают удобные и ценные обобщения, но существуют определенные пределы их использования; необходимо запомнить следующие положения:

Слайд 234) аллометрические уравнения служат основой для сравнений, и с их

помощью можно обнаружить отклонения от некоей общей модели. Такие отклонения

могут быть обусловлены «шумом» или могут представлять собой существенный вторичный сигнал;

5) аллометрические уравнения полезны для оценки рассчитываемой величины при некоторых вариациях органа или функции для данного размера тела;

6)аллометрические уравнения нельзя использовать для экстраполяции за границами данных, на которых они основаны.

4) аллометрические уравнения служат основой для сравнений, и с их помощью можно обнаружить отклонения от некоей общей

Слайд 24В чем смысл уравнений регрессии метаболизма?
Вернемся к теплокровным позвоночным

- птицам и млекопитающим. У них эмпирические соотношения между интенсивностью

метаболизма и размерами тела установлены с большей определенностью, чем у холоднокровных позвоночных и беспозвоночных, и причина этого связана с их относительно постоянной температурой тела. Чтобы понять правильный характер связей с размерами тела, нужно рассмотреть те группы, которые изучены лучше всего, хотя бы с физиологической точки зрения.
В чем смысл уравнений регрессии метаболизма? 		Вернемся к теплокровным позвоночным - птицам и млекопитающим. У них эмпирические

Слайд 25Температура тела

Температура тела

Слайд 26 Оказывают ли климатические условия влияние на температуру тела животных то

есть, что у арктических и тропических млекопитающих температура различна? Ирвинг

и Крог показали, что нет каких-либо значительных различий. Средняя температура тела у 19 арктических и субарктических млекопитающих в условиях покоя была 38,30С, незначительно, но достоверно выше средних данных, представленных Моррисоном.
Оказывают ли климатические условия влияние на температуру тела животных то есть, что у арктических и тропических млекопитающих

Слайд 27 Колдер и Кинг показали, что температура тела, измеренная у птиц

в покое с минимальными его нарушениями, не зависит от размеров

тела. Найденное ими среднее значение - 40±1,50С, почти на 20С выше обычной температуры тела у млекопитающих.
У сумчатых температура тела равна примерно 360С, т. е. на 20С ниже, чем у плацентарных млекопитающих.
Самые примитивные из живущих сейчас млекопитающих ­ это яйцекладущие однопроходные, представленные ехидной и утконосом - нормальная температура тела держится на уровне 30-310С.
Колдер и Кинг показали, что температура тела, измеренная у птиц в покое с минимальными его нарушениями, не

Слайд 28 Каждая большая группа высших позвоночных характеризуется своей собственной температурой тела

в покое, колеблющейся в пределах +10С или около этого;

у птиц это 400С;
у плацентарных млекопитающих - 380С,
у сумчатых - 360С,
у однопроходных - ­300С.
Хотя для разных групп эти показатели различаются, внутри каждой группы температура тела в покое постоянна и никак не связана с размерами тела.
Каждая большая группа высших позвоночных характеризуется своей собственной температурой тела в покое, колеблющейся в пределах +10С или

Слайд 29Правило поверхности

Если температура тела у мелких и крупных млекопитающих одинакова,

то почему же тогда относительная теплопродукция у мелких млекопитающих выше?

Ответ известен всем биологам: у небольшого животного относительно его массы больше поверхность тела. Потери тепла происходят через поверхность, и для того чтобы не снизилась температура тела, животное должно производить тепло со скоростью, равной скорости его потери.
Правило поверхности		Если температура тела у мелких и крупных млекопитающих одинакова, то почему же тогда относительная теплопродукция у

Слайд 30 Это рассуждение было принято Бергманом (Bergmann, 1847), который сформулировал хорошо

известное правило, носящее теперь его имя:

у теплокровных животных, обитающих

в более холодном климате, размеры тела больше
(т. е. у них относительно меньше внешняя поверхность), чем у родственных им видов, обитающих в более теплом климате.
Это рассуждение было принято Бергманом (Bergmann, 1847), который сформулировал хорошо известное правило, носящее теперь его имя: 		у

Слайд 31 Первую экспериментальную проверку соотношения между теплопродукцией и площадью поверхности тела

провел Рубнер свыше ста лет назад (Rubner, 1883). Он изучал

теплопродукцию (измеряемую по потреблению кислорода) у собак разных размеров и установил, что чем меньше собака, тем выше у нее теплопродукция на 1 кг массы тела (табл. 7.2).
Первую экспериментальную проверку соотношения между теплопродукцией и площадью поверхности тела провел Рубнер свыше ста лет назад (Rubner,

Обратная связь

Если не удалось найти и скачать доклад-презентацию, Вы можете заказать его на нашем сайте. Мы постараемся найти нужный Вам материал и отправим по электронной почте. Не стесняйтесь обращаться к нам, если у вас возникли вопросы или пожелания:

Email: Нажмите что бы посмотреть 

Что такое TheSlide.ru?

Это сайт презентации, докладов, проектов в PowerPoint. Здесь удобно  хранить и делиться своими презентациями с другими пользователями.


Для правообладателей

Яндекс.Метрика