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

Кроме названий, что общего между лошадьми и морскими коньками? Хотя они выглядят совершенно по-разному, они оба животные. Как правило, мы определяем животных как многоклеточные организмы, которые подвижны, то есть способны к самостоятельному движению, потребляют органические вещества для получения энергии и способны к половому размножению. Виды развили свои различные черты с определенными функциями, чтобы максимизировать свою приспособленность к среде обитания, например, легкие и жабры. Хорошее эмпирическое правило заключается в том, что форма следует за функцией, а это означает, что функцию объекта можно предсказать по его структуре и внешнему виду. Например, у разных видов вьюрков на Галапагосских островах развились разные клювы для специфической диеты, например, тонкие клювы для потребления нектара и толстые клювы для раскрытия крупных семян. Таким образом, мы можем предсказывать рацион того или иного вида, наблюдая за структурами, участвующими в питании. 
Определенные особенности отмечают точки ветвления на эволюционном древе, и это верно на всем протяжении всего древа животной жизни. Если мы посмотрим на базовую структуру эволюционного дерева животных, то увидим, что оно разделено на множество различных типов, каждый из которых определяется основными общими характеристиками. Давайте кратко пройдемся по ним. 
Первый основной тип — Porifera, что означает просто несущий поры. Неподвижные во взрослом состоянии, Porifera включают в себя фильтрующие кормушки, такие как губки. Отсутствие симметрии и четких слоев тканей отличает Porifera от других групп и наделяет их огромной способностью к регенерации, когда целый организм может вырасти из небольшой группы клеток. 
Следующий тип, Cnidaria, включает в себя морские анемоны и медузы, и эта группа характеризуется их щупальцами со специализированными клетками на концах, которые они используют для жала и усмирения добычи. Книдарии радиально симметричны, так как могут быть разделены на равные части по центральной оси и обладают двумя тканевыми слоями: эндодермой внутри и эктодермой снаружи. Это позволило книдариям развить простую кишку с одним отверстием. 
Platyhelminthes, буквально означающие плоские черви, — наша следующая группа. Плоские черви демонстрируют двустороннюю симметрию, что означает, что у них есть зеркальные половинки вдоль одной оси. Билатеральная симметрия позволила осуществить цефализацию, которая представляет собой концентрацию органов чувств вблизи переднего конца или головы, где эти животные будут постоянно взаимодействовать с окружающей средой. Цефализация, в свою очередь, обеспечивала направленное движение, например, движение к источнику пищи. У платигельминтов также развился третий слой ткани, мезодерма, который зажат между эктодермой и энтодермой. 
По мере того, как животные становились все более сложными, именно сегментированный тип, кольчатые черви, как и дождевой червь, развил выстланную мезодермой полость тела, называемую целомом. Эта новая функция способствовала дальнейшей специализации тканей и проложила путь к развитию органов. 
Сложность этой специализации возрастает у моллюсков, группы, которая включает в себя такие разнообразные строения тела, как осьминоги, улитки и моллюски. Эта группа имеет множество специализированных органов, покрытых и удерживаемых на месте мантией. 
Членистоногие, пожалуй, самый разнообразный тип и включают насекомых, ракообразных и паукообразных. Они были первой группой, у которой развились сочлененные придатки, и поэтому были названы соответственно. У них также есть сенсорные антенны, а их тела разделены на три специализированных сегмента: голова, грудная клетка и брюшная полость, покрытые экзоскелетом. 
Наконец, тип хордовых включает в себя нашего старого друга, поедателя семян, и всех других птиц, а также оболочников или морских брызг, рыб, земноводных, рептилий и млекопитающих. Хордовые получили свое название от новой физической черты, которую они развили, нервного канатика, который хорошо виден у этого типичного эмбриона хордовых. У большинства взрослых это развивается в головной и спинной мозг. Они также имеют хрящевую структуру, хорду, которая становится позвоночником или позвоночником. 
Здесь мы охарактеризовали основные типы животных в предельно упрощенной форме. Но, как вы можете видеть, даже в пределах одного типа можно найти множество различий в форме и функциях. Это означает, что мы можем наблюдать за разнообразными структурами и физиологиями различных членов одного типа и предсказывать их функции и жизненные циклы. 
В этой лаборатории вы понаблюдаете за структурой раков и сверчков и предскажете их функции.

Разнообразие животных

Царство Animalia состоит из ряда организмов, объединенных набором общих характеристик. За некоторыми исключениями, животные являются многоклеточными эукариотами, которые передвигаются, потребляют органические вещества и размножаются половым путем. Хотя эти атрибуты являются общими, виды в этом царстве также чрезвычайно разнообразны. Такое разнообразие обусловлено адаптацией каждого вида к своей нише. Ниша вида включает в себя площадь, функцию и взаимоотношения этого вида с другими биотическими и абиотическими факторами в окружающей его среде. Специализация ниши за счет эволюционной адаптации позволяет видам выживать и эффективно размножаться в окружающей среде и снижает конкуренцию между видами в пределах одной и той же среды обитания1-2.
<h4>Классификация</h4>
Разнообразие в царстве Animalia привело к классификации 36 различных типов, основанных на их эволюционной линии. Семь из этих типов будут обсуждаться, включая Porifera, Cnidaria, Platyhelminthes, Annelida, Mollusca, Arthropoda и Chordata. Первый, тип Porifera, является самым ранним, самым простым, самым предковым типом. Он включает в себя многоклеточные, асимметричные фильтрующие губки, в которых отсутствуют отчетливые тканевые слои. Интересно, что губки могут отрастать заново после того, как их разломают до уровня одной клетки. Далее, по возрастанию сложности, в состав типа Cnidaria входят медузы и кораллы. Представители этого типа радиально симметричны и диплобластны (имеют два тканевых слоя). Эти слои тканей называются энтодермой, из которой состоит внутренний слой, и эктодермой, которая образует внешний слой. Организмы типа Cnidaria содержат простую кишку с одним отверстием, через которое поступает пища и выводятся отходы. И Porifera, и Cnidaria включают организмы, которые во взрослом возрасте в основном ведут сидячий образ жизни. Тем не менее, остальные типы развили адаптации, которые позволяют двигаться и вести себя более сложно.
После Cnidaria существуют два типа червей, называемые Platyhelminthes и Annelida. Черви обоих этих типов дышат, обмениваясь газами на коже. В результате большинство червей имеют большое отношение площади поверхности к объему и живут во влажной или водной среде. Кожа этих организмов должна оставаться влажной, чтобы способствовать эффективной диффузии газов. Еще одной общей характеристикой червей является их двусторонняя симметрия. Это означает, что организм может быть симметрично разделен пополам вдоль плоскости. Двусторонняя симметрия наблюдается не только у червей, но и у каждого типа, начиная с этой эволюционной точки. Такая симметрия важна для обеспечения направленного движения и концентрации органов чувств вблизи переднего кончика или головы, где они взаимодействуют с окружающей средой. Черви и более поздние типы также содержат дополнительный тканевый слой, называемый мезодермой, который лежит между эктодермой и энтодермой. В результате эти организмы считаются «триплобластными».
Из двух типов червей Platyhelminthes является более древним и простым. К ним относятся плоские черви и трематоды, которые могут быть свободноживущими или паразитическими. Как и книдарии, они обладают простым кишечником с одним отверстием. Тип Annelida более сложный, включая дождевых червей, личей и полихет. Эти организмы содержат полость тела, называемую целомом, между кишечником и стенкой тела. Они также отличаются сегментацией своего тела. Деление организма на сегменты было важным эволюционным шагом, позволяющим приспособить каждый сегмент к специализированным формам и функциям. Основные эволюционные достижения этого типа включают развитие передних сегментов с придатками, специализированными для захвата и обработки пищи, а также задних сегментов с придатками, специализированными для передвижения.
Следующий тип, Mollusca, содержит очень разнообразные морфологически разнообразные организмы, включая осьминогов, улиток, слизней и моллюсков. Для этой группы существует несколько определяющих признаков. Тем не менее, все моллюски обладают мантией, которая выступает в качестве защитного покрова для органов дыхания, пищеварительного тракта и репродуктивных структур. Далее, самой разнообразной группой организмов является тип Arthropoda. Один только этот тип составляет примерно три четверти всех известных сегодня живых и вымерших видов, включая ракообразных, насекомых и паукообразных. Все представители этого типа имеют твердое внешнее покрытие из хитина, называемое экзоскелетом. Этот экзоскелет периодически сбрасывается, чтобы на его место пришел новый, более крупный. Как и кольчатые червиные круги, членистоногие сегментированы. Однако вместо нескольких повторяющихся секций членистоногие разбиваются на три отдельных сегмента, называемых головой, грудью и брюшком. Большинство из них имеют специализированные сенсорные структуры, прикрепленные к голове, называемые антеннами.
Наконец, тип Chordata включает в себя всех животных с позвоночником и некоторых без него. Двумя определяющими признаками, которые объединяют эту группу, являются наличие нервной связки и хорды. Нервный канатик является важной частью хордовой нервной системы, а хорда представляет собой хрящевую структуру, которая проходит между нервным канатиком и пищеварительным трактом. Тип хордовых включает оболочников (которые теряют нервный канатик и хорду после метаморфоза от личиночной стадии к взрослой стадии жизни), рыб, амфибий, птиц, рептилий и млекопитающих (включая человека)3.
<h4>Форма и функциональность</h4>
Огромное разнообразие строения тела, среды обитания и поведения, наблюдаемое во всех 36 типах в пределах Kingdom Animalia, поистине поразительно. Чтобы лучше понять эти различия, важно учитывать связь между формой и функцией. «Форма» означает просто форму, размер и субстанцию структуры или организма, в то время как «функция» обозначает способ, которым эта структура используется. Соответственно, функция структуры может быть предсказана на основе наблюдаемой формы, или наоборот. Например, птица, специализирующаяся на раскалывании твердых орехов, должна иметь крепкий, острый клюв, в то время как птица, которая ест фрукты, может иметь меньший и более закругленный клюв.
Важно отметить, что форма организма ограничена его физиологическими потребностями. Например, все животные должны потреблять и переваривать органические вещества и обмениваться газом с окружающей средой. В результате, любые приспособления к форме животного должны продолжать эффективно способствовать этим процессам. Например, у более мелких животных диффузия газов по коже возможна и часто полезна. Однако по мере увеличения размера животного отношение площади его поверхности к объему уменьшается до тех пор, пока диффузия по коже больше не может обеспечивать достаточный газообмен. Такие крупные животные развили сложные системы для борьбы с газообменом, такие как легкие кита или жабры рыбы. В результате морфология газообменных систем зависит как от размеров организма, так и от окружающей среды.
Точно так же и с другими типами адаптаций обычно следует за тем, что форма следует за функцией, ограниченная только физиологическими потребностями организма. Однако бывают случаи, когда форма не следует за функцией. Рудиментарные структуры — это структуры, которые служили определенной цели у предка организма, но больше не являются полезными в своей нынешней форме. Такие структуры практически не влияют на приспособленность индивидуума и, таким образом, не подвергаются эволюционному отбору «за» или «против» внутри популяции. В результате некоторые структуры сохраняются с ограниченной функциональной способностью. Например, человеческий аппендикс, небольшой карман в конце толстой кишки, является эволюционным пережитком наших предков. Хотя предполагается, что эта структура хранит полезные кишечные бактерии, удаление аппендикса возможно без каких-либо вредных последствий.
<h4>Конвергентная эволюция</h4>
Среди адаптаций, наблюдаемых в Kingdom Animalia, многие развивались несколько раз на протяжении эволюционной истории. В качестве примера рассмотрим крылья летучей мыши и крылья птицы. Эти структуры не являются результатом эволюционного родства, а возникли в результате конвергентнойэволюции. Конвергентная эволюция происходит, когда два организма независимо друг от друга развивают схожие черты из-за схожего давления окружающей среды или ниш. Крылья летучих мышей, птиц и вставки развились независимо друг от друга и называются «сходящимися чертами». Очевидно, что такие черты весьма полезны для ниш, в которых они возникают.
<h4>Ссылки</h4>
<ol class="ссылки">
	<li>Холлинс, Д., и др. (2018). «Физиологический взгляд на эволюцию, вызванную рыболовством». Evol Appl 11(5): 561-576.</li>
	<li>Леонг, М., и др. (2017). «Среда обитания, которую обеспечивают люди: факторы, влияющие на разнообразие и состав членистоногих в домах». Sci Rep 7(1): 15347.</li>
	<li>Рэй, Г. А. (2015). «Молекулярные часы и ранняя эволюция нервной системы многоклеточных». Philos trans r soc lond b biol sci 370(1684).</li>
	<li>Фолл, М., и др. (2014). «Широко распространенные сигналы конвергентной адаптации к большой высоте в Азии и Америке». Am J Hum Genet 95(4): 394-407.</li>
</ol>

Царство Animalia состоит из ряда организмов, объединенных набором общих характеристик. За редким исключением, животные являются многоклеточными ...

Education

JoVE Lab Manual

Biology

Биология

Evolution

Эволюция

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

Подготовьтесь к преподаванию Разнообразие животных с помощью этого 1-минутного руководства для преподавателей. Охватывает ключевые этапы подготовки для лаборатории Biology на JoVE Lab Manual.

Подготовка преподавателя по Разнообразие животных в Biology - Более 2.1K просмотров | JoVE Lab Manual

Следуйте пошаговым процедурам Разнообразие животных в этом 7-минутном видео студенческого протокола. Часть коллекции Biology на JoVE Lab Manual.

Студенческий протокол по Разнообразие животных в Biology - Более 3.3K просмотров | 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