Теплообмен организмов Обменные реакции протекают в зависимости от Т b Т b Т a,

Содержание

1. Теплообмен организмов Обменные реакции протекают в зависимости от Т b Т b Т a,
2. Слайд 2
3. Пойкилотермные организмыНизкий уровень обмена;2) Главный источник поступления тепловой энергии – - ВНЕШНЕЕ ТЕПЛО.
4. Пойкилотермные организмы
5. Пойкилотермные животные
6. Слайд 6
7. Пойкилотермные животныеПойкилотермные успешно существуют во всех средах
8. Пойкилотермные животныеБиологические антифризы (гликопротеиды у рыб, глицерин
9. Слайд 9
10. ))
11. Слайд 11
12. Пойкилотермные животные
13. Пойкилотермные животныеПри высоких Та – адаптации к
14. Пойкилотермные животныеЗаключениеЭктотермность (тесная связь Тb с Та
15. Пойкилотермные животные
16. гомойотермные животныеГомойотермы
17. Специфическое рефлекторное образование тепла в скелетной мускулатуре
18. Бурый жир располагается в межлопаточной области, вдоль
19. катаболизированная энергияэкскретыгомойотермные животные
20. гомойотермные животныеПтицыФекалии и урин смешиваются и их
21. Энергетические модели
22. Энергетические модели
23. Слайд 23
24. а – все экспериментальные данныеб - те
25. Энергетические модели
26. катаболизированная энергияэкскретыгомойотермные животные
27. Слайд 27
28. DEE, Watt DEE, Watt
29. Слайд 29
30. Эффект различия воробьиных и неворобьиных птиц одинаковой
31. Слайд 31
32. Максимальный уровень аэробного метаболизма связан с уровнем
33. Энергетические эквиваленты главных элементов территориального поведенияФормы патрулирования:1
34. Метод дважды меченой водыDoubly Labeled Water (DLW)
35. Слайд 35
36. Слайд 36
37. 1. Внутрипопуляционная
38. Эволюционно устойчивое разнообразие особей в популяции по
39. 1а. Социальный ранг и будущий репродуктивный успех
40. Расположение гнезд самцов разного социального статуса относительно
41. Слайд 41
42. Слайд 42
43. 1б. Социальный статус & BMR
44. Слайд 44
45. The basal metabolic rates of short time
46. Winter Body mass of short time visitors
47. BMR
48. Интервалы кладки (число дней между предъявлением дуплянки
49. В стабильных группировках большой синицы, функционирование которых
50. 2. Повторяемость и наследуемость BMR (степень постоянства
51. BMR и polymorphism of breeding plumage in Pied Flycatcher, Ficedula hypoleuca
52. Индивидуальная изменчивость BMR мухоловки-пеструшки. Предгнездовой период (весна) и период выкармливания птенцов (лето).
53. Moscow region
54. Spring BMR of free-living males, measured after
55. Схема эксперимента
56. Слайд 56
57. Наследуемость RMR слетков мухоловки-пеструшки из экспериментальных и
58. Trait mean, additive genetic variance (VA), permanent
59. В популяциях возможно существование эволюционно устойчивого разнообразия особей по энергетическому качеству - BMR
60. Энергетические модели
61. r=0.66, P=0.077r=0.58, P=0.14r=0.18, P=0.67r=-0.85, P=0.017Энергетические модели
62. Энергетические модели
63. Энергетические моделиMax DEE (= MPE) = ….
64. Энергетические модели
65. PPE2PPE1TlcЭнергетические модели
66. Скачать презентанцию

Пойкилотермные организмыНизкий уровень обмена;2) Главный источник поступления тепловой энергии – - ВНЕШНЕЕ ТЕПЛО.

Главная
Разное
Теплообмен организмов Обменные реакции протекают в зависимости от Т b Т b Т a,

Слайды и текст этой презентации

Слайд 1Теплообмен организмов
Обменные реакции протекают в зависимости от Тb

Тb
Тa ,

а устанавливается в результате баланса
между средой и организмом

Поступление тепла в организм: 1) теплопроводность и радиация;
2) эндогенное тепло

Отдача тепла: 1) теплопроводность и радиация;
2) испарение влаги

Tb= тепловая среда биохимических реакций

Теплообмен организмовОбменные реакции протекают в зависимости от ТbТb Тa , а устанавливается в результате балансамежду средой и

Слайд 3Пойкилотермные организмы
Низкий уровень обмена;

2) Главный источник поступления тепловой энергии –

- ВНЕШНЕЕ ТЕПЛО.

Слайд 4Пойкилотермные организмы

Слайд 5Пойкилотермные животные

Слайд 7Пойкилотермные животные
Пойкилотермные успешно существуют во всех средах и во всем

диапазоне Та, регистрируемых в биосфере.

Пути адаптации и свойства:
термостабильность белков как видовое свойство

Та-реакции ферментативных систем:

Например, «холодный» и «теплый» изоэнзимы у форели, имеющие различные оптимумы активности.

Рыбы, адаптированные к 4°С Рыбы, адаптированные к 18°С

Та активации фермента:

2-5°С 10-12 °С

Слайд 8Пойкилотермные животные
Биологические антифризы (гликопротеиды у рыб, глицерин
у насекомых).

Межвидовые и

популяционные различия  принцип
температурной компенсации.

Элементы терморегуляции – использование эндогенного
тепла

для стабилизации температуры тела (локомоторная
активность; разогрев бабочек через дрожание крыльев 
взмахи и полет.

Пойкилотермные животныеБиологические антифризы (гликопротеиды у рыб, глицерин у насекомых).Межвидовые и популяционные различия  принцип температурной компенсации.Элементы терморегуляции

Слайд 9

Слайд 10)
)

Слайд 11

Слайд 12Пойкилотермные животные

Слайд 13Пойкилотермные животные
При высоких Та – адаптации к перегреву:

1) Ящерицы –

особые движения горла = верхнее (гулярное) дыхание, при котором увеличивается

испарение со слизистых поверхностей. Это дыхание регулируется гипоталамусом.

2) Черепахи облизывают передние лапы и понижают Тb за счет испарения слюны.

3) Ящерицы используют сосудистую регуляцию, увеличивая диаметр поверхностных сосудов и, соответственно, объем крови, отдающей тепло с поверхности тела.

4) Адаптивное поведение – выбор оптимальных мест, смена поз (гелиотропные и геотермные позы игуан, обитающих на голой застывшей лаве, где нет растительности).

Пойкилотермные животныеПри высоких Та – адаптации к перегреву:1) Ящерицы – особые движения горла = верхнее (гулярное) дыхание,

Слайд 14Пойкилотермные животные
Заключение
Эктотермность (тесная связь Тb с Та ).

Термические адаптации смягчают

эту связь
(в пределах, при которых ферментные системы настроены
на средние

состояния среды).

Сочетание температурной толерантности и узкого
диапазона Та, где возможна активная жизнедеятельность.

Пойкилотермные животныеЗаключениеЭктотермность (тесная связь Тb с Та ).Термические адаптации смягчают эту связь (в пределах, при которых ферментные

Слайд 15Пойкилотермные животные

Слайд 16гомойотермные животные
Гомойотермы

Слайд 17Специфическое рефлекторное образование тепла в скелетной мускулатуре (= особая форма

функционирования мышцы):

а) терморегуляционный тонус (микросокращение фибрилл – потребление О2 в

мышце возрастает на 150%);

б) холодовая дрожь (> потребления О2 на 300-400%);

в) переключение дыхания в мышце на не фосфорилирующий путь (без образования АТФ);

г) у млекопитающих – окисление бурого жира (при падении Та  увеличение кровоснабжения бурого жира).

гомойотермные животные

Специфическое рефлекторное образование тепла в скелетной мускулатуре (= особая форма функционирования мышцы):а) терморегуляционный тонус (микросокращение фибрилл –

Слайд 18Бурый жир располагается в межлопаточной области, вдоль крупных сосудов грудной

и брюшной полостей, в затылочной области шеи. Своеобразный оттенок бурой жировой

ткани придают окончания симпатических нервных волокон, а также многочисленные митохондрии, содержащиеся в клетках этой ткани. Поэтому бурый жир легко мобилизуется для обеспечения энергетических потребностей организма.

Масса бурой жировой ткани достигает у взрослого […человека]
0,1 % массы тела. В митохондриях жировых клеток имеется полипептид молекулярной массой 32 000, способный разобщать идущие здесь процессы окисления и образования АТФ. Результатом такого разобщения является образование в бурой жировой ткани в ходе метаболизма жира значительно большего количества тепла, чем в белой жировой ткани.

гомойотермные животные

Бурый жир располагается в межлопаточной области, вдоль крупных сосудов грудной и брюшной полостей, в затылочной области шеи.

Слайд 19катаболизированная энергия
экскреты
гомойотермные
животные

Слайд 20гомойотермные животные
Птицы
Фекалии и урин смешиваются и их трудно разделить.
Газовые

продукты обмена невелики и ими можно пренебречь.
Четкий суточный цикл чередования

активности и покоя  легко измерить
BMR, SMR, EM, выбрав нужное время суток.
Четкая сезонная приуроченность продуктивных процессов + их легко обнаружить  легко выделить периоды, когда DEB=DEE=EM
EM мало варьирует по сезонам при данной Та и ~ легко может быть измерена в неволе!!

Отсюда  Epa= DEB – (EM+P)

Млекопитающие
Разделение фекалий и урина  раздельное измерение энергии.

Разделение других частей потока энергии сложно, т.к.:
Не все спят ночью
Не все имеют постабсорбтивный период ночью  трудно измерить BMR, SMR
Не все имеют четко ограниченные во времени периоды роста, линьки, половой активности
Много скрытых продуктивных процессов (беременность, синтез молока, умеренный и продолжительный рост с неясной скоростью…)
Отсюда трудно выделить EM из всех расходов на дыхание….. 
P= C – (R+F)

гомойотермные животныеПтицыФекалии и урин смешиваются и их трудно разделить. Газовые продукты обмена невелики и ими можно пренебречь.Четкий

Слайд 21Энергетические модели

Слайд 22Энергетические модели

Слайд 23

Слайд 24а – все экспериментальные данные
б - те же измерения:
● -

перья прижаты
○ - перья распушены
Tlc1 – нижняя граница
термонейтральности при

распушенном оперении
(6оС; h1=14.2 kJ/d *°С)
Tlc2 – то же, но при прижатом
оперении (30оС;hu=56.9 kJ/d *°С)

Энергетические модели

а – все экспериментальные данныеб - те же измерения:● - перья прижаты○ - перья распушеныTlc1 – нижняя

Слайд 25Энергетические модели

Слайд 26катаболизированная энергия
экскреты
гомойотермные
животные

Слайд 27

Слайд 28DEE, Watt
DEE, Watt

Слайд 29

Слайд 30Эффект различия воробьиных и неворобьиных птиц одинаковой массы тела по

BMR (Гаврилов, 1996).
Энергетические модели
Модель В.М. Гаврилова
Lasiewski, R. C. and

Dawson, W. R. (1967). A re-examination of the relation between standard metabolic rate and body weight in birds. Condor 69, 13-23.

Эффект различия воробьиных и неворобьиных птиц одинаковой массы тела по BMR (Гаврилов, 1996). Энергетические моделиМодель В.М. ГавриловаLasiewski,

Слайд 31

Слайд 32Максимальный уровень аэробного метаболизма связан с уровнем базального метаболизма (BMR):

Bennett A. F., Ruben. J. A. 1979. Endothermy and activity

in vertebrates // Science, V. 206, P. 649–654.

Максимальный уровень суточной работы птиц равен 1 BMR: Гаврилов В. М. 1995; 1998.

DWO (уровень суточной работы) = BMR

при максимальной суточной активности (a = 4; MPE = 4BMR) и эффективности трансформации метаболической энергии в механическую α =0,25

Энергетические модели
Модель В.М. Гаврилова

Максимальный уровень аэробного метаболизма связан с уровнем базального метаболизма (BMR): Bennett A. F., Ruben. J. A. 1979.

Слайд 33Энергетические эквиваленты главных элементов территориального поведения
Формы патрулирования:
1 – с места
2

– пешком
3 – вплавь
4 – перепархиванием
5 – с воздуха
6 –

пение
Формы агрессивных контактов:
7 – угрозы
8 – драки на земле
9 – погони в воздухе
10 – воздушные бои

Энергетические модели

Энергетические эквиваленты главных элементов территориального поведенияФормы патрулирования:1 – с места2 – пешком3 – вплавь4 – перепархиванием5 –

Слайд 34Метод дважды меченой воды
Doubly Labeled Water (DLW)

Инъекция воды, содержащей

2H (дейтерий) и 18O (изотоп кислорода-18)

2H покидает тело через

воду в поте, моче, воздухе из легких

18O покидает тело через воду (H218O) и углекислый газ (C18O2)

Разницу концентрациях измеряют на масс-спектрометре, оценивая количество 18O, покинувшего организм в качестве CO2

Из лекции А.В. Бушуева

Метод дважды меченой водыDoubly Labeled Water (DLW) Инъекция воды, содержащей 2H (дейтерий) и 18O (изотоп кислорода-18) 2H

Слайд 35

Слайд 36

Слайд 37
1. Внутрипопуляционная вариация BMR

и приспособленность?

Корреляция BMR с репродуктивным и социальным статусом особи у птиц (Hogstad, 1987; Reinertsen, Hogstad, 1994; Керимов, Иванкина, 1999)

Корреляция BMR со степенью меланизации брачного наряда самцов мухоловки-пеструшки (Гаврилов В. М., Керимов А. Б., Иванкина Е. В. 1993)

Слайд 38Эволюционно устойчивое разнообразие особей в популяции по энергетическому качеству?
2.

Повторяемость (пластичность) и наследуемость BMR
(степень постоянства уровня метаболизма покоя

и его сходство у родителей
и потомков (Бушуев, 2009; Бушуев и др., 2010; Bushuev et al., 2012;
Керимов и др., 2014)
Repeatability and Heritability of BMR

Эволюционно устойчивое разнообразие особей в популяции по энергетическому качеству? 2. Повторяемость (пластичность) и наследуемость BMR (степень постоянства

Слайд 391а. Социальный ранг и будущий репродуктивный успех

Слайд 40Расположение гнезд самцов разного социального статуса
относительно центральной части участка

обитания стаи (УОС).
Эффект ранга: H= 24,94; p =0,0001; n= 115.

высокий

низкий

Расположение гнезд самцов разного социального статуса относительно центральной части участка обитания стаи (УОС).Эффект ранга: H= 24,94; p

Слайд 41

Слайд 42

Слайд 431б. Социальный статус & BMR

Слайд 44

Слайд 45The basal metabolic rates of short time visitors and transient

birds (T) and stable flock members (F) in wintering Great

Tits

Age was included as covariate. Statistics: gender (1), F=22.8, p=0.000002; flock membership (2), F=2.7, ns; 1 x 2, F=5.1, 0.02

The basal metabolic rates of short time visitors and transient birds (T) and stable flock members (F)

Слайд 46Winter Body mass of short time visitors and transient birds

(T)
and stable flock members (F) in wintering Great Tits
Male
males
females

Winter Body mass of short time visitors and transient birds (T) and stable flock members (F) in

Слайд 47BMR

Слайд 48Интервалы кладки (число дней между предъявлением дуплянки и откладкой
первого

яйца) и размер кладки у зебровой амадины (из Wiersma &

Verhulst, 2003)

Интервалы кладки (число дней между предъявлением дуплянки и откладкой первого яйца) и размер кладки у зебровой амадины

Слайд 49В стабильных группировках большой синицы, функционирование которых
основывается на персонификации

и преемственности групповых
отношений, предшествующие социальные и территориальные связи особи
в

значительной степени определяют ее доступ к репродуктивным
ресурсам и итоговую приспособленность.

В таких группировках влияние энергетических характеристик
особи на ее позицию в популяции проявляется прежде всего при
дефиците социального опыта: на начальных этапах жизненного цикла
или при присоединении к новой стае на любой стадии жизни.

Почему связь между социальным статусом и энергетикой
наиболее выражена у самцов, впервые пополнивших стаю?

В стабильных группировках большой синицы, функционирование которых основывается на персонификации и преемственности групповыхотношений, предшествующие социальные и территориальные

Слайд 502. Повторяемость и наследуемость BMR
(степень постоянства уровня метаболизма покоя

и его сходство у родителей и потомков)

Repeatability and heritability of BMR

Слайд 51BMR и polymorphism of breeding plumage
in Pied Flycatcher, Ficedula

hypoleuca

Слайд 52Индивидуальная изменчивость BMR мухоловки-пеструшки.
Предгнездовой период (весна) и период выкармливания

птенцов (лето).

Слайд 53Moscow region

Слайд 54Spring BMR of free-living males, measured after their week existence

at low (< 11oC) and high (> 11oC) temperatures. Only

old (>=2yr) males were included.

Spring BMR of free-living males, measured after their week existence at low (< 11oC) and high (>

Слайд 55Схема эксперимента

Слайд 56

Слайд 57Наследуемость RMR слетков мухоловки-пеструшки
из экспериментальных и контрольных выводков
Бушуев и

др., 2010
Повторяемость BMR самцов мухоловки-пеструшки (r = 0.50)

Наследуемость RMR слетков мухоловки-пеструшки из экспериментальных и контрольных выводковБушуев и др., 2010Повторяемость BMR самцов мухоловки-пеструшки (r =

Слайд 58Trait mean, additive genetic variance (VA), permanent environmental variance (VPE),

residual variance (VR), the total phenotypic variance (VP), the proportion

of phenotypic variance due to additive genetic effects (heritability, h2), the coefficient of additive genetic variation (CVA = (√(VA)/mean)*100)).

** P < 0.01, * P < 0.05.

RESULTS: Animal model analysis (from Bushuev et al., 2012)

Trait mean, additive genetic variance (VA), permanent environmental variance (VPE), residual variance (VR), the total phenotypic variance

Слайд 59
В популяциях возможно существование эволюционно устойчивого разнообразия особей по

энергетическому качеству - BMR

Слайд 60Энергетические модели

Слайд 61r=0.66, P=0.077
r=0.58, P=0.14
r=0.18, P=0.67
r=-0.85, P=0.017
Энергетические модели

Слайд 62Энергетические модели

Слайд 63Энергетические модели
Max DEE (= MPE) = …. X BMR

???

Слайд 64Энергетические модели

Слайд 65PPE2
PPE1
Tlc
Энергетические модели

Скачать презентацию

Разделы презентаций

Теплообмен организмов Обменные реакции протекают в зависимости от Т b Т b Т a,

Содержание

Слайды и текст этой презентации

Слайд 1Теплообмен организмовОбменные реакции протекают в зависимости от ТbТb Тa ,

а устанавливается в результате балансамежду средой и организмом

Слайд 3Пойкилотермные организмыНизкий уровень обмена;2) Главный источник поступления тепловой энергии –

- ВНЕШНЕЕ ТЕПЛО.

Слайд 4Пойкилотермные организмы

Слайд 5Пойкилотермные животные

Слайд 7Пойкилотермные животныеПойкилотермные успешно существуют во всех средах и во всем

диапазоне Та, регистрируемых в биосфере.

Слайд 8Пойкилотермные животныеБиологические антифризы (гликопротеиды у рыб, глицерин у насекомых).Межвидовые и

популяционные различия  принцип температурной компенсации.Элементы терморегуляции – использование эндогенноготепла

Слайд 10))

Слайд 12Пойкилотермные животные

Слайд 13Пойкилотермные животныеПри высоких Та – адаптации к перегреву:1) Ящерицы –

особые движения горла = верхнее (гулярное) дыхание, при котором увеличивается

Слайд 14Пойкилотермные животныеЗаключениеЭктотермность (тесная связь Тb с Та ).Термические адаптации смягчают

эту связь (в пределах, при которых ферментные системы настроенына средние

Слайд 15Пойкилотермные животные

Слайд 16гомойотермные животныеГомойотермы