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

מלבד שמותיהם, מה משותף לסוסים ולסוסי ים? למרות שהם נראים שונים בתכלית, שניהם בעלי חיים. באופן כללי, אנו מגדירים בעלי חיים כאורגניזמים רב-תאיים בעלי תנועתיות, כלומר בעלי יכולת תנועה עצמאית, צורכים חומר אורגני לאנרגיה ומסוגלים להתרבות מינית. מינים פיתחו את התכונות השונות שלהם עם פונקציות ספציפיות כדי למקסם את הכושר שלהם בבתי הגידול שלהם, כמו ריאות וזימים, למשל. כלל אצבע טוב הוא שצורה עוקבת אחר פונקציה, כלומר ניתן לחזות את הפונקציה של תכונה על ידי המבנה והמראה שלה. לדוגמה, מיני פרושים שונים באיי גלאפגוס פיתחו מקור שונה עבור תזונות ספציפיות כמו מקור דק כדי לצרוך צוף ומקור עבה כדי לפצח זרעים גדולים. לכן, אנו יכולים לחזות את התזונה של מין על ידי התבוננות במבנים המעורבים בהאכלה. 
תכונות מסוימות מסמנות נקודות הסתעפות על העץ האבולוציוני וזה נכון לאורך כל עץ החיים של בעלי החיים. אם נתבונן במבנה הבסיסי של עץ האבולוציה של בעלי החיים, נוכל לראות שהוא מחולק לפילות רבות ושונות, כאשר כל פילום מוגדר על ידי מאפיינים משותפים עיקריים. בואו נעבור על אלה בקצרה. 
הפילום העיקרי הראשון הוא פוריפרה (Porifera), שמשמעותו בפשטות נשיאת נקבוביות. פוריפרה נייחים כמבוגרים, וכוללים מזיני מסננים כגון ספוגים. חוסר סימטריה ושכבות רקמה מובחנות מפרידים את פוריפרה מקבוצות אחרות ומעניקים להם יכולת התחדשות עצומה שבה אורגניזם שלם יכול לצמוח מחדש מקבוצה קטנה של תאים. 
הפילום הבא, Cnidaria, כולל שושנות ים ומדוזות וקבוצה זו מאופיינת בזרועות הציד שלהם עם תאים מיוחדים בקצוות שבהם הם משתמשים כדי לעקוץ ולהכניע טרף. קנידארים הם סימטריים רדיאלית מכיוון שניתן לחלק אותם לחלקים שווים לאורך ציר מרכזי ויש להם שתי שכבות רקמה, אנדודרם מבפנים ואקטודרם מבחוץ. זה איפשר לקנידארים לפתח מעיים פשוטים עם פתח יחיד. 
הפלטיהלמינת'ס, שמשמעותה המילולית היא תולעים שטוחות, היא הקבוצה הבאה שלנו. תולעים שטוחות מציגות סימטריה דו-צדדית, כלומר יש להן חצאי תמונת מראה לאורך ציר יחיד. סימטריה דו-צדדית אפשרה צפליזציה, שהיא ריכוז של איברי חישה ליד הקצה הקדמי או הראש, שבו בעלי חיים אלה יתקשרו ברציפות עם סביבתם. צפליזציה בתורה אפשרה תנועה כיוונית כגון תנועה לעבר מקור מזון. Platyhelminthes פיתחה גם שכבת רקמה שלישית, mesoderm, אשר דחוק בין ectoderm ו endoderm. 
ככל שבעלי החיים נעשים מורכבים יותר, היה זה הפילום המקוטע, אנלידים כמו תולעת האדמה, שפיתח חלל גוף מרופד במזודרם שנקרא קולום. תכונה חדשה זו אפשרה התמחות נוספת של רקמות וסללה את הדרך להתפתחות איברים. 
המורכבות של התמחות זו גדלה ברכיכות, קבוצה הכוללת תוכניות גוף מגוונות כמו תמנונים, חלזונות וצדפות. לקבוצה זו יש איברים מיוחדים רבים המכוסים ונשמרים במקומם עם מעטפת. 
פרוקי רגליים הם ככל הנראה המגוון ביותר וכוללים חרקים, סרטנים וארכנידים. הם היו הקבוצה הראשונה שפיתחה נספחים משותפים ולכן נקראו בהתאם. יש להם גם אנטנות חושיות וגופם מחולק לשלושה מקטעים מיוחדים, ראש, בית חזה ובטן, כולם מכוסים בשלד חיצוני. 
לבסוף, פילת הצ'ורדט כוללת את ידידנו הוותיק אוכל הזרעים ואת כל שאר העופות, כמו גם טוניקטים או שפריץ ים, דגים, דו-חיים, זוחלים ויונקים. אקורדטים קיבלו את שמם מתכונה פיזית חדשה שהם פיתחו, חוט העצבים, הנראית בבירור בעובר כורדאט טיפוסי זה. זה מתפתח לתוך המוח וחוט השדרה אצל רוב המבוגרים. יש להם גם מבנה סחוס, notochord, אשר הופך את עמוד השדרה או עמוד השדרה. 
כאן, אפיינו את פילת בעלי החיים העיקרית בצורה פשוטה ביותר. אבל כפי שאתם יכולים לראות, אפילו בתוך גוף יחיד, ישנם הבדלים רבים בצורה ובתפקוד שניתן למצוא. משמעות הדבר היא שאנו יכולים להתבונן במבנים ובפיזיולוגיות המגוונים של חברים שונים בפילום יחיד ולחזות את תפקודיהם ואת תולדות חייהם. 
במעבדה זו תוכלו לצפות במבני סרטנים וצרצרים ולחזות את תפקודם.

מגוון בעלי חיים

Kingdom Animalia מורכב ממגוון אורגניזמים המאוחדים על ידי קבוצה של מאפיינים משותפים. למעט כמה יוצאים מן הכלל, בעלי חיים הם איקריוטים רב-תאיים שזזים, צורכים חומר אורגני ומתרבים מינית. למרות שתכונות אלה משותפות, המינים בתוך הממלכה הזו הם גם מגוונים ביותר. מגוון זה נובע מהסתגלות של כל מין לנישה אחרת. הנישה של מין כוללת את השטח, התפקוד ויחסי הגומלין של אותו מין עם גורמים ביוטיים וא-ביוטיים אחרים בסביבתו. התמחות נישה באמצעות הסתגלות אבולוציונית מאפשרת למינים לשרוד ולהתרבות ביעילות בסביבתם ומפחיתה את התחרות בין מינים באותו בית גידול1-2.
<h4>מיון</h4>
הגיוון בממלכת בעלי החיים הוביל לסיווג של 36 פילות שונות, בהתבסס על השושלת האבולוציונית שלהן. שבעה מהפילות הללו יידונו, כולל פוריפרה, קנידריה, פלטיהלמינתס, אנלידה, רכיכה, ארתרופודה, וכורדטה. הראשון, פילום פוריפרה (phylum Porifera), הוא הפילום הקדום ביותר, הפשוט והקדום ביותר. הוא כולל ספוגי הזנה רב-תאיים, א-סימטריים, חסרי שכבות רקמה מובחנות. באופן מעניין, ספוגים יכולים לצמוח מחדש לאחר שהתפרקו לרמה של תא בודד. לאחר מכן, הגדלת המורכבות, Cnidaria phylum כולל מדוזות ואלמוגים. חברי מבנה זה הם סימטריים רדיאלית ודיפלובלסטיים (בעלי שתי שכבות רקמה). שכבות רקמה אלה נקראות אנדודרם, המרכיב את השכבה הפנימית, והאקטודרם, היוצר את השכבה החיצונית. אורגניזמים ב phylum Cnidaria מכילים מעיים פשוטים עם פתח יחיד שדרכו מזון נכנס ופסולת מופרשת. הן Porifera והן Cnidaria כוללים אורגניזמים שהם בעיקר בישיבה כמבוגרים. עם זאת, הפילה הנותרת פיתחה אדפטציות המאפשרות תנועה והתנהגות מתוחכמת יותר.
בעקבות קנידריה, ישנן שתי פילות של תולעים, הנקראות Platyhelminthes ו-Annelida. תולעים משתי הפילות הללו נושמות על ידי החלפת גזים על עורן. כתוצאה מכך, לרוב התולעים יש יחס שטח פנים גדול לנפח והן חיות בסביבות לחות או מימיות. העור של אורגניזמים אלה חייב להישאר לח כדי להקל על דיפוזיה יעילה של גזים. מאפיין נפוץ נוסף של תולעים הוא הסימטריה הדו-צדדית שלהן. משמעות הדבר היא כי אורגניזם יכול להיות מחולק באופן סימטרי לשניים לאורך מישור. סימטריה דו-צדדית נראית לא רק בתולעים, אלא גם בכל פילה מנקודת אבולוציה זו ואילך. סימטריה כזו חשובה כדי לאפשר תנועה מכוונת ולרכז איברי חישה בקרבת הקצה הקדמי, או הראש, שם הם מתקשרים עם סביבתם. תולעים ופילות מאוחרות יותר מכילות גם שכבת רקמה נוספת הנקראת מזודרם הנמצאת בין האקטודרם לאנדודרם. כתוצאה מכך, אורגניזמים אלה נחשבים "triploblastic".
מבין שתי פילות התולעים, Platyhelminthes הוא העתיק והפשוט יותר. אלה כוללים תולעים שטוחות וטרמטודות, אשר עשויות להיות חופשיות או טפיליות. בדומה לקנידארים, יש להם מעיים פשוטים עם פתח יחיד. Phylum Annelida מורכב יותר, כולל תולעי אדמה, רצועות, ו polychaeta. אורגניזמים אלה מכילים חלל גוף, הנקרא קולום, בין המעי לדופן הגוף. הם נבדלים גם בשל פילוח גופם. חלוקת אורגניזם למקטעים הייתה צעד אבולוציוני חשוב, המאפשר הסתגלות של כל מקטע לצורות ופונקציות מיוחדות. ההתקדמות האבולוציונית העיקרית בפילה זו כוללת התפתחות של מקטעים קדמיים עם תוספות המתמחות באחיזה ועיבוד מזון, כמו גם מקטעים אחוריים עם נספחים המתמחים בתנועה.
הפילום הבא, רכיכות, מכיל אורגניזמים מגוונים מאוד מבחינה מורפולוגית, כולל תמנונים, חלזונות, חשופיות וצדפות. יש מעט תכונות מגדירות עבור קבוצה זו. עם זאת, לכל הרכיכות יש מעטפת, הפועלת ככיסוי מגן לאברי הנשימה, מערכת העיכול ומבני הרבייה. לאחר מכן, קבוצת האורגניזמים המגוונת ביותר היא פילום ארתרופודה. פילה זו לבדה מהווה כשלושה רבעים מכל המינים החיים והנכחדים הידועים כיום, כולל סרטנים, חרקים וארכנידים. לכל חברי הפילום הזה יש ציפוי חיצוני קשיח עשוי כיטין, הנקרא שלד חיצוני. שלד חיצוני זה נשפך מעת לעת כדי ששלד חדש, גדול יותר, יתפוס את מקומו. כמו אנלידה, פרוקי הרגליים מפולחים. עם זאת, במקום מקטעים חוזרים מרובים, פרוקי הרגליים מחולקים לשלושה מקטעים נפרדים הנקראים ראש, בית חזה ובטן. לרובם יש מבני חישה מיוחדים המחוברים לראש הנקראים אנטנות.
לבסוף, Phylum Chordata כולל את כל בעלי החיים עם עמוד השדרה וכמה בלי. שני מאפיינים מגדירים המאחדים קבוצה זו הם נוכחותם של אקורד עצבי ונוטוכורד. חוט העצב הוא חלק עיקרי ממערכת העצבים של האקורדט והנוטוכורד הוא מבנה סחוסי העובר בין חוט העצב למערכת העיכול. Phylum Chordata כולל טוניקטים (אשר מאבדים את חוט העצב שלהם ואת notochord לאחר מטמורפוזה משלב הזחל לשלב החיים הבוגרים), דגים, דו-חיים, ציפורים, זוחלים, ויונקים (כולל בני אדם)3.
<h4>צורה ותפקוד</h4>
המגוון העצום במבנה הגוף, בתי הגידול וההתנהגות שנצפו בכל 36 הפילות בתוך Kingdom Animalia הוא באמת מדהים. כדי להבין את ההבדלים הללו טוב יותר, חשוב לשקול את הקשר בין צורה לתפקוד. "צורה" פירושה פשוט הצורה, הגודל והמהות של מבנה או אורגניזם, בעוד ש"פונקציה" מייצגת את האופן שבו משתמשים במבנה זה. לפיכך, ניתן לחזות את הפונקציה של מבנה על סמך הצורה שנצפתה, או להיפך. לדוגמה, ציפור המתמחה בפיצוח אגוזים קשים צפויה להיות בעלת מקור חזק וחד, בעוד שלציפור שאוכלת פירות עשוי להיות מקור קטן ומעוגל יותר.
חשוב לציין, צורת האורגניזם מוגבלת על ידי הדרישות הפיזיולוגיות שלו. לדוגמה, כל בעלי החיים חייבים לצרוך ולעכל חומר אורגני ולהחליף גז עם סביבתם. כתוצאה מכך, כל התאמה לצורתו של בעל חיים חייבת להמשיך להקל על תהליכים אלה ביעילות. לדוגמה, אצל בעלי חיים קטנים יותר, דיפוזיה של גזים על פני העור אפשרית ולעתים קרובות שימושית. עם זאת, ככל שגודלו של בעל חיים גדל, יחס שטח הפנים שלו לנפח פוחת עד שפיזור על פני העור כבר לא יכול לספק חילופי גזים מספיקים. בעלי חיים גדולים כאלה פיתחו מערכות מורכבות להתמודדות עם חילופי גזים, כמו ריאות של לווייתן או זימים של דג. כתוצאה מכך, המורפולוגיה של מערכות חילופי גזים תלויה הן בגודל האורגניזם והן בסביבתו.
באופן דומה, זה בדרך כלל בעקבות סוגים אחרים של התאמות כי צורה עוקבת פונקציה, מוגבל רק על ידי הדרישה הפיזיולוגית של האורגניזם. עם זאת, ישנם מקרים שבהם הצורה אינה עוקבת אחר פונקציה. מבנים שרידי הם אלה ששירתו מטרה באב הקדמון של אורגניזם, אך אינם שימושיים עוד בצורתם הנוכחית. למבנים כאלה יש השפעה מועטה, אם בכלל, על כושרו של הפרט, ולכן הם אינם נבחרים אבולוציונית בעד או נגד בתוך האוכלוסייה. כתוצאה מכך, מבנים מסוימים נמשכים עם יכולת תפקודית מוגבלת. לדוגמה, התוספתן האנושי, כיס קטן בקצה המעי הגס, הוא שריד אבולוציוני מאבותינו. בעוד שמבנה זה הוערך כמאחסן חיידקי מעיים מועילים, הסרת התוספתן אפשרית ללא השפעות מזיקות.
<h4>אבולוציה מתכנסת</h4>
בין העיבודים שנראו ב-Kingdom Animalia, רבים התפתחו פעמים רבות לאורך ההיסטוריה האבולוציונית. קחו לדוגמה את הכנפיים של עטלף ואת הכנפיים של ציפור. מבנים אלה אינם תוצאה של קרבה אבולוציונית, אלא נוצרו מאבולוציה מתכנסת4. אבולוציה מתכנסת מתרחשת כאשר שני אורגניזמים מפתחים באופן עצמאי תכונות דומות עקב לחצים סביבתיים דומים או גומחות דומות. הכנפיים של עטלפים, ציפורים וכניסות התפתחו כולן באופן עצמאי ונאמר עליהן שהן "תכונות מתכנסות". ברור שתכונות כאלה מועילות למדי לנישות שבהן הן מתעוררות.
<h4>הפניות</h4>
<ol class="references">
	<li>Hollins, J., et al. (2018). "נקודת מבט פיזיולוגית על אבולוציה הנגרמת על ידי דיג." אבול אפל 11(5): 561-576.</li>
	<li>Leong, M., et al. (2017). "בתי הגידול שבני האדם מספקים: גורמים המשפיעים על המגוון וההרכב של פרוקי רגליים בבתים." Sci Rep 7(1): 15347.</li>
	<li>ריי, ג 'א' (2015). "שעונים מולקולריים והאבולוציה המוקדמת של מערכות העצבים המטזואניות." Philos Trans R Soc Lond B Biol Sci 370 (1684).</li>
	<li>Foll, M., et al. (2014). "סימנים נרחבים של הסתגלות מתכנסת לגובה רב באסיה ובאמריקה". Am J Hum Genet 95(4): 394-407.</li>
</ol>

Kingdom Animalia מורכב ממגוון אורגניזמים המאוחדים על ידי קבוצה של מאפיינים משותפים. למעט כמה יוצאים מן הכלל, בעלי חיים הם רב תאיים ...

Education

JoVE Lab Manual

Biology

ביולוגיה

Evolution

אבולוציה

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

התכוננו ללמד את מגוון בעלי חיים עם מדריך מדריכים זה באורך 1 דקות. כולל שלבי הכנה מרכזיים עבור מעבדת Biology ב-JoVE Lab Manual.

הכנת מדריך עבור מגוון בעלי חיים ב-Biology - 2.1K+ צפיות | JoVE Lab Manual

עקבו אחר הנהלים של מגוון בעלי חיים שלב אחר שלב בסרטון פרוטוקול סטודנטים זה באורך 7 דקות. חלק מאוסף Biology ב-JoVE Lab Manual.

פרוטוקול סטודנטים עבור מגוון בעלי חיים ב-Biology - 3.3K+ צפיות | 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

Tags

More videos by Standards