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

Co oprócz nazw mają ze sobą wspólnego konie i koniki morskie? Chociaż wyglądają bardzo różnie, oba są zwierzętami. Ogólnie rzecz biorąc, definiujemy zwierzęta jako organizmy wielokomórkowe, które są ruchliwe, co oznacza, że są zdolne do niezależnego ruchu, zużywają materię organiczną na energię i są zdolne do rozmnażania płciowego. Gatunki wyewoluowały swoje różne cechy z określonymi funkcjami, aby zmaksymalizować ich przydatność w swoich siedliskach, takich jak na przykład płuca i skrzela. Dobrą zasadą jest to, że forma podąża za funkcją, co oznacza, że funkcję funkcji można przewidzieć na podstawie jej struktury i wyglądu. Na przykład różne gatunki zięb na Wyspach Galapagos wyewoluowały różne dzioby do określonych diet, takie jak cienkie dzioby do spożywania nektaru i grube dzioby do otwierania dużych nasion. W ten sposób możemy przewidzieć dietę gatunku, obserwując struktury związane z żerowaniem. 
Pewne cechy wyznaczają punkty rozgałęzień na drzewie ewolucyjnym i jest to prawdą na całej długości drzewa życia zwierzęcego. Jeśli spojrzymy na podstawową strukturę drzewa ewolucyjnego zwierząt, zobaczymy, że jest ono podzielone na wiele różnych typów, z których każda jest zdefiniowana przez główne wspólne cechy. Przyjrzyjmy się im pokrótce. 
Pierwszą główną gromadą jest Porifera, co oznacza po prostu łożysko porów. Stacjonarne jako dorosłe Porifera zawierają podajniki filtrów, takie jak gąbki. Brak symetrii i wyraźnych warstw tkankowych oddziela Porifera od innych grup i daje im ogromną zdolność regeneracji, gdzie cały organizm może odrosnąć z małej grupy komórek. 
Następna gromada, Cnidaria, obejmuje ukwiały i meduzy, a grupa ta charakteryzuje się mackami z wyspecjalizowanymi komórkami w końcówkach, których używają do żądlenia i ujarzmiania zdobyczy. Parzydełkowce są promieniście symetryczne, ponieważ można je podzielić na równe części wzdłuż osi centralnej i posiadają dwie warstwy tkankowe, endodermę wewnątrz i ektodermę na zewnątrz. Umożliwiło to parzydełkowcom rozwinięcie prostego jelita z pojedynczym otworem. 
Platyhelminthes, dosłownie oznaczające płazińce, to nasza kolejna grupa. Płazińce wykazują dwustronną symetrię, co oznacza, że mają połówki lustrzanego odbicia wzdłuż jednej osi. Obustronna symetria umożliwiła cefalizację, która jest koncentracją narządów zmysłów w pobliżu przedniego końca lub głowy, gdzie zwierzęta te będą stale wchodzić w interakcje z otoczeniem. Cefalizacja z kolei umożliwiła ruch kierunkowy, taki jak przemieszczanie się w kierunku źródła pożywienia. Platyhelminthes rozwinął również trzecią warstwę tkanki, mezodermę, która jest umieszczona między ektodermą a endodermą. 
W miarę jak zwierzęta stawały się coraz bardziej złożone, to właśnie segmentowana gromada, pierścienice, takie jak dżdżownice, rozwinęła jamę ciała wyłożoną mezodermą, zwaną celomem. Ta nowa cecha umożliwiła dalszą specjalizację tkanek i utorowała drogę do rozwoju narządów. 
Złożoność tej specjalizacji wzrasta w przypadku, grupy, która obejmuje plany ciała tak różnorodne, jak ośmiornice, ślimaki i małże. Ta grupa ma wiele wyspecjalizowanych organów pokrytych i utrzymywanych na miejscu za pomocą płaszcza. 
Stawonogi są prawdopodobnie najbardziej zróżnicowaną gromadą i obejmują owady, skorupiaki i pajęczaki. Była to pierwsza grupa, która rozwinęła przegubowe wyrostki i dlatego zostały odpowiednio nazwane. Mają również czułki czuciowe, a ich ciała są podzielone na trzy wyspecjalizowane segmenty, głowę, klatkę piersiową i brzuch, wszystkie pokryte egzoszkieletem. 
Wreszcie, gromada strunowców obejmuje naszego starego przyjaciela zjadacza nasion i wszystkie inne ptaki, a także osłonice lub żachwy morskie, ryby,, i ssaki. Strunowce zawdzięczają swoją nazwę nowej cesze fizycznej, którą rozwinęły, rdzeniowi nerwowemu, wyraźnie widocznemu w tym typowym zarodku strunowca. Rozwija się w mózgu i rdzeniu kręgowym u większości dorosłych. Mają również strukturę chrzęstną, strunę grzbietową, która staje się kręgosłupem lub kręgosłupem. 
Tutaj scharakteryzowaliśmy główną gromadę zwierząt w niezwykle uproszczony sposób. Ale jak widać, nawet w obrębie jednej gromady można znaleźć wiele różnic w formie i funkcji. Oznacza to, że możemy obserwować różnorodne struktury i fizjologie różnych członków tej samej gromady oraz przewidywać ich funkcje i historie życia. 
W tym laboratorium będziesz obserwować struktury raków i świerszczy oraz przewidywać ich funkcje.

różnorodność zwierząt

Kingdom Animalia składa się z szeregu organizmów, które łączy zestaw wspólnych cech. Poza kilkoma wyjątkami, zwierzęta są wielokomórkowymi eukariontami, które poruszają się, spożywają materię organiczną i rozmnażają się płciowo. Chociaż te cechy są wspólne, gatunki w tym królestwie są również niezwykle różnorodne. Ta różnorodność wynika z adaptacji każdego gatunku do innej niszy. Nisza gatunku obejmuje obszar, funkcję i wzajemne powiązania tego gatunku z innymi czynnikami biotycznymi i abiotycznymi w jego środowisku. Specjalizacja niszowa poprzez adaptację ewolucyjną pozwala gatunkom przetrwać i skutecznie rozmnażać się w swoim środowisku i zmniejsza konkurencję między gatunkami w tym samym siedlisku1-2.
<h4>Klasyfikacja</h4>
Różnorodność w Kingdom Animalia doprowadziła do sklasyfikowania 36 odrębnych gromad, w oparciu o ich linię ewolucyjną. Omówiono siedem z tych typów, w tym Porifera, Cnidaria, Platyhelminthes, Annelida, Mollusca, Arthropoda i Chordata. Pierwsza, gromada Porifera, jest najwcześniejszą, najprostszą i najbardziej rodową gromadą. Obejmuje wielokomórkowe, asymetryczne gąbki filtracyjne, które nie mają wyraźnych warstw tkankowych. Co ciekawe, gąbki mogą odrastać po rozbiciu na poziom pojedynczej komórki. Następnie, zwiększając złożoność, gromada Cnidaria obejmuje meduzy i koralowce. Członkowie tej gromady są promieniście symetryczni i diploblastyczni (posiadający dwie warstwy tkanki). Te warstwy tkanki nazywane są endodermą, która tworzy warstwę wewnętrzną, i ektodermą, która tworzy warstwę zewnętrzną. Organizmy z gromady Cnidaria zawierają proste jelito z pojedynczym otworem, przez który dostaje się pokarm i wydalane są odpady. Zarówno Porifera, jak i Cnidaria obejmują organizmy, które jako dorosłe osobniki prowadzą w dużej mierze osiadły tryb życia. Jednak pozostałe gromady wyewoluowały adaptacje, które umożliwiają ruch i bardziej wyrafinowane zachowanie.
Po Cnidaria istnieją dwie gromady robaków, zwane Platyhelminthes i Annelida. Robaki z obu tych typów oddychają, wymieniając gazy na skórze. W rezultacie większość robaków ma duży stosunek powierzchni do objętości i żyje w środowisku wilgotnym lub wodnym. Skóra tych organizmów musi pozostać wilgotna, aby ułatwić skuteczną dyfuzję gazów. Inną wspólną cechą robaków jest ich dwustronna symetria. Oznacza to, że organizm może być symetrycznie podzielony na pół wzdłuż płaszczyzny. Symetria obustronna jest widoczna nie tylko u robaków, ale także w każdej gromadzie od tego punktu ewolucyjnego. Taka symetria jest ważna, aby umożliwić ukierunkowany ruch i skoncentrować narządy zmysłów w pobliżu przedniego czubka lub głowy, gdzie wchodzą w interakcję z otoczeniem. Robaki, a później gromada, zawierają również dodatkową warstwę tkankową zwaną mezodermą, która leży między ektodermą a endodermą. W rezultacie organizmy te są uważane za "triploblastyczne".
Z dwóch gromad robaków Platyhelminthes jest bardziej starożytny i prosty. Należą do nich płazińce i przywry, które mogą być wolno żyjące lub pasożytnicze. Podobnie jak parzydełkowce, posiadają proste jelito z pojedynczym otworem. Gromada Annelida jest bardziej złożona, obejmuje dżdżownice, ługi i wieloszczety. Organizmy te zawierają jamę ciała, zwaną coelom, między jelitem a ścianą ciała. Różnią się również ze względu na segmentację ich ciał. Podział organizmu na segmenty był ważnym krokiem ewolucyjnym, umożliwiającym adaptację każdego segmentu do wyspecjalizowanych form i funkcji. Główne postępy ewolucyjne w tej gromadzie obejmują rozwój przednich segmentów z wyrostkami wyspecjalizowanymi do chwytania i przetwarzania pokarmu, jak również tylnych segmentów z wyrostkami wyspecjalizowanymi do poruszania się.
Następny gromada, Mollusca, zawiera wysoce zróżnicowane morfologicznie organizmy, w tym ośmiornice, ślimaki, ślimaki i małże. Istnieje kilka cech definiujących tę grupę. Jednak wszystkie posiadają płaszcz, który działa jak osłona ochronna dla narządów oddechowych, przewodu pokarmowego i struktur rozrodczych. Następną najbardziej zróżnicowaną grupą organizmów jest gromada Arthropoda. Sama ta gromada stanowi około trzech czwartych wszystkich znanych obecnie żyjących i wymarłych gatunków, w tym skorupiaków, owadów i pajęczaków. Wszyscy członkowie tej gromady mają twardą, zewnętrzną powłokę wykonaną z chityny, zwaną egzoszkieletem. Ten egzoszkielet jest okresowo zrzucany, aby nowy, większy zajął jego miejsce. Podobnie jak Annelida, stawonogi są podzielone na segmenty. Jednak zamiast wielu powtarzających się sekcji, stawonogi są podzielone na trzy odrębne segmenty zwane głową, klatką piersiową i brzuchem. Większość z nich ma wyspecjalizowane struktury czuciowe przymocowane do głowy zwane antenami.
Wreszcie gromada Chordata obejmuje wszystkie zwierzęta z kręgosłupem i kilka bez. Dwie cechy charakterystyczne, które łączą tę grupę, to obecność struny nerwowej i struny grzbietowej. Rdzeń nerwowy jest główną częścią układu nerwowego struny, a struna grzbietowa jest strukturą chrzęstną, która biegnie między rdzeniem nerwowym a przewodem pokarmowym. Gromada Chordata obejmuje osłonice (które tracą rdzeń nerwowy i strunę grzbietową po metamorfozie z stadium larwalnego do dorosłego życia), ryby,, ptaki, i ssaki (w tym ludzie)3.
<h4>Forma i funkcja</h4>
Ogromna różnorodność w budowie ciała, siedliskach i zachowaniu obserwowana we wszystkich 36 typach w Kingdom Animalia jest naprawdę zdumiewająca. Aby lepiej zrozumieć te różnice, ważne jest, aby wziąć pod uwagę związek między formą a funkcją. "Forma" oznacza po prostu kształt, rozmiar i substancję struktury lub organizmu, podczas gdy "funkcja" oznacza sposób, w jaki ta struktura jest używana. W związku z tym funkcję struktury można przewidzieć na podstawie obserwowanej postaci lub odwrotnie. Na przykład przewiduje się, że ptak specjalizujący się w rozłupywaniu twardych orzechów będzie miał mocny, ostry dziób, podczas gdy ptak, który je owoce, może mieć mniejszy, bardziej zaokrąglony dziób.
Co ważne, forma organizmu jest ograniczona przez jego wymagania fizjologiczne. Na przykład wszystkie zwierzęta muszą spożywać i trawić materię organiczną oraz wymieniać gazy z otoczeniem. W związku z tym wszelkie adaptacje do formy zwierzęcia muszą nadal skutecznie ułatwiać te procesy. Na przykład u mniejszych zwierząt dyfuzja gazów po skórze jest możliwa i często przydatna. Jednak wraz ze wzrostem wielkości zwierzęcia jego stosunek powierzchni do objętości zmniejsza się, aż dyfuzja przez skórę nie jest już w stanie zapewnić wystarczającej wymiany gazowej. Takie większe zwierzęta rozwinęły złożone systemy radzenia sobie z wymianą gazową, takie jak płuca wieloryba lub skrzela ryby. W rezultacie morfologia systemów wymiany gazowej zależy zarówno od wielkości organizmu, jak i jego środowiska.
Podobnie, z innymi typami adaptacji, na ogół wynika to, że forma podąża za funkcją, ograniczoną jedynie przez fizjologiczne wymagania organizmu. Zdarzają się jednak przypadki, w których forma nie podąża za funkcją. Struktury szczątkowe to te, które służyły celowi u przodka organizmu, ale nie są już użyteczne w swojej obecnej formie. Takie struktury mają niewielki lub żaden wpływ na przystosowanie osobnika, a zatem nie są ewolucyjnie selekcjonowane za lub przeciw w obrębie populacji. W rezultacie niektóre struktury utrzymują się z ograniczoną zdolnością funkcjonalną. Na przykład ludzki wyrostek robaczkowy, mała kieszeń na końcu jelita grubego, jest ewolucyjną pozostałością po naszych przodkach. Chociaż przypuszcza się, że struktura ta przechowuje pożyteczne bakterie jelitowe, usunięcie wyrostka robaczkowego jest możliwe bez szkodliwych skutków.
<h4>Ewolucja konwergentna</h4>
Wśród adaptacji widocznych w Kingdom Animalia, wiele z nich rozwijało się wielokrotnie w historii ewolucji. Weźmy na przykład skrzydła nietoperza i ptaka. Struktury te nie są wynikiem ewolucyjnego pokrewieństwa, ale powstały w wyniku ewolucji zbieżnej4. Ewolucja konwergentna zachodzi, gdy dwa organizmy niezależnie ewoluują podobne cechy z powodu podobnych presji środowiskowych lub nisz. Skrzydła nietoperzy, ptaków i wypustki rozwinęły się niezależnie i mówi się, że są to "cechy zbieżne". Oczywiście takie cechy są bardzo korzystne dla nisz, w których powstają.
<h4>Odwołania</h4>
<ol class="referencje">
	<li>Hollins, J. i in. (2018). "Fizjologiczne spojrzenie na ewolucję wywołaną przez rybołówstwo". Evol Appl 11(5): 561-576.</li>
	<li>Leong, M. i in. (2017). "Siedliska zapewniane przez człowieka: czynniki wpływające na różnorodność i skład stawonogów w domach". Sci Rep 7(1): 15347.</li>
	<li>Wray, GA (2015). "Zegary molekularne i wczesna ewolucja układów nerwowych metazoan". Philos trans r soc lond b biol sci 370 (1684).</li>
	<li>Foll, M. i in. (2014). "Powszechne sygnały zbieżnej adaptacji do dużych wysokości w Azji i Ameryce". Am J Hum Genet 95(4): 394-407.</li>
</ol>

Różnorodność zwierząt

Kingdom Animalia składa się z szeregu organizmów, które łączy zestaw wspólnych cech. Poza kilkoma wyjątkami zwierzęta są wielokomórkowe ...

Education

JoVE Lab Manual

Biology

Biologia

Evolution

Ewolucja

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

Przygotuj się do nauczania Różnorodność zwierząt dzięki temu 1-minutowemu przewodnikowi dla instruktorów. Obejmuje kluczowe kroki przygotowawcze dla laboratorium Biology na JoVE Lab Manual.

Przygotowanie instruktora do Różnorodność zwierząt w Biology - Ponad 2.1K wyświetleń | JoVE Lab Manual

Postępuj zgodnie z procedurami Różnorodność zwierząt krok po kroku w tym 7-minutowym filmie z protokołem studenckim. Część kolekcji Biology na JoVE Lab Manual.

Protokół studencki dla Różnorodność zwierząt w Biology - Ponad 3.3K wyświetleń | 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