Name: animal classification and adaptation
Uploaded: 2019-01-31T09:27:27.000Z
Duration: 6 min 8 s
Channel: JoVE

K12 Standards

Louisiana Student Standards for Science

High School

Life Sciences

ecosystems-interactions-energy-and-dynamics

Ecosystems: Interactions, Energy And Dynamics

HS-LS2-7

Animal Diversity

إلى جانب أسمائهم ، ما هو القاسم المشترك بين الخيول وفرس البحر؟ على الرغم من أنهما يبدوان مختلفين إلى حد كبير ، إلا أنهما حيوانان. بشكل عام ، نعرف على أنها كائنات متعددة الخلايا متحركة ، مما يعني أنها قادرة على الحركة المستقلة ، وتستهلك المواد العضوية للحصول على الطاقة ، وقادرة على التكاثر الجنسي. طورت الأنواع سماتها المختلفة بوظائف محددة لزيادة لياقتها البدنية في موائلها مثل الرئتين والخياشيم على سبيل المثال. القاعدة الأساسية الجيدة هي أن الشكل يتبع الوظيفة ، مما يعني أنه يمكن التنبؤ بوظيفة الميزة من خلال هيكلها ومظهرها. على سبيل المثال ، طورت أنواع مختلفة من العصافير في جزر غالاباغوس مناقير مختلفة لأنظمة غذائية معينة مثل المناقير الرقيقة لاستهلاك الرحيق والمناقير السميكة لفتح البذور الكبيرة. وبالتالي ، يمكننا التنبؤ بالوجبات الغذائية للأنواع من خلال مراقبة الهياكل المشاركة في التغذية. 
تشير بعض الميزات إلى نقاط متفرعة على الشجرة التطورية وهذا صحيح على طول الطريق في جميع أنحاء شجرة الحياة الحيوانية بأكملها. إذا نظرنا إلى الهيكل الأساسي لشجرة التطورية ، يمكننا أن نرى أنها مقسمة إلى العديد من الشعب المختلفة مع تحديد كل شعبة من خلال الخصائص المشتركة الرئيسية. دعنا نتعرف على هذه بإيجاز. 
أول شعبة رئيسية هي Porifera ، وتعني ببساطة تحمل المسام. ثابتة كبالغين ، تشمل Porifera مغذيات مرشحة مثل الإسفنج. يؤدي الافتقار إلى التماثل وطبقات الأنسجة المميزة إلى فصل Porifera عن المجموعات الأخرى ويمنحها قدرة تجديد هائلة حيث يمكن للكائن الحي بأكمله أن ينمو من مجموعة صغيرة من الخلايا. 
تشمل الشعبة التالية ، Cnidaria ، شقائق النعمان البحرية وقنديل البحر وتتميز هذه المجموعة بمخالبها ذات الخلايا المتخصصة في الأطراف التي يستخدمونها للدغة وإخضاع الفريسة. الكائنات المجوفة متماثلة شعاعيا حيث يمكن تقسيمها إلى أجزاء متساوية على طول محور مركزي وتمتلك طبقتين من الأنسجة ، الأديم الباطن من الداخل والأديم الظاهر من الخارج. مكن هذا الكائنات المجوفة من تطوير أمعاء بسيطة بفتحة واحدة. 
Platyhelminthes ، التي تعني حرفيا الديدان المفلطحة ، هي مجموعتنا التالية. تظهر الديدان المفلطحة تناسقا ثنائيا مما يعني أن لديها نصفين معكوسة على طول محور واحد. مكن التماثل الثنائي من الرأسية وهو تركيز للأعضاء الحسية بالقرب من الطرف الأمامي أو الرأس حيث تتفاعل هذه باستمرار مع محيطها. مكن التشيفات بدوره من الحركة الاتجاهية مثل التحرك نحو مصدر الغذاء. طورت Platyhelminthes أيضا طبقة نسيجية ثالثة ، الأديم المتوسط ، والتي تقع بين الأديم الظاهر والأديم الباطن. 
مع تزايد تعقيد ، كانت الشعبة المجزأة ، Annelids مثل دودة الأرض ، هي التي طورت تجويفا للجسم مبطن بأديم متوسط يسمى coelom. مكنت هذه الميزة الجديدة من تخصص الأنسجة ومهدت الطريق لتطوير الأعضاء. 
يزداد تعقيد هذا التخصص في الرخويات ، وهي مجموعة تشمل خطط جسم متنوعة مثل الأخطبوطات والقواقع والمحار. تحتوي هذه المجموعة على العديد من الأعضاء المتخصصة المغطاة والمحفوظة في مكانها مع عباءة. 
يمكن القول إن المفصليات هي أكثر الشعبات تنوعا وتشمل الحشرات والقشريات والعناكب. كانوا أول مجموعة طورت زوائد مفصلية ولذا تم تسميتها وفقا لذلك. لديهم أيضا هوائيات حسية وتنقسم أجسامهم إلى ثلاثة أجزاء متخصصة ، الرأس والصدر والبطن ، وكلها مغطاة بهيكل خارجي. 
أخيرا ، تشمل شعبة Chordate صديقنا القديم آكل البذور وجميع الطيور الأخرى بالإضافة إلى السترات أو نافورات البحر والأسماك والبرمائيات والزواحف والثدييات. تحصل الحباليات على اسمها من سمة جسدية جديدة طوروها ، وهي الحبل العصبي ، والتي تظهر بوضوح في هذا الجنين النموذجي للحبل. يتطور هذا إلى الدماغ والحبل الشوكي لدى معظم البالغين. لديهم أيضا بنية غضروفية ، الحبل الظهري ، والذي يصبح العمود الفقري أو العمود الفقري. 
هنا ، قمنا بتمييز شعبة الرئيسية بطريقة مبسطة للغاية. ولكن كما ترون ، حتى داخل شعبة واحدة ، هناك العديد من الاختلافات في الشكل والوظيفة التي يمكن العثور عليها. هذا يعني أنه يمكننا مراقبة الهياكل والفسيولوجيا المتنوعة لأعضاء مختلفين في شعبة واحدة والتنبؤ بوظائفهم وتاريخ حياتهم. 
في هذا المختبر ، ستلاحظ هياكل جراد البحر والكريكيت وتتنبأ بوظائفها.

التنوع الحيواني

تتكون Kingdom Animalia من مجموعة من الكائنات الحية التي توحدها مجموعة من الخصائص المشتركة. باستثناء استثناءات قليلة ، فإن عبارة عن حقيقيات النوى متعددة الخلايا تتحرك وتستهلك المواد العضوية وتتكاثر جنسيا. على الرغم من أن هذه السمات مشتركة ، إلا أن الأنواع داخل هذه المملكة متنوعة للغاية أيضا. يرجع هذا التنوع إلى تكيف كل نوع مع مكانة مختلفة. يشمل مكانة النوع مساحة هذا النوع ووظيفته وعلاقته مع العوامل الحيوية وغير الحيوية الأخرى في بيئته. يسمح التخصص المتخصص من خلال التكيف التطوري للأنواع بالبقاء على قيد الحياة والتكاثر بشكل فعال في بيئتها ويقلل من المنافسة بين الأنواع داخل نفس الموطن 1-2 . 
<h4>التصنيف</h4>
أدى التنوع في Kingdom Animalia إلى تصنيف 36 شعبة متميزة ، بناء على نسبها التطوري. ستتم مناقشة سبعة من هذه الشعب ، بما في ذلك Porifera و Cnidaria و Platyhelminthes و Annelida و Mollusca و arthropoda و Chordata. الأولى ، شعبة Porifera ، هي أقدم وأبسط وأكثر شعبة الأجداد. يتضمن إسفنج تغذية مرشح متعدد الخلايا وغير متماثل يفتقر إلى طبقات الأنسجة المميزة. ومن المثير للاهتمام أن الإسفنج يمكن أن ينمو مرة أخرى بعد تفكيكه إلى مستوى خلية واحدة. بعد ذلك ، مع زيادة التعقيد ، تشمل شعبة Cnidaria قناديل البحر والشعاب المرجانية. أعضاء هذه الشعبة متماثلة شعاعيا وثنائية الأرومات (تمتلك طبقتين من الأنسجة). تسمى طبقات الأنسجة هذه الأديم الباطن ، الذي يشكل الطبقة الداخلية ، والأديم الظاهر ، الذي يشكل الطبقة الخارجية. تحتوي الكائنات الحية في شعبة Cnidaria على أمعاء بسيطة ذات فتحة واحدة يدخل من خلالها الطعام ويفرز النفايات. يشمل كل من Porifera و Cnidaria كائنات مستقرة إلى حد كبير عند البالغين. ومع ذلك ، فقد طورت الشعب المتبقية تكيفات تسمح بالحركة والسلوك الأكثر تعقيدا. 
بعد Cnidaria ، هناك نوعان من شعب الديدان ، يطلق عليهما Platyhelminthes و Annelida. تتنفس الديدان من كل من هذه الشعب عن طريق تبادل الغازات عبر جلدها. نتيجة لذلك ، فإن معظم الديدان لها مساحة سطح كبيرة إلى نسبة الحجم وتعيش في بيئات رطبة أو مائية. يجب أن يظل جلد هذه الكائنات رطبا لتسهيل الانتشار الفعال للغازات. سمة أخرى شائعة للديدان هي تناسقها الثنائي. هذا يعني أنه يمكن تقسيم الكائن الحي بشكل متماثل إلى نصفين على طول المستوى. لا يظهر التماثل الثنائي في الديدان فحسب ، بل يظهر أيضا في كل شعب من هذه النقطة التطورية فصاعدا. هذا التماثل مهم للسماح بالحركة الموجهة وتركيز الأعضاء الحسية بالقرب من الطرف الأمامي أو الرأس حيث تتفاعل مع محيطها. تحتوي الديدان والشعبة اللاحقة أيضا على طبقة نسيجية إضافية تسمى الأديم المتوسط تقع بين الأديم الظاهر والأديم الباطن. نتيجة لذلك ، تعتبر هذه الكائنات الحية "ثلاثية الأرومات". 
من بين شعبتين من الديدان ، Platyhelminthes هو الأقدم والبساطة. وتشمل هذه الديدان المفلطحة والمثقوجات ، والتي قد تكون حرا أو طفيلية. مثل الكائنات المجوفة ، يمتلكون أمعاء بسيطة بفتحة واحدة. شعبة Annelida أكثر تعقيدا ، بما في ذلك ديدان الأرض ، والرشحات ، ومتعددة الأشواك. تحتوي هذه الكائنات الحية على تجويف في الجسم ، يسمى السيلوم ، بين جدار الأمعاء والجسم. كما أنها مميزة بسبب تجزئة أجسادهم. كان تقسيم الكائن الحي إلى أجزاء خطوة تطورية مهمة ، مما سمح بتكييف كل جزء مع الأشكال والوظائف المتخصصة. تشمل التطورات التطورية الرئيسية في هذه الشعب تطوير الأجزاء الأمامية مع الزوائد المتخصصة في الإمساك بالطعام ومعالجته بالإضافة إلى الأجزاء الخلفية ذات الزوائد المتخصصة في الحركة. 
تحتوي الشعبة التالية ، الرخويات ، على كائنات متنوعة للغاية من الناحية الشكلية ، بما في ذلك الأخطبوطات والقواقع والرخويات والمحار. هناك عدد قليل من الميزات المميزة لهذه المجموعة. ومع ذلك ، تمتلك جميع الرخويات عباءة تعمل كغطاء واقي لأعضاء الجهاز التنفسي والجهاز الهضمي والهياكل التناسلية. بعد ذلك ، المجموعة الأكثر تنوعا من الكائنات الحية هي شعبة مفصليات الأرجل. تشكل هذه الشعب وحدها ما يقرب من ثلاثة أرباع جميع الأنواع الحية والمنقرضة المعروفة اليوم ، بما في ذلك القشريات والحشرات والعناكب. يحتوي جميع أعضاء هذه الشعبة على طبقة خارجية صلبة مصنوعة من الكيتين ، تسمى الهيكل الخارجي. يتم التخلص من هذا الهيكل الخارجي بشكل دوري ليحل محله هيكل جديد أكبر. مثل Annelida ، المفصليات مجزأة. ومع ذلك ، بدلا من الأقسام المتكررة المتعددة ، يتم تقسيم المفصليات إلى ثلاثة أجزاء متميزة تسمى الرأس والصدر والبطن. يحتوي معظمها على هياكل استشعار متخصصة متصلة بالرأس تسمى الهوائيات. 
أخيرا ، تشمل شعبة Chordata جميع ذات العمود الفقري وعدد قليل بدونها. هناك سمتان مشخصتان مميزان توحد هذه المجموعة هما وجود وتر عصبي وحبل ظهري. الحبل العصبي هو جزء رئيسي من الجهاز العصبي الحبلي والحبل الظهري عبارة عن بنية غضروفية تمتد بين الحبل العصبي والجهاز الهضمي. تشمل شعبة الحبل العصبي (التي تفقد الحبل العصبي والحبل الظهري بعد التحول من اليرقات إلى مرحلة الحياة البالغة) والأسماك والبرمائيات والطيور والزواحف والثدييات (بما في ذلك البشر) 3 . 
<h4>الشكل والوظيفة</h4>
إن التنوع الهائل في بنية الجسم والموائل والسلوك الذي لوحظ عبر جميع الشعب ال 36 داخل Kingdom Animalia أمر مذهل حقا. لفهم هذه الاختلافات بشكل أفضل ، من المهم مراعاة العلاقة بين الشكل والوظيفة. "الشكل" يعني ببساطة شكل وحجم وجوهر الهيكل أو الكائن الحي بينما تعني كلمة "الوظيفة" الطريقة التي يتم بها استخدام هذا الهيكل. وفقا لذلك ، يمكن التنبؤ بوظيفة الهيكل بناء على الشكل المرصود ، أو العكس. على سبيل المثال ، من المتوقع أن يكون للطائر المتخصص في تكسير المكسرات الصلبة منقار قوي وحاد بينما قد يكون للطائر الذي يأكل الفاكهة منقار أصغر وأكثر استدارة. 
الأهم من ذلك ، أن شكل الكائن الحي مقيد بمتطلباته الفسيولوجية. على سبيل المثال ، يجب على جميع أن تستهلك المواد العضوية وتهضمها وتتبادل الغازات مع بيئتها. نتيجة لذلك ، يجب أن تستمر أي تعديلات على شكل في تسهيل هذه العمليات بكفاءة. على سبيل المثال ، في الصغيرة ، يكون انتشار الغازات عبر الجلد ممكنا ومفيدا في كثير من الأحيان. ومع ذلك ، مع زيادة حجم ، تقل نسبة مساحة سطحه إلى الحجم حتى لا يتمكن الانتشار عبر الجلد من توفير تبادل كاف للغازات. طورت هذه الكبيرة أنظمة معقدة للتعامل مع تبادل الغازات ، مثل رئتي الحوت أو خياشيم السمكة. نتيجة لذلك ، يعتمد مورفولوجيا أنظمة تبادل الغازات على كل من حجم الكائن الحي وبيئته. 
وبالمثل ، فإنه يتبع بشكل عام أنواع أخرى من التكيفات التي يتبع الشكل الوظيفة ، مقيدا فقط بالمتطلبات الفسيولوجية للكائن الحي. ومع ذلك ، هناك حالات لا يتبع فيها الشكل الوظيفة. الهياكل الأثرية هي تلك التي خدمت غرضا في سلف الكائن الحي ولكنها لم تعد مفيدة في شكلها الحالي. مثل هذه الهياكل لها تأثير ضئيل أو معدوم على لياقة الفرد ، وبالتالي لا يتم اختيارها تطوريا لصالح أو ضد السكان. نتيجة لذلك ، لا تزال بعض الهياكل ذات قدرة وظيفية محدودة. على سبيل المثال ، الزائدة الدودية البشرية ، وهي جيب صغير في نهاية الأمعاء الغليظة ، هي بقايا تطورية من أسلافنا. في حين تم افتراض أن هذا الهيكل يخزن بكتيريا الأمعاء المفيدة ، فإن إزالة الزائدة الدودية ممكنة دون أي آثار ضارة. 
<h4>التطور المتقارب</h4>
من بين التعديلات التي شوهدت في Kingdom Animalia ، تطور العديد منها عدة مرات عبر التاريخ التطوري. ضع في اعتبارك أجنحة الخفافيش وأجنحة الطيور كمثال. هذه الهياكل ليست نتيجة للارتباط التطوري ، ولكنها نشأت بدلا من ذلك من التطور المتقارب 4 . يحدث التطور المتقارب عندما يطور كائنان حيان بشكل مستقل سمات متشابهة بسبب الضغوط البيئية أو المنافذ المتشابهة. تطورت أجنحة الخفافيش والطيور والإقحامات بشكل مستقل ويقال إنها "سمات متقاربة". من الواضح أن هذه السمات مفيدة جدا للمنافذ التي تنشأ فيها. 
<h4>المراجع</h4>
<ol class="references">
	<li>هولينز ، ج. ، وآخرون (2018). "منظور فسيولوجي للتطور الناجم عن مصايد الأسماك". إيفول أبل 11(5): 561-576. </li>
	<li>ليونغ، إم.، وآخرون (2017). "الموائل التي يوفرها البشر: العوامل المؤثرة على تنوع وتكوين المفصليات في المنازل". مندوب العلوم 7 (1): 15347. </li>
	<li>راي ، جي إيه (2015). "الساعات الجزيئية والتطور المبكر للأجهزة العصبية الميتازوانية". Philos Trans R Soc Lond b Biol Sci 370(1684). </li>
	<li>فول ، م. ، وآخرون (2014). "إشارات واسعة النطاق للتكيف المتقارب مع الارتفاعات العالية في آسيا وأمريكا". Am J Hum Genet 95(4): 394-407. </li>
</ol>

تتكون Kingdom Animalia من مجموعة من الكائنات الحية التي توحدها مجموعة من الخصائص المشتركة. باستثناء استثناءات قليلة ، فإن متعددة الخلايا ...

Education

JoVE Lab Manual

Biology

علم الأحياء

Evolution

التطور

animal classification and adaptation

Kingdom Animalia includes a wide range of organisms that share a few basic traits. Most animals are multicellular eukaryotes that move, consume organic matter, and reproduce sexually. Even with those shared features, animals are extremely diverse because each species adapts to a different niche. A niche is the place, role, and set of interactions a species has with living and nonliving parts of its environment. Specialization helps species survive, reproduce, and reduce competition with others in the same habitat.

This diversity has led scientists to classify animals into 36 phyla based on evolutionary lineage. Seven major phyla are highlighted here: Porifera, Cnidaria, Platyhelminthes, Annelida, Mollusca, Arthropoda, and Chordata. Porifera is the earliest and simplest group. It includes sponges that are multicellular, asymmetrical, and filter feeding. They lack distinct tissue layers, and some can regrow even after being broken apart to the level of a single cell.

Cnidaria is a more complex phylum that includes jellyfish and corals. These animals are radially symmetric and diploblastic, which means they have two tissue layers: ectoderm and endoderm. They also have a simple gut with one opening for both food intake and waste removal. Both Porifera and Cnidaria include animals that are mostly sedentary as adults. The next groups show more movement and more complex behavior.

Platyhelminthes and Annelida are the two worm phyla discussed here. Worms in both groups exchange gases across their skin, so they usually need moist or aquatic environments and a large surface area to volume ratio. They also have bilateral symmetry, which means the body can be split into matching left and right halves. This symmetry supports directed movement and places sensory organs near the anterior tip, or head. Worms and later phyla are triploblastic because they also have a mesoderm, the middle tissue layer.

Platyhelminthes is the older and simpler worm phylum. It includes flatworms and trematodes, which may live freely or as parasites. Like cnidarians, these animals have a simple gut with one opening. Annelida is more complex and includes earthworms, leeches, and polychaetes. These animals have a coelom, which is a body cavity between the gut and the body wall, and they are segmented. Segmentation was an important evolutionary step because it allowed different body segments to specialize for different tasks, such as grasping food or moving.

Mollusca is a highly varied phylum that includes octopuses, snails, slugs, and clams. Members of this group share few obvious features, but all mollusks have a mantle. The mantle is a protective covering for the respiratory organs, digestive tract, and reproductive structures. Arthropoda is the most diverse animal phylum and includes crustaceans, insects, and arachnids. It makes up about three quarters of all known living and extinct species. Arthropods have a chitin-based exoskeleton that must be shed and replaced as they grow. They are also segmented, but their bodies are organized into the head, thorax, and abdomen, and most have antennae for sensing.

Chordata includes animals with a backbone and a few without one. Two features unite this group: a nerve cord and a notochord. The nerve cord is a major part of the chordate nervous system, and the notochord is a cartilaginous support structure between the nerve cord and the digestive tract. Chordates include tunicates, fish, amphibians, birds, reptiles, and mammals, including humans. Tunicates are unusual because they lose the nerve cord and notochord after they change from larva to adult.

The many body forms seen in Kingdom Animalia show how closely form and function are linked. Form means the shape, size, and substance of a structure, while function is the way that structure is used. A bird that cracks hard nuts is expected to have a sturdy, sharp beak, while a fruit-eating bird may have a smaller, rounder beak. Animal form is also limited by basic needs. Animals must eat, digest, and exchange gases with their environment, so any adaptation still has to support those jobs efficiently.

Gas exchange shows this link clearly. Small animals can often exchange gases across the skin by diffusion. As animals get larger, their surface area to volume ratio decreases, and diffusion across the skin is no longer enough. Larger animals therefore use specialized systems such as the lungs of a whale or the gills of a fish. The exact form of a gas exchange system depends on both body size and environment.

Some structures do not follow function in a useful way today. Vestigial structures are traits that were useful in an ancestor but have little or no current function. They do not strongly affect fitness, so natural selection does not act on them much. The human appendix is one example. It is a small pocket at the end of the large intestine, and it may store helpful gut bacteria, but it can be removed without harmful effects.

Similar traits can also evolve more than once. This is called convergent evolution. It happens when unrelated organisms independently develop similar features because they face similar environmental pressures or fill similar niches. Bat wings and bird wings are an example, and insect wings are another. These traits are convergent, not evidence of close evolutionary relatedness, and they show how similar needs can shape animal form in different lineages.

Animal Classification and Adaptation

natural selection

Fitness and Selection in Populations

Fitness and natural selection shape how traits spread through a population over time. Variation in inherited phenotypes gives evolution its raw material. When a trait is heritable and affects survival or reproduction, natural selection can change how common that trait becomes in later generations. Fitness means reproductive success compared with others in the same population. A heritable trait that improves fitness is called an adaptation. Individuals with higher lifetime reproductive success...

artificial selection

Selective Breeding in Dogs and Crops

Artificial selection, also called selective breeding, is the human choice of which plants or animals reproduce. It uses natural variation in a population to produce traits people want. Over many generations, this can create domesticated organisms that look very different from their wild ancestors. Natural selection is a different process, but it helps explain how change happens in nature. In adaptive evolution, differences in traits can lead to differences in survival and reproductive success.

hardy-weinberg and genetic drift

Hardy-Weinberg Tests for Population Change

Hardy-Weinberg tests help scientists check whether a population is changing over time. Because evolution happens slowly and over large areas, researchers often use mathematical models to study it. These models use measurable data and computer simulations to predict how allele frequencies may shift across many generations. The Hardy-Weinberg equilibrium equation is one common model. It was developed independently in 1908 by G. H. Hardy and Wilhelm Weinberg. The equation gives the expected...

evolutionary relationships

DNA Evidence in Evolutionary Trees

DNA evidence helps scientists map evolutionary relationships between living things. Early classification began with Aristotle in the 4th century BC and was later improved during the Renaissance and by Carolus Linnaeus in the mid-1700s. These systems grouped species by physical similarity, such as the presence or absence of a backbone in vertebrates and invertebrates. Traits like a backbone are called synapomorphies, which are shared traits that likely came from a common ancestor. Physical...

plant diversity

Plant Adaptations for Land Life

Plant adaptations for land life explain how plants moved from water to land and diversified over time. Kingdom Plantae first appeared about 410 million years ago, when green algae began transitioning from aquatic environments to dry land. That shift was difficult, but land offered more light, more carbon dioxide, and far less competition than crowded oceans. Life on land forced plants to solve new problems. Aquatic plants can absorb water and nutrients directly from the surrounding liquid, use...

animal diversity

Kingdom Animalia includes a wide range of organisms that share a few basic traits. Most animals are multicellular eukaryotes that move, consume organic matter, and reproduce sexually. Even with those shared features, animals are extremely diverse because each species adapts to a different niche. A niche is the place, role, and set of interactions a species has with living and nonliving parts of its environment. Specialization helps species survive, reproduce, and reduce competition with others...

microbial and fungal diversity

How Scientists Identify Bacteria and Fungi

Bacteria and fungi are highly diverse organisms, and scientists identify them by looking at their structure, growth, and role in health. Some species help people, while others can cause disease, so learning how to tell them apart matters in biology and medicine. Biological taxonomists group organisms by evolutionary relatedness. Life is divided into three domains: Bacteria, Archaea, and Eukaryota. Bacteria belong to the domain Bacteria, which includes single-celled prokaryotes. Prokaryotic...

evolution

Explore major animal phyla, from sponges to chordates, and see how form, function, vestigial structures, and convergent evolution shape adaptation.

Animal Classification and Adaptation | JoVE K12

Tennessee Academic Standards

Biological Change: Unity and Diversity

BIO1.LS4.3

Virginia  Standards of Learning

HIgh School

BIO.8

BIO.8.d

Life Science

LS.3

LS.3.c

new-jersey-student-learning-standards-for-science

New Jersey Student Learning Standards for Science

Ecosystems: Interactions, Energy, and Dynamics

HS-LS2-2

Arizona Science Standards

HS.L2

HS.L2U3.18

Alabama Course of Study Science

9-12

Ecosystems: Interactions Energy and Dynamics

9-12.B.2.9

Next Generation Science Standards

heredity-inheritance-and-variation-of-traits

Heredity: Inheritance and Variation of Traits

HS-LS4-6

Florida Department of Education

SC.912.L.15

SC.912.L.15.7

south-carolina-college-and-career-ready-science-standards

South Carolina College and Career Ready Science Standards

Biological Evolution: Unity and Diversity

B-LS4-6.

Georgia Standards of Excellence

Environmental Science

SEV2.

SEV2.a

new-york-state-science-learning-standards

New York State Science Learning Standards

Structure and Function

HS-LS1-2.

Entomology

SEN1.

SEN1.b

استعد لتدريس التنوع الحيواني من خلال هذا الدليل الإرشادي للمدرسين لمدة 1 دقيقة. يغطي خطوات التحضير الأساسية لمختبر Biology على JoVE Lab Manual.

تحضير المدرّس لـ التنوع الحيواني في Biology - أكثر من 2.1K مشاهدة | JoVE Lab Manual

اتبع إجراءات التنوع الحيواني خطوة بخطوة في فيديو بروتوكول الطالب هذا لمدة 7 دقيقة. جزء من مجموعة Biology على JoVE Lab Manual.

بروتوكول الطالب لـ التنوع الحيواني في Biology - أكثر من 3.3K مشاهدة | JoVE Lab Manual

What is an Ecosystem?

Overview

An ecosystem is the interaction between all abiotic and biotic factors in an environment and can be classified as terrestrial or aquatic. ...

Trophic Levels

All organisms in an ecosystem occupy a trophic level in the food chain. The lowest level consists of primary producers, which synthesize their food from ...

Primary Production

The total amount of energy acquired by primary producers in an ecosystem is called gross primary production (GPP). However, of this energy, producers use ...

Production Efficiency

Net production efficiency (NPE) is the efficiency at which organisms assimilate energy into biomass for the next trophic level. Due to low metabolic rates ...

Trophic Efficiency

Trophic level transfer efficiency (TLTE) is a measure of the total energy transfer from one trophic level to the next. Due to extensive energy loss as ...

Life Histories

Constrained by limited energy and resources, organisms must compromise between offspring quantity and parental investment. This trade-off is represented ...

Energy Budgets and Reproductive Strategies

Organisms must balance energy intake with the energy required for growth, maintenance, and reproduction. These trade-offs result in a variety of ...

Population Growth

Population size is dynamic, increasing with birth rates and immigration, and decreasing with death rates and emigration. In ideal conditions with ...

Ecological Niches

All organisms have a position within an ecosystem. The complete set of living and nonliving factors&#x2014;including food resources, climate, and ...

Ecological Succession

Ecological succession is influenced by the processes of facilitation, inhibition, and toleration. Facilitation occurs when early successional species ...

Keystone Species

Measures of species biodiversity, such as richness (i.e., the number of species present) and evenness (i.e., their relative abundance), describe an ...

Symbiosis

Symbiotic relationships are long-term, close interactions between individuals of different species that affect the distribution and abundance of those ...

Competition

When organisms require the same limited resources within an environment, they may have to compete for them. Competition is a net-negative interaction. ...

Predator-Prey Interactions

Predators consume prey for energy. Predators that acquire prey and prey that avoid predation both increase their chances of survival and reproduction ...

Ecological Disturbance

An ecological disturbance is a temporary disruption in the environment resulting from abiotic, biotic, or anthropogenic factors, causing a pronounced ...

What is Biodiversity?

Biodiversity describes the variety of living things at multiple organizational levels: genetic, species and ecosystem diversity. Species diversity ...

Threats to Biodiversity

There have been five major extinction events throughout geological history, resulting in the elimination of biodiversity, followed by a rebound of species ...

Biodiversity and Human Values

Human civilization relies on biodiversity in many ways. Sudden changes in species biodiversity result in environmental changes that can modify weather ...

What is Photosynthesis?

All living organisms on Earth are directly or indirectly dependent on photosynthesis. It is the only biological process that can capture energy from ...

What is Conservation Biology?

Conservation biology is a scientific field that focuses on the preservation of biodiversity in order to protect ecosystems while meeting the needs of the ...

The Anatomy of Chloroplasts

Green algae and plants, including green stems and unripe fruit, harbor specialized organelles called chloroplasts to carry out photosynthesis. They ...

Sustainable Development

As the human population continues to grow and use resources, we must be mindful of our planet&rsquo;s natural limits. Sustainable development provides a ...

Photosystems

Photosystems are multiprotein complexes that form the functional units of photosynthesis in plants, algae, and cyanobacteria. They are found embedded in ...

Conservation of Small Populations

Small population sizes put a species at extreme risk of extinction due to a lack of variation, and a consequent decrease in adaptability. This weakens ...

The Photochemical Reaction Center

Reaction centers are pigment-protein complexes that initiate energy conversion from photons to chemical entities. Therefore, photochemical reaction center ...

What is Weather?

Overview

Weather refers to the current state of atmospheric conditions at a specific time and place. Weather is temporary and is influenced by the ...

The Antenna Complex

Plants and other photosynthetic organisms comprise pigments capable of absorption of direct sunlight. These pigments are present in the reaction center - ...

What is Climate?

Climate refers to the prevailing weather conditions in a specific area over an extended period. As the saying goes, &#8220;Climate is what you expect. ...

the-z-scheme-of-electron-transport-in-photosynthesis

The Z-Scheme of Electron Transport in Photosynthesis

The light reactions of photosynthesis assume a linear flow of electrons from water to NADP+. During this process, light energy drives the splitting of ...

Global Climate Change

Throughout its ~4.5 billion year history, the Earth has experienced periods of warming and cooling. However, the current drastic increase in global ...

The Calvin Benson Cycle

Ribulose 1,5- bisphosphate carboxylase/oxygenase (RuBisCo) is a critical enzyme that catalyzes carbon dioxide assimilation during photosynthesis. However, ...

Conservation of Declining Populations

Conservation of declining population focuses on ways of detecting, diagnosing, and halting a population decline. The approach uses methods to prevent ...

Introduction to Cellular Respiration

Organisms harvest energy from food, but this energy cannot be directly used by cells. Cells convert the energy stored in nutrients into a more usable ...

Habitat Fragmentation

Habitat fragmentation describes the division of a more extensive, continuous habitat into smaller, discontinuous areas. Human activities such as land ...

What is Glycolysis?

Overview
Cells make energy by breaking down macromolecules. Cellular respiration is the biochemical process that converts &#34;food energy&#34; (from the ...

Energy-requiring Steps of Glycolysis

Glucose is the source of nearly all energy used by organisms. The first step of converting glucose into usable energy is called glycolysis. Glycolysis ...

Energy-releasing Steps of Glycolysis

Glycolysis is divided into two phases based on whether energy is utilized or released. While the first phase consumes ATP, the second phase produces ...

ATP Synthase: Mechanism

In animals, the mitochondrial F1F0 ATP synthase is the key protein that synthesizes ATP molecules through a complex catalytic mechanism. While the nuclear ...

Outcomes of Glycolysis

Nearly all the energy used by cells comes from the bonds that make up complex organic compounds. These organic compounds are broken down into simpler ...

The ADP/ATP Carrier Protein

ADP/ATP carrier or AAC protein is the most abundant carrier protein in the inner mitochondrial membrane. It transports large quantities of ADP and ATP, ...

Pyruvate Oxidation

After glycolysis, the charged pyruvate molecules enter the mitochondria via active transport and undergo three enzymatic reactions. These reactions ensure ...

The Citric Acid Cycle: Overview

In aerobic organisms, the citric acid cycle is the second stage of cellular respiration wherein molecules derived from the breakdown of carbohydrates, ...

The Citric Acid Cycle: Output

The citric acid cycle is termed an amphibolic pathway as it operates both anabolically and catabolically. The cyclic reactions balance the flux of the ...

electron-transport-chain-complex-i-and-ii

Electron Transport Chain: Complex I and II

The mitochondrial electron transport chain (ETC) is the main energy generation system in the eukaryotic cells. However, mitochondria also produce ...

electron-transport-chain-complex-iii-and-iv

Electron Transport Chain: Complex III and IV

During the electron transport chain, electrons from NADH and FADH2 are first transferred to complexes I and II, respectively. These two complexes then ...

The Electron Transport Chain

The electron transport chain or oxidative phosphorylation is an exothermic process in which free energy released during electron transfer reactions is ...

the-supercomplexes-in-the-crista-membrane

The Supercomplexes in the Crista Membrane

The mitochondrial cristae membrane is the primary site for the oxidative phosphorylation (OXPHOS) process of energy conversion mediated through ...

ATP Synthase: Structure

ATP synthase or ATPase is among the most conserved proteins found in bacteria, mammals, and plants. This enzyme can catalyze a forward reaction in ...

Use mathematical and/or computational representations to support explanations of factors that affect carrying capacity, biodiversity and populations of ecosystems at different scales. Emphasis is on quantitative analysis and comparison of the relationships among interdependent factors including boundaries, resources, climate and competition. Examples of mathematical comparisons could include graphs, charts, histograms, or population changes gathered from simulations or historical data sets.

HS-LS2-1

What are Biogeochemical Cycles?

The most common elements in organic molecules, carbon, hydrogen, oxygen, nitrogen, sulfur, and phosphorus, are only available in the ecosystem in limited ...

The Water Cycle

The Earth&rsquo;s hydrosphere includes all of the areas where the storage and movement of water occurs. Since water is the basis of all living processes, ...

The Carbon Cycle

Carbon is the basis of all organic matter on Earth, and is recycled through the ecosystem in two primary processes: one in which carbon is exchanged among ...

The Nitrogen Cycle

Nitrogen atoms, present in all proteins and DNA, are recycled between abiotic and biotic components of the ecosystem. However, the primary form of ...

Use mathematical representations to support claims for the cycling of matter and flow of energy among organisms in an ecosystem. Emphasis is on using a mathematical model of stored energy in biomass to describe the transfer of energy from one trophic level to another and that matter and energy are conserved as matter cycles and energy flows through ecosystems. Emphasis is on atoms and molecules such as carbon, oxygen, hydrogen and nitrogen being conserved as they move through an ecosystem.

HS-LS2-4

Animal Classification and Adaptation

Description

Transcript

More videos by Standards