Informacja

Dlaczego małe organizmy poruszają się szybciej niż duże organizmy?

Dlaczego małe organizmy poruszają się szybciej niż duże organizmy?


We are searching data for your request:

Forums and discussions:
Manuals and reference books:
Data from registers:
Wait the end of the search in all databases.
Upon completion, a link will appear to access the found materials.

Wahałem się zadać to pytanie, ponieważ wydaje się tak oczywiste i intuicyjne. Nie jestem jednak w stanie wyjaśnić tej tendencji.

Tło

Wydaje mi się, że małe organizmy poruszają się szybciej niż duże organizmy. Nie chodzi mi o to, że potrafią poruszać się z większą prędkością (gepard jest dużym zwierzęciem i jest najszybszym gatunkiem lądowym), ale chodzi mi o to, że ich ruch jest szybki, szybki, a ich członki podlegają dużemu przyspieszeniu.

Przykłady

Domyślałbym się na przykład, że nogi chrząszcza tygrysiego (klad szybkich sprinterów) (zobacz film) podlegają znacznie większemu przyspieszeniu niż nogi geparda (najszybszy organizm lądowy na ziemi) (zobacz film). Aby uniknąć skrajności, pomyślałbym, że nogi Drosophila (zobacz film) podlegają większemu przyspieszeniu niż nogi psa (zobacz film). Organizmem, który jest w stanie wytworzyć najszybsze przyspieszenie, jest krewetka modliszkowa. Wikipedia mówi:

Oba typy (miażdżyciele i włócznicy) uderzają, szybko rozkładając i wymachując drapieżnymi pazurami w zdobycz, i są w stanie zadawać poważne obrażenia ofiarom znacznie większym niż one same. W rozbijaczach te dwie bronie są używane z oślepiającą szybkością, z przyspieszeniem 10 400 g (102 000 m/s2 lub 335 000 ft/s2) i prędkością 23 m/s ze startu zatrzymanego. Ponieważ uderzają tak szybko, wytwarzają bąbelki kawitacyjne między wyrostkiem a uderzającą powierzchnią. Zapadnięcie się tych pęcherzyków kawitacyjnych wytwarza mierzalne siły na ich zdobycz, oprócz chwilowych sił 1500 niutonów, które są spowodowane uderzeniem wyrostka w powierzchnię uderzającą, co oznacza, że ​​ofiara jest uderzana dwukrotnie jednym uderzeniem; najpierw przez pazur, a następnie przez zapadające się pęcherzyki kawitacyjne, które następują natychmiast. Nawet jeśli pierwsze uderzenie nie trafi w ofiarę, powstała fala uderzeniowa może wystarczyć do ogłuszenia lub zabicia ofiary.

Na koniec zauważ, że Gabel i Berg (2003) pokazują, że wici mogą obracać się do 270 Hz.

pytania

  • Czy mam rację sądząc, że małe organizmy mają tendencję do szybszych ruchów niż duże organizmy?

  • Jeśli tak: dlaczego małe stworzenia poruszają się szybciej?

    • Czy ma to związek z czasem na dyfuzję chemiczną?
    • Czy ma to związek z mechaniką? ($F=ma$… Ale mięśnie też są mniejsze).
    • Czy ma to związek z odpornością tkanek biologicznych?


Jest to ogólne zjawisko, że skala czasu koreluje ze skalą rozmiarów złożonych systemów. Zużycie energii jest głównym problemem związanym z szybkością organizacji biologicznych. W sensie absolutnym żółw ma większą prędkość niż mały robak. Ale biorąc pod uwagę ich rozmiary, błąd wydaje się znacznie szybszy i szybszy. Musimy więc znormalizować prędkość za pomocą skali rozmiarów, którą możemy chwilowo nazwać „szybkością”.

Oto zależność między warownią a masą:

Gdzie u to prędkość organizmu, M to masa, alfa to stała, co do której zakładamy, że energia metaboliczna jest powiązana z masą ciała za pomocą prawa potęgowego.

Ostateczne równanie mówi, że jeśli alfa > 1,67 to większe byłoby szybsze. Ale nasza obserwacja mówi nam, że im mniejszy, tym szybciej. Dlatego znamy alfa < 1,67. W rzeczywistości prawo Kleibera mówi nam, że alfa wynosi około 0,75.

Tutaj możesz sprawdzić niektóre liczby związane z niektórymi zwierzętami


Zwiększenie wymiaru liniowego o $x$ powoduje wzrost objętości i masy o $x^3$. Siła, jaką mięsień może wytworzyć, z grubsza skaluje się z polem przekroju mięśnia, co oznacza wzrost $x^2$ dla mięśnia skalowanego przez czynnik $x$.

Oznacza to, że większe zwierzęta potrzebują proporcjonalnie większych mięśni (o współczynnik $sqrt {x}$), aby osiągnąć siłę wymaganą do wygenerowania danego przyspieszenia. Staje się to dość szybko niepraktyczne, więc po prostu radzimy sobie z mniejszym przyspieszeniem.

Jeśli weźmiemy pod uwagę 1 cm mrówkę przeskalowaną do rozmiarów człowieka bez innych modyfikacji (wzrost 200-krotny), byłaby ona 8 000 000 razy masywniejsza, ale jej mięśnie byłyby tylko 40 000 razy silniejsze. Może zaczynał się około 50 razy silniejszy niż człowiek, masa na masę, ale w ludzkiej skali jest tylko 1/4 silniejszy; ledwo mógłby się poruszać.

Istnieją inne czynniki biomechaniczne, które mogą wpływać na prędkość, które faworyzują również mniejsze stworzenia. Jednym z przykładów jest zdolność krewetek modliszkowych do przechowywania ilości energii mechanicznej, które są dość duże na ich skalę w krzywiźnie ich egzoszkieletu (jak magazynowanie energii w resorach piórowych samochodu). Podobne magazynowanie energii na ludzką skalę jest po prostu niepraktyczne.


Dyfuzja i problem wielkości [Powrót do mikroskopii i komórek]


Wszystkie organizmy muszą wymieniać z otoczeniem substancje takie jak żywność, odpady, gazy i ciepło. Substancje te muszą: rozproszony między organizmem a otoczeniem. Szybkość, z jaką substancja może dyfundować, jest wyrażona wzorem Prawo Ficka:

powierzchnia x różnica stężeń

Szybkość wymiany substancji zależy więc od powierzchni organizmu, która ma kontakt z otoczeniem. Wymagania dotyczące materiałów zależą od objętości organizmu, więc zdolność do spełnienia wymagań zależy od powierzchnia: stosunek objętości. W miarę jak organizmy stają się większe, ich objętość i powierzchnia zwiększają się, ale objętość wzrasta znacznie bardziej niż powierzchnia. Można to zobaczyć za pomocą kilku prostych obliczeń dla organizmów różnej wielkości. W tych obliczeniach zakłada się, że każdy organizm ma kształt sześcianu, aby ułatwić obliczenia. Pole powierzchni sześcianu o długości boku L to LxL X6 (6L ), natomiast objętość to L .

Organizm Długość SA (mln) obj (m ) SA/obj. (m -1 )
bakteria 1 mm (10 -6 m) 6x10-12 10 -18 6,000,000
ameba 100mm (10-4m) 6x10 -8 10 -12 60,000
latać 10 mm (10 -2 m) 6x10 -4 10 -6 600
pies 1 mln (10 0 m) 6x10 0 10 0 6
wieloryb 100 m² (10 2 m) 6x10 4 10 6 0.06

Tak więc, gdy organizmy stają się większe, ich stosunek powierzchni do objętości maleje. Bakteria to cała powierzchnia bez dużej powierzchni, podczas gdy wieloryb to całe wnętrze bez dużej powierzchni. Oznacza to, że wraz ze wzrostem organizmów trudniej jest im wymieniać materiały z otoczeniem. W rzeczywistości ten problem wyznacza granicę maksymalnego rozmiaru pojedynczej komórki wynoszącą około 100 mm. W czymkolwiek większym od tego materiały po prostu nie mogą dyfundować wystarczająco szybko, aby wspierać reakcje potrzebne do życia. Bardzo duże komórki, takie jak ptasie jaja, są w większości magazynami obojętnego pokarmu z cienką warstwą żywej cytoplazmy na zewnątrz.

Organizmy również muszą wymieniać ciepło z otoczeniem, a tutaj duże zwierzęta mają tę zaletę, że mają mały stosunek powierzchni do objętości: tracą mniej ciepła niż małe zwierzęta. Duże ssaki dość łatwo utrzymują ciepło i nie potrzebują dużej izolacji ani wytwarzania ciepła. Małe ssaki i ptaki bardzo szybko tracą ciepło, więc potrzebują wysokiego tempa metabolizmu, aby nadal wytwarzać ciepło, a także grubej izolacji. Tak więc duże ssaki mogą żywić się raz na kilka dni, podczas gdy małe ssaki muszą żywić się w sposób ciągły. Ludzkie niemowlęta również szybciej tracą ciepło niż dorośli, dlatego potrzebują wełnianych czapek.

Jak więc istnieją organizmy większe niż 100 mm? Wszystkie organizmy większe niż 100 mm są wielokomórkowy, co oznacza, że ​​ich ciała składają się z wielu małych komórek, a nie z jednej dużej komórki. Każda komórka w organizmie wielokomórkowym jest nie większa niż około 30 mm, a więc może szybko i niezależnie wymieniać materiały. Ludzie mają około 10 14 komórek.


Dlaczego komórki są tak małe?

Dlaczego komórki są małe? Dlaczego muszą pozostać małe? pierwotnie pojawił się na Quora: sieć wymiany wiedzy, w której na fascynujące pytania odpowiadają ludzie z unikalnymi spostrzeżeniami.

Odpowiedź Dave'a Featherstone'a, profesora biologii/neuronauki, na Quora:

Podręczniki i większość instruktorów powiedzą ci, że komórki muszą być małe, ponieważ potrzebują wysokiego stosunku „powierzchni do objętości”, co jest dobre do wymiany materiałów między wnętrzem i zewnętrzem komórek. Ale prawdopodobnie nie jest to tak naprawdę powód ograniczający wielkość, ponieważ komórki ogromnie różnią się wielkością i stosunkiem powierzchni do objętości. Bakterie są na przykład maleńkie w porównaniu z komórkami zwierzęcymi. A komórki roślinne otaczają się ścianą komórkową, która znacznie ogranicza wymianę ze światem pozakomórkowym. Gdyby wymiana była ograniczona, komórki zwierzęce byłyby tak małe jak komórki bakteryjne. Lub komórki zwierzęce bez ścian komórkowych mogą być znacznie większe niż komórki roślinne. Lub komórki roślinne ze ścianami komórkowymi byłyby znacznie mniejsze.

Inni mogą powiedzieć, że rozmiar komórki jest ograniczony szybkością dyfuzji. Nie możesz mieć bardzo dużej komórki, ponieważ przepłynięcie z jednej strony komórki na drugą zajęłoby zbyt dużo czasu. Ale to pokazuje głębokie niezrozumienie, jak zatłoczone są wnętrza komórek. Nic po prostu nie „pływa” z jednej strony celi na drugą. Prawie nic w komórkach nie jest ograniczone dyfuzją. Większość rzeczy jest transportowana w komórkach. Ponadto komórki mogą być bardzo, bardzo długie. Neurony mogą mieć długość kilku stóp. Tak więc oczywiście komórki są w stanie poradzić sobie z dużymi odległościami.

Myślę, że komórki są małe, bo błony są słabe. Jeśli komórka stanie się zbyt duża, komórka się rozpadnie. Myślę, że to wyjaśnia, dlaczego komórki bakteryjne są małe – nie mają zbyt dużego „wzmocnienia” cytoszkieletu (chociaż mają ściany komórkowe) i dlaczego duże komórki mogą stać się bardzo duże. Komórki mięśniowe i neurony mają w sobie dużo stosunkowo twardego cytoszkieletu. Pomaga to utrzymać je razem i dlatego mogą być dość duże. Komórki jajowe (jak jaja kurze) mają twardą skorupkę. I są bardzo duże. Co się stanie, jeśli rozbijesz skorupkę jajka?

Ostatecznie nie wiem, dlaczego komórki są małe. Ale powinieneś zauważyć, że nie akceptowałem ślepo tego, co mówili mi podręczniki lub moi nauczyciele. Przemyślałem to dokładnie i wpadłem na własny pomysł, który pasuje do wszystkich dowodów, jakie tylko potrafię wymyślić. Następnym krokiem dla naukowca byłoby przetestowanie mojego pomysłu. Może mógłbym zmierzyć siłę błony komórkowej dla wielu różnych komórek i porównać ją z rozmiarem komórki? Moja hipoteza przewiduje, że wielkość komórki i siła błony będą silnie skorelowane. Może uda mi się osłabić błony komórkowe w jakimś organizmie i sprawdzić, czy adaptuje się ewoluując w mniejsze komórki?

To pytanie pierwotnie pojawił się na Quorze. Zadaj pytanie, uzyskaj świetną odpowiedź. Ucz się od ekspertów i uzyskaj dostęp do poufnych informacji. Możesz śledzić Quorę na Twitterze, Facebooku i Google+. Więcej pytań:


Zdezorientowany woodlice

Obecne badania skupiły się na kręgowcach, ale zespół odkrył również, że kilka gatunków much ma oczy, które reagują na bodziec ponad cztery razy szybciej niż ludzkie oko.

Ale niektóre głębinowe równonogi (rodzaj morskiej puszczy) reagują najwolniej ze wszystkich i widzą tylko wyłączanie się i włączanie światła cztery razy na sekundę „zanim się zdezorientują i zobaczą, że jest ono stale włączone” – wyjaśnił dr Jackson. .

„Zaczynamy rozumieć, że istnieje cały świat szczegółów, które tylko niektóre zwierzęta mogą dostrzec, i fascynujące jest myślenie o tym, jak mogą postrzegać świat inaczej niż my” – dodał.

Inny współautor, Graeme Ruxton z University of St Andrews w Szkocji, powiedział: „Posiadanie oczu, które wysyłają do mózgu aktualizacje o znacznie wyższych częstotliwościach niż nasze oczy, nie ma żadnej wartości, jeśli mózg nie może przetwarzać tych informacji równie szybko.

„Dlatego ta praca podkreśla imponujące możliwości nawet najmniejszych mózgów zwierząt. Muchy mogą nie być głębokimi myślicielami, ale potrafią bardzo szybko podejmować dobre decyzje”.


Klasa 12 Organizmy biologiczne i ich środowisko

1 Mark Pytania

6. Wymień dowolne dwie czynności zwierząt, które czerpią wskazówki z dobowych i sezonowych zmian natężenia światła, [Delhi 2011 c]
Odp. Dwie czynności zwierząt, które czerpią wskazówki z dobowych i sezonowych zmian natężenia światła, to:

8. Jak kolce pomagają przetrwać kaktusowi na pustyni? Podaj dwie metody.[Wszystkie Indie 2010 C]
Odp. Dwie metody, dzięki którym kolce pomagają przetrwać kaktusowi na pustyni, to:

(i) Zmniejszając i zmieniając powierzchnię zewnętrzną w celu zmniejszenia parowania wody.

(ii) Zapewniając obronę przed pasącymi się zwierzętami.

13. Wypisz dowolne dwie reakcje fizjologiczne, które pomogą Ci stopniowo przyzwyczaić się do dużych wysokości, gdy opuszczasz równiny. [Delhi 2008 C]
Odp. Stan fizjologiczny lub reakcje na aklimatyzację do wysokich postaw to:

(i) Aby zrekompensować niski poziom tlenu, zwiększa się produkcja czerwonych krwinek.

(ii) Wysoka zawartość hemoglobiny i jej zmniejszona zdolność wiązania.

(iii) Szybsze tempo oddychania (dowolne dwa).

2 pytania dotyczące znaków

19.Niektóre organizmy zawieszają aktywność metaboliczną, aby przetrwać w niesprzyjających warunkach. Wyjaśnij za pomocą dowolnych czterech przykładów. [Delhi 2012]
Odp. Przykłady organizmów zawieszających aktywność metaboliczną w niekorzystnych warunkach.

(i) Bakterie, grzyby i rośliny niższe Tworzą grubościenne zarodniki, które pomagają im przetrwać w niesprzyjających warunkach. Zarodniki kiełkują po powrocie sprzyjających warunków.

(ii) Rośliny wyższe Nasiona i niektóre inne wegetatywne struktury rozmnażania służą jako środki do przetrwania okresów stresu. Zmniejszają aktywność metaboliczną i przechodzą w stan uśpienia.

(iii) Zwierzęta Przechodzą hibernację lub estywację, jeśli nie są w stanie migrować. Na przykład niektóre ślimaki i ryby.

(iv) Zooplankton W niesprzyjających warunkach wchodzą w diapauzę (zawieszony rozwój).

20.Wyjaśnij reakcję wszystkich społeczności na środowisko w czasie. [Wszystkie Indie 2011]
Odp.Odpowiedź społeczności na środowisko:

(i) Niektóre organizmy utrzymują homeostazę za pomocą środków fizjologicznych lub behawioralnych (regulują).

(ii) Środowisko wewnętrzne większości zwierząt i prawie wszystkich roślin zmienia się wraz ze zmianą środowiska zewnętrznego (konform).

(iii) Niektóre organizmy tymczasowo opuszczają swoje siedliska w niesprzyjających warunkach i wracają, gdy warunki stają się korzystne (migrują).

(iv) Niektóre organizmy zawieszają aktywność metaboliczną, aby uniknąć stresu poprzez szybką ucieczkę, np. hibernacja i estywacja.

21. Niedźwiedź przechodzi w stan hibernacji, podczas gdy niektóre gatunki zooplanktonów wchodzą w diapauzę, aby uniknąć stresujących warunków zewnętrznych. Czym te dwa sposoby różnią się od siebie? [Zagraniczny 2011]
Odp. Różnica między diapauzą a hibernacją:

22.Jak nasz organizm przystosowuje się do niskiej dostępności tlenu na dużych wysokościach?[Zagraniczny 2011]
Odp. Adaptacje ciała na dużych wysokościach to:

Stan fizjologiczny lub reakcje na aklimatyzację do wysokich postaw to:

(i) Aby zrekompensować niski poziom tlenu, zwiększa się produkcja czerwonych krwinek.

(ii) Wysoka zawartość hemoglobiny i jej zmniejszona zdolność wiązania.

(iii) Szybsze tempo oddychania (dowolne dwa).

Pytania o 3 znaki

27.(i) Określ, w jaki sposób stałe środowisko wewnętrzne jest korzystne dla organizmów.
(ii) Wyjaśnij dwie alternatywy, dzięki którym organizmy mogą przezwyciężyć stresujące warunki zewnętrzne. [Wszystkie Indie 2014]
Odp. (i) Stałe środowisko wewnętrzne jest korzystne dla organizmów, ponieważ pozwala wszystkim reakcjom biochemicznym i funkcjom fizjologicznym przebiegać z maksymalną wydajnością, zwiększając w ten sposób ogólną wydajność organizmu.

(ii) Dwie alternatywy, dzięki którym organizmy mogą przezwyciężyć stresujące warunki zewnętrzne, to:

  • Organizmy migracyjne przenoszą się tymczasowo do korzystnego obszaru w stresujących warunkach i wracają po zakończeniu okresu.
  • Hibernacja i estywacja to sposoby na ucieczkę od stresu odpowiednio zimą i latem.

28.Woda jest niezbędna do życia. Napisz dowolne trzy cechy zarówno dla roślin jak i zwierząt, które pozwolą im przetrwać w środowisku ubogim w wodę,
lub
Jak organizmy radzą sobie ze stresującymi warunkami środowiska zewnętrznego, które są zlokalizowane lub krótkotrwałe? [ah Indie 2011]
Odp.Adaptacja w roślinach

(i) Gruby naskórek na powierzchni liścia.

(ii) Szparki są ułożone w głębokich dołach (zatopionych), aby zminimalizować utratę wody przez transpirację.

(iii) Liście są zredukowane do kolców. Funkcję fotosyntezy pełnią grube, mięsiste spłaszczone łodygi.
Adaptacja u zwierząt

(i) Szczur kangur zaspokaja zapotrzebowanie na wodę poprzez wewnętrzne utlenianie tłuszczu. Koncentrują swój mocz, dzięki czemu wydalana jest minimalna ilość wody.

(ii) Ślimaki przechodzą estywację w okresie letnim.

Organizmy albo migrują, albo zawieszają swoją aktywność metaboliczną, gdy warunki są krótkotrwałe stresujące. W takich warunkach organizmy są następujące:

(i) Odejście od stresującego siedliska do bardziej korzystnego obszaru i powrót do swojego siedliska po zakończeniu stresującego okresu. Na przykład ptaki z Syberii i innych zimnych krajów migrują do Sanktuarium Bharatpur w Radżastanie.

(ii) Hibernacja (żaby) lub estywacja (ślimaki) lub diapauza (zooplankton).

(iii) Grubościenne zarodniki powstają w stresujących warunkach i kiełkują w odpowiednich warunkach, np. bakterie, grzyby i niższe grupy roślin.

29. W jaki sposób organizmy takie jak grzyby, zooplankton i niedźwiedzie pokonują krótkotrwałe, stresujące warunki klimatyczne? Wyjaśnij. [Wszystkie Indie 2010 Delhi 2008]
Odp. (i)Grzyby Wytwarzają różnego rodzaju grubościenne zarodniki, aby przetrwać w niesprzyjających warunkach, które kiełkują po powrocie sprzyjających warunków.

(ii) Zooplankton Wchodzą w diapauzę, stan wstrzymania rozwoju w niesprzyjających warunkach.

(iii) Niedźwiedzie Zimą hibernują, aby uciec przed czasem niesprzyjających warunków.

30. Poniższy wykres przedstawia reakcję organizmu na określone warunki środowiskowe (np. temperaturę)

(i) Który z tych A lub B przedstawia konformery?
(ii) Co przedstawia drugi wykres liniowy?
(iii) Czym te organizmy różnią się od siebie w odniesieniu do homeostazy?
(iv) Wspomnij kategorię, do której należy człowiek. [Wszystkie Indie 2009]
Odp. (i) A przedstawia konformery.

(ii) Druga linia B przedstawia regulatory.

(iii) Różnice między konformerem a regulatorem to:

5 pytań dotyczących znaków

31.(i) Wyjaśnij, podając powody, dla których turystom odwiedzającym przełęcz Rohtang lub Mansarovar zaleca się wznowienie normalnego, aktywnego życia dopiero po kilku dniach od dotarcia tam.
(ii) Nie można znaleźć małych zwierząt w rejonach polarnych. Uzasadnić. [Wszystkie Indie 2012]
Odp. (i)Turyści odwiedzający przełęcz Rohtang w pobliżu Manali (>3500 m) mogą cierpieć na chorobę wysokościową. Wracają do normalnego, aktywnego życia dopiero po tygodniu, ponieważ przy niskim ciśnieniu atmosferycznym na dużych wysokościach organizm nie otrzymuje wystarczającej ilości tlenu. Stopniowo organizm kompensuje niską dostępność tlenu poprzez

(a) Zwiększenie produkcji czerwonych krwinek.

(b) Zmniejszenie powinowactwa wiązania hemoglobiny.

(c) Zwiększenie częstości oddechów.

(ii) Małe zwierzęta mają dużą powierzchnię w stosunku do ich objętości.Tak więc, w niskich temperaturach bardzo szybko tracą ciepłotę ciała. Muszą wydać więcej energii, aby wytworzyć ciepło ciała. Z tego powodu mniejsze zwierzęta są rzadko spotykane w rejonach polarnych.

32. wymienić różne sposoby, w jakie organizmy radzą sobie lub radzą sobie ze stresami abiotycznymi w przyrodzie. Wyjaśnij dowolne trzy sposoby. [Wszystkie Indie 2009c]
Odp. Organizmy radzą sobie ze stresem abiotycznym poprzez:

(i) Regulacja Niektóre organizmy utrzymują homeostazę za pomocą środków fizjologicznych i behawioralnych. Nazywane są regulatorami, m.in.

  • Latem, kiedy temperatura na zewnątrz jest wyższa, obficie się pocimy, co skutkuje chłodzeniem wyparnym w celu obniżenia temperatury ciała.
  • Zimą, gdy temperatura jest niska, drżymy (rodzaj ćwiczenia), które wytwarza ciepło i podnosi temperaturę ciała.

(ii) Organizmy zgodne z konformacją, które nie mogą utrzymać stałego środowiska wewnętrznego. Temperatura ich ciała zmienia się wraz z temperaturą otoczenia. Takie zwierzęta nazywane są konformerami. Na przykład małe zwierzęta mają większą powierzchnię w stosunku do ich objętości. W niskiej temperaturze bardzo szybko tracą ciepłotę ciała. Tak więc zużywają energię na generowanie ciepła ciała poprzez metabolizm w celu dostosowania.

(iii) Migracja Tymczasowe przemieszczanie się organizmów ze stresującego siedliska do bardziej gościnnego obszaru i powrót, gdy ponownie pojawią się sprzyjające warunki, nazywa się migracją. Migracja długodystansowa jest u ptaków bardzo powszechna.

33.(i) Wymień dowolne cztery składniki abiotyczne, które prowadzą do zmian fizycznych i chemicznych warunków siedlisk.
(ii) Wyjaśnij wpływ tych komponentów na rozmieszczenie organizmów w różnych siedliskach.
[Wszystkie Indie 2009 C]
Odp.(i)Temperatura, woda, światło i gleba.

(ii) (a) Temperatura wpływa na kinetykę enzymów, a tym samym na metabolizm i inne funkcje fizjologiczne organizmów.

Organizmy mogą być eurytermiczne i mogą tolerować szeroki zakres temperatur, a ciepłolubne mogą tolerować tylko wąski zakres temperatur.

(b)Woda jest ważna dla podtrzymania życia i produktywności, a rozmieszczenie roślin zależy od wody.

Formy słodkowodne nie mogą się rozwijać w wodzie morskiej i odwrotnie.

(c) Światło wpływa na fotosyntezę roślin. Światło wpływa również na kwitnienie roślin oraz czas żerowania, rozmnażania i migracji zwierząt.

Rośliny wodne zajmują różne głębokości w zależności od ich pigmentów i dostępnego światła.

(d) Gleba wpływa na roślinność poprzez zdolność zatrzymywania wody, topografię i jej skład.

1 Mark Pytania

6. W stawie było 20 roślin Hydrilla. Dzięki rozmnażaniu w ciągu roku dodano 10 nowych roślin Hydrilla. Oblicz wskaźnik urodzeń ludności. [Delhi 2012]
Odp.
9. Gdyby 8 osobników w laboratoryjnej populacji 80 muszek owocowych zginęło w ciągu tygodnia, to jaki byłby wskaźnik śmiertelności populacji w tym okresie? [Delhi 2010]
Odp.
10. W stawie było 200 żab. W ciągu roku urodziło się 40 kolejnych. Oblicz wskaźnik urodzeń ludności. [Delhi 2010]
Odp.

17. Wymień dwie zalety, jakie związek mikoryzowy zapewnia roślinie. [Wszystkie Indie 2008 C]
Odp. Związek mikoryzowy pomaga roślinom w

(i) Zapewnienie odporności na patogeny pochodzenia korzeniowego.

2 pytania dotyczące znaków

20. Skonstruuj piramidę wieku, która odzwierciedla rosnący stan wzrostu populacji ludzkiej. [Wszystkie Indie 2014]
Odp. Piramida wieku geometrycznie przedstawia proporcje różnych grup wiekowych w populacji. Trójkątny kształt piramidy wieku reprezentuje rosnący stan wzrostu populacji ludzkiej.
21.Zbuduj piramidę wieku, która odzwierciedla stan stabilnego wzrostu populacji ludzkiej. [Wszystkie Indie 2014]
Odp. Piramidę wieku, która odzwierciedla stan stabilnego wzrostu populacji ludzkiej, można przedstawić w następujący sposób:

22. Rozróżnij komensalizm i mutualizm, biorąc po jednym przykładzie tylko z roślin. [Wszystkie Indie 2014]
Odp. Komensalizm jest rodzajem interakcji między gatunkami, w której jeden odnosi korzyść, a drugi nie jest ani pożyteczny, ani poszkodowany. Przykładem takiego zespołu jest storczyk rosnący jako epifit na drzewie mango, które pozostaje nienaruszone jego wzrostem.

Natomiast mutualizm jest rodzajem interakcji, w którym korzyści odnoszą oba zaangażowane gatunki. np. porosty reprezentujące wzajemną asocjację między glonami i grzybami, w których glony są chronione przez grzyby, które również dostarczają składników odżywczych do syntezy pokarmu, natomiast glony dostarczają pokarmu grzybom, gdyż nie są one zdolne do syntezy własnego pokarmu.

23.Wyjaśnij Verhulst-Pearl Logistic Wzrost populacji. [Wszystkie Indie 2014]
Odp. Populacja rosnąca w siedlisku o ograniczonych zasobach początkowo wykazuje fazę opóźnienia, następnie fazę wykładniczą, a na końcu fazę spadkową lub stacjonarną, kiedy wzrost lub gęstość populacji osiąga zdolność do przenoszenia, nazywa się wzrostem logistycznym Verhulsta-Pearla.

Można to wyjaśnić za pomocą równania

Gdzie, N – Gęstość zaludnienia w czasie t.

r – Wewnętrzna stopa przyrostu naturalnego K – Nośność

25. Podaj dwa powody, które utrudniają liczenie gatunków prokariotycznych. [Wszystkie Indie 2014]
Odp. Dwa powody, które utrudniają liczenie gatunków prokariotycznych, to:

(i) są mikroskopijne, niewidoczne gołym okiem.

(ii) tworzą gęste kolonie, tj. wielkość populacji jest tak duża, że ​​liczenie jest czasochłonne i prawie możliwe.

(iii) tempo wzrostu jest bardzo szybkie u gatunków prokariotycznych, które mogą prawie się podwoić podczas liczenia

29.W jaki sposób kwiatowy wzór storczyka śródziemnomorskiego Ophrys gwarantuje zapylenie krzyżowe? [Delhi 2010 Zagraniczny 2009]
Odp. W kwiatach Ophrys

(i) Jeden płatek przypomina samicę gatunku pszczoły pod względem wielkości, koloru, znaczenia itp.

(ii) Samiec pszczoły postrzega ją jako samicę i pseudokopuluje z nią.

(iii) W trakcie tego procesu ziarna pyłku z pylników zostają oprószone na ciele pszczoły.

(iv) Gdy pszczoła zostanie zwabiona do innego kwiatu tego gatunku storczyka, proces się powtarza, a ziarna pyłku z ciała pszczoły osypują się na znamię, dzięki czemu następuje zapylanie.

30. Jakie korzyści odnoszą rośliny z symbiotycznego związku mikoryzowego? [Zagraniczny 2010]
Odp. Korzyści dla roślin mających związek mikoryzowy to:

(i) Grzyb pobiera składniki odżywcze z gleby i przekazuje je roślinie.

(ii) Mikoryza zapewnia odporność na patogeny korzeniowe.

(iii) Wykazują zwiększoną tolerancję na zasolenie i suszę.

(iv) Ogólny wzrost następuje we wzroście i rozwoju roślin.

32.Wyjaśnij dwa mechanizmy obronne, które wyewoluowały u ofiar, aby uniknąć przeludnienia ich drapieżnika. [Ail Indie 2010 C]
Odp. Mechanizm obronny wyewoluował u ofiar:

(i) Aby uniknąć łatwego wykrycia przez drapieżniki, niektóre gatunki owadów i żab mają tajemniczo ubarwione (zakamuflowane).

(ii) Niektóre rośliny mają kolce lub kolce dla mechanizmu obronnego, np. Akacja, kaktus.

34.(i) Co to jest r w równaniu populacji podanym poniżej dN/dt = rN
(ii) Jak wzrost i spadek wartości r wpływa na wielkość populacji? [Delhi 2009]
Odp. (i) r jest wewnętrznym czynnikiem oceniającym wpływ czynnika biotycznego i abiotycznego na wzrost populacji.

(ii) Gdy r wzrasta, wielkość populacji • wzrasta, podczas gdy spadek r zmniejsza wielkość populacji

35.(i) W jaki sposób Cuscuta jest przystosowany do bycia rośliną pasożytniczą?
(ii) Dlaczego bydło unika wypasu roślin Calotropis? Wyjaśnij. [Zagraniczny 2009]
Odp. (i) Cuscuta stracił swój chlorofil podczas ewolucji i rozwinął haustoria, dzięki którym czerpie pożywienie z rośliny żywicielskiej. W ten sposób jest przystosowana jako roślina pasożytnicza.

(ii) Bydło unika wypasu roślin Calotropis, ponieważ wytwarza trujące glikozydy nasercowe.

36. Zidentyfikuj krzywe A i B pokazane na poniższym wykresie. Wymień warunki odpowiedzialne za wzorce wzrostu A i B. [Zagraniczne 2009]

Odp.A- Krzywa wzrostu wykładniczego Gdy zasoby nie są ograniczone, pojawia się ta forma krzywej.

B- Logistyczna krzywa wzrostu Gdy zasoby się ograniczają, pojawia się ta forma krzywej wzrostu, tutaj K jest nośnością

37. W stawie było 40 roślin lotosu. Po roku liczba ta wzrosła do 56. Oblicz wskaźnik urodzeń rośliny lotosu. [Wszystkie Indie 2009 C]
Odp. Wskaźnik urodzeń rośliny lotosu

38. Nazwij interakcję w każdym z poniższych
(i) Cuscuta rosnący na roślinie o kwiatach butów.
(ii) Mikoryzy żyjące na korzeniach roślin wyższych.
(iii) Błazenki żyjące wśród macek ukwiałów.
(iv) Koel składa jaja w gnieździe wrony. [Wszystkie Indie 2008 Zagraniczne 2008]
Odp. Interakcje są identyfikowane jako:

(i) Pasożytnictwo (ii) Mutualizm

(iii) Komensalizm (iv) Pasożytnictwo lęgowe

Pytania o 3 znaki

40. Przestudiuj poniższy wykres i odpowiedz na poniższe pytania

(i) Zapisz status żywności i przestrzeni na krzywych (A) i (J3)
(ii) W przypadku braku drapieżników, która z dwóch krzywych odpowiednio przedstawiałaby populację ofiar?
(iii) Czas został pokazany na osi X, a nad nią znajduje się równoległa kropkowana linia. Biorąc pod uwagę znaczenie tej kropkowanej linii. [Delhi 2014]
Odp. (i) Status pożywienia i przestrzeni na krzywych ‘a’ to nieograniczone zasoby, podczas gdy na krzywej ‘b’ źródła pożywienia i przestrzeni są ograniczone.

(ii) W przypadku braku drapieżników krzywa ‘B’ odpowiednio przedstawiałaby konkurencję o ograniczone zasoby pożywienia i schronienia w populacji ofiar.

(iii) Linia przerywana na powyższym wykresie przedstawia nośność (K). Nośność oznacza limit siedliska, tj. ograniczone zasoby w danym siedlisku, aby wesprzeć wzrost do pewnego poziomu, poza którym dalszy wzrost nie może nastąpić

41Narysuj i wyjaśnij rozszerzające się piramidy wiekowe populacji ludzkiej. Dlaczego tak się nazywa?
Odp. Piramida wieku geometrycznie przedstawia proporcje różnych grup wiekowych w populacji. Trójkątny kształt piramidy wieku reprezentuje rosnący stan wzrostu populacji ludzkiej.

Rozszerzająca się piramida wieku jest tak zwana, ponieważ reprezentuje rosnący stan wzrostu populacji.

43.(i) Napisz, jak ważny jest pomiar wielkości populacji w siedlisku lub ekosystemie.
(ii) Wyjaśnij za pomocą przykładu, w jaki sposób procent pokrycia jest bardziej znaczącą miarą wielkości populacji niż same liczby? [Wszystkie Indie 2013]
Odp. (i) Pomiar populacji w siedlisku określa względną liczebność danego gatunku i jego wpływ na dostępne zasoby tego konkretnego siedliska.

(ii) Pokrycie procentowe jest bardziej znaczącą miarą wielkości populacji niż same liczby, ponieważ względna liczebność gatunku jest określona nie tylko liczbą osobników, ale zarówno względną liczebnością biomasy, jak i liczebnością.

np. na jednostce powierzchni liczba gatunków traw lub względna liczebność jest wysoka, ale nie względna biomasa, jeśli na tym samym obszarze znajduje się jedno lub dwa drzewa Ficus bengalensis, względna liczebność jest bardzo niska, ale względna liczebność jest wysoka

44.(i) Wyjaśnij śmiertelność w populacji, biorąc odpowiedni przykład.
(ii) Napisz dwie pozostałe cechy, które wykazuje tylko populacja, a jednostka nie może. [Wszystkie Indie 2013]
Odp. Wskaźnik zgonów lub śmiertelności wyrażony jest jako liczba zgonów jednostki w populacji w ciągu roku.
Przykład Jeśli 80 osobników w laboratoryjnej populacji 800 muszek owocowych zmarło w ciągu tygodnia, śmiertelność wynosi 80/800=0,1/mucha owocówka/tydzień

(ii) Cechy populacji, które nie są prezentowane przez osobnika to:

45.(i) Wyjaśnij wskaźnik urodzeń w populacji, biorąc odpowiedni przykład.
(ii) Napisz dwie pozostałe cechy, które wykazuje tylko populacja, a jednostka nie może. [Wszystkie Indie 2013]
Odp.(i) Z powodu urodzeń lub przyrostu naturalnego populacja stale rośnie. Obejmuje produkcję nowego osobnika według urodzenia, wylęgu, trybu bezpłciowego itp. Wyraża się jako liczba urodzeń na 1000 osobników w populacji rocznie.

(ii) Cechą charakterystyczną, która jest unikalna dla grupy (populacji) i nie jest pokazywana przez jednostkę.

  • Teorie dynamiki populacji wyjaśniające wzrost populacji. Wielkość populacji dla żadnego gatunku nie jest parametrem statycznym. Wzrost populacji zmienia się w czasie i zależy od dostępności pożywienia, drapieżnictwa, presji, pogody, a także zależy od urodzeń i śmiertelności, imigracji, emigracji.
  • Regulacja liczby ludności Zarządzać gęstością zaludnienia lub wielkością populacji. Jest to liczba osobników gatunku na jednostkę powierzchni lub objętości

46.(i) Wymień dowolne trzy sposoby pomiaru gęstości zaludnienia siedliska.
(ii) Wymień podstawowe informacje, które można uzyskać, badając gęstość populacji organizmu. [All India 2013]
Odp.(i)Trzy sposoby pomiaru gęstości zaludnienia siedliska

A- Pokrycie procentowe dla drzew z większym baldachimem.

B- Liczba złowionych ryb na pułapkę.

C- Ślady mopsów lub granulki kałowe do spisu tygrysów.

(ii) Gęstość populacji mówi nam o statusie gatunku, tj. wyniku konkurencji, wpływie drapieżnictwa lub działaniu pestycydów itp.

47. Wymień typ interakcji widoczny w każdym z poniższych przykładów
(i) Robak Ascaris bytujący w jelicie ludzkim.
(ii) osy zapylające kwiatostan figi.
(iii) Błazenki żyjące wśród macek ukwiałów.
(iv) Mikoryzy żyjące na korzeniach roślin wyższych.
(v) Orchidea rosnąca na gałęzi drzewa mango.
(vi) Zniknięcie mniejszych pąkli, gdy Balanus dominował na wybrzeżu Szkocji. [Delhi 2011]
Odp.(i) Pasożytnictwo (ii) Mutualizm

(iii) Komensalizm (iv) Mutualizm

(v) Komensalizm (vi) Konkurencja

48. Przestudiuj trzy różne piramidy wiekowe dla populacji ludzkiej podane poniżej i odpowiedz na poniższe pytania

(i) Napisz imiona nadane każdej z tych piramid wiekowych.
(ii) Wymień ten, który jest idealny dla populacji ludzkiej i dlaczego? [Zagraniczny 2011]
Odp. (i) A – Rozszerza się, B – Stabilny, C -Opada

(ii) Preferowana jest stabilna populacja. Jest to korzystne dla przetrwania i lepszego życia populacji ludzkiej. Jest pomocny przy planowaniu działań opiekuńczych.

49.Dlaczego drapieżnictwo jest wymagane w społeczności różnych organizmów? [Zagraniczny 2009]
Odp. Wymóg drapieżnictwa:

(i) Działa jako kanał do transferu energii przez poziomy troficzne.

(ii) Utrzymuj populację ofiar pod kontrolą.

(iii) Pomaga w utrzymaniu różnorodności gatunkowej w społeczności poprzez zmniejszenie intensywności konkurencji.

(iv) Biologiczne zwalczanie szkodników opiera się na drapieżnictwie.

50. Przestudiuj krzywe wzrostu populacji na poniższym wykresie i odpowiedz na poniższe pytania

(i) Zidentyfikuj krzywe wzrostu A i B
(ii) Który z nich jest uważany za bardziej realistyczny i dlaczego?
(iii) Jeśli

równanie logistycznej krzywej wzrostu, co oznacza K?
(iv) Co symbolizuje N? [Delhi 2008]
Odp. (i)A – Krzywa wzrostu wykładniczego B – Krzywa wzrostu logistycznego

(ii) Krzywa wzrostu logistycznego B jest uważana za bardziej realistyczną, ponieważ zasoby są skończone i prędzej czy później stają się ograniczone.

(iii) K oznacza nośność. Jest to maksymalna liczba osobników w populacji, jaką może utrzymać dane środowisko.

(iv) N-symbolizuje gęstość zaludnienia. Jest to liczba osobników w danej populacji na jednostkę powierzchni

51. Przestudiuj krzywe wzrostu populacji pokazane poniżej

(i) Krzywe tożsamości A i B,
(ii) Wymień warunki odpowiedzialne odpowiednio za krzywe A i B,
(iii) Podaj niezbędne równanie krzywej B. [All India 2008]
Odp. (i)A-Krzywa wzrostu wykładniczego B-Krzywa wzrostu logistycznego.

(ii) A- Każdy gatunek rosnący wykładniczo w warunkach nieograniczonych zasobów wykazuje tę krzywą wzrostu.

B- Populacja rosnąca w siedlisku o ograniczonych zasobach wykazuje początkową fazę opóźnienia, przyspieszoną fazę logarytmiczną i spowolnioną fazę równowagi.

(iii)

52. Przestudiuj poniższy wykres i odpowiedz na poniższe pytania

(i) Krzywa A jest reprezentowana przez równanie
dN /dt=rN reprezentują w równaniu i jakie jest jego znaczenie?
(ii) Która z dwóch krzywych jest uważana za bardziej realistyczną dla większości populacji zwierząt?
(iii) Która krzywa przedstawiałaby populację gatunku jelenia, gdyby w siedlisku nie było drapieżników? Dlaczego tak jest? [Zagraniczny 2008]
Odp. (i) r to wewnętrzne tempo przyrostu naturalnego. Jest to ważny parametr do oceny wpływu wszelkich czynników abiotycznych lub biotycznych na wzrost populacji.

(ii) Krzywa B jest bardziej realistyczna dla populacji zwierząt

(iii) Krzywa B. Gdy drapieżniki są nieobecne, między dużą populacją ofiar będzie konkurencja o zasoby.

5 pytań dotyczących znaków

53.(i) Nazwij wzór wzrostu populacji równaniem reprezentuje. Co oznacza ‘r’ w równaniu? Napisz jego znaczenie we wzroście populacji.
(ii) Wyjaśnij zasadę nośności, używając logistycznej krzywej wzrostu populacji Verhulsta-Pearla. [Delhi 2014 C]
Odp. Logistyczny wzorzec wzrostu jest reprezentowany przez równanie

Tutaj Y reprezentuje czynnik wewnętrzny, tempo naturalnego wzrostu. Ponieważ wzrost większości populacji organizmów staje się ograniczony z powodu ograniczonych zasobów, ten logistyczny wzorzec wzrostu zapewnia realistyczny model do badania wzrostu populacji.

(ii) Logistyczna krzywa wzrostu Verhulsta-Pearla wyjaśniona przez

gdzie K reprezentuje nośność. Można odnieść się do naturalnego ograniczenia zasobów naturalnych, które siedlisko zapewnia swoim osobnikom rosnącej populacji, poza którą nie ma wzrostu w tym konkretnym siedlisku.

54.Jaki jest związek między trzmielem a jego ulubioną orchideą Ophrys? Jak wyginięcie lub zmiana jednego wpłynęłoby na inne? [Delhi 2012]
Odp. Mutualizm to związek między trzmielem a storczykiem. W tym przypadku korzyści odnoszą oba gatunki. Jeden płatek jej kwiatu jest niesamowicie podobny do samicy pszczoły pod względem wielkości, koloru i znaczenia.

Samiec pszczoły jest przyciągany do tego, co postrzega jako samicę i pseudokopuluje z kwiatem. Podczas tego procesu pszczoła zostaje opylona pyłkiem z kwiatu. Kiedy ta sama pszczoła pseudokopuluje z innym kwiatem, przenosi na niego pyłek i w ten sposób zapyla kwiat.

Wyginięcie trzmieli z pewnością wpłynie na kwiat orchidei, ponieważ pszczoły te są sposobem zapylania kwiatu, a jeśli wyginą, procent zapylenia ulegnie zmniejszeniu. Ale wyginięcie storczyka nie wpłynie na populację trzmieli.

55.(i) Czym jest piramida wieku?
(ii) Wyjaśnij za pomocą liczb trzy różne typy piramid wiekowych reprezentowanych przez populację ludzką. [Delhi 2011c]
Odp. (i) Graficzna reprezentacja nr. osób w różnych grupach wiekowych populacji w określonym czasie jest określana jako piramida wieku.

  • Kiedy rozkład wieku (procent osób w danym wieku lub grupie wiekowej) jest wykreślony dla populacji, nazywa się to piramidą wieku.
  • Ludność w danym momencie składa się z osobników w różnym wieku.
  • W przypadku populacji ludzkiej piramidy wiekowe generalnie pokazują rozkład wieku mężczyzn i kobiet na połączonym diagramie.
  • Kształt piramid odzwierciedla stan wzrostu populacji, niezależnie od tego, czy rozwija się (w kształcie trójkąta), stabilna (w kształcie dzwonu) czy maleje.

56.(i) Wyjaśnij wskaźnik urodzeń i śmiertelność w populacji za pomocą każdego przykładu.
(ii) Co to jest piramida wieku? Narysuj piramidę wieku powiększającej się populacji. [Wszystkie Indie 2011 C]
Odp. (i) Nie. organizmów dodanych do populacji przez urodzenie w danym okresie nazywamy wskaźnikiem urodzeń, np. jeśli w stawie było w zeszłym roku 20 roślin lotosu i poprzez rozmnażanie dodawanych jest 8 nowych roślin, wskaźnik urodzeń =8/20=0,4 roślin na lotos rocznie.

Nie. osób usuniętych z populacji z powodu śmierci w danym okresie nazywamy śmiertelnością, np. jeśli 4 osobniki w laboratoryjnej populacji 40 muszek owocowych zginęły w określonym przedziale czasu, powiedzmy w tygodniu, śmiertelność w populacji = 4 / 40 = 0,1 osobnika na muszkę owocową na tydzień.

(ii) Piramida wieku geometrycznie przedstawia proporcje różnych grup wiekowych w populacji. Trójkątny kształt piramidy wieku reprezentuje rosnący stan wzrostu populacji ludzkiej.

Graficzna reprezentacja nr. osób w różnych grupach wiekowych populacji w określonym czasie jest określana jako piramida wieku.
Piramida wieku

  • Kiedy rozkład wieku (procent osób w danym wieku lub grupie wiekowej) jest wykreślony dla populacji, nazywa się to piramidą wieku.
  • Ludność w danym momencie składa się z osobników w różnym wieku.
  • W przypadku populacji ludzkiej piramidy wiekowe generalnie pokazują rozkład wieku mężczyzn i kobiet na połączonym diagramie.
  • Kształt piramid odzwierciedla stan wzrostu populacji, niezależnie od tego, czy rozwija się (w kształcie trójkąta), stabilna (w kształcie dzwonu) czy maleje.

57.(i) Wyjaśnij równanie
Nt+) =Nt+[

(ii) Wymień różne sposoby pomiaru gęstości populacji różnych gatunków. [Delhi 2011 c]
Odp. (i)Jeżeli Ni to gęstość zaludnienia w czasie t, to jej gęstość w czasie t +1 wynosi N t + [(B + 1) -(D -E)]

Gęstość zaludnienia wzrośnie, jeśli nie. urodzeń i nie. imigrantów, tj. (8 + 1) jest więcej niż nie. śmierci i nie. emigrantów, tj. (D+1)

(ii)Trzy sposoby pomiaru gęstości zaludnienia siedliska

A- Pokrycie procentowe dla drzew z większym baldachimem.

B- Liczba złowionych ryb na pułapkę.

C- Ślady mopsów lub granulki kałowe do spisu tygrysów.

58. Przestudiuj poniższą tabelę i odpowiedz na poniższe pytania

Zidentyfikuj A, B, C i D w podanej tabeli i wyjaśnij dowolne trzy z nich za pomocą przykładu. [Delhi 2011 C]
Odp. A – Mutualizm B – Zawody C – Drapieżnictwo D – Amensalizm
Mutualizm Jest to interakcja, w której oba gatunki czerpią korzyści z interakcji, m.in. porosty.
Konkurencja Jest to interakcja, w której oba gatunki cierpią z powodu tego samego zapotrzebowania na zasoby, które są ograniczone m.in. W niektórych jeziorach Ameryki Południowej, odwiedzające flamingi i gatunki rezydentne konkurują o wspólne pożywienie.
Drapieżnictwo Jest to interakcja między dwoma gatunkami, w której jeden gatunek (pasożyt) jest zależny od drugiego gatunku (żywiciela) w zakresie pożywienia i schronienia, a w tym procesie uszkadza żywiciela, tj. jeden odnosi korzyść, a drugi szkodzi, np. tygrys i jeleń.
Amensalizm Jest to interakcja, w której jeden gatunek jest poszkodowany, podczas gdy inny nie odnosi korzyści ani nie jest poszkodowany, np. antybiotyki na patogeny.

59.Narysuj i wyjaśnij krzywą logistyczną dla populacji o gęstości (N) w czasie (it), której wewnętrzne tempo przyrostu naturalnego w (r) i nośności (K). [Delhi 2010]
Odp. (i) Populacja początkowo wykazuje fazę opóźnienia, a następnie fazę przyspieszenia lub wykładniczego wzrostu, po której następuje faza spowolnienia

(ii) Populacja może rosnąć wykładniczo przez pewien czas, a następnie przyjmuje stan stabilny, ponieważ w pewnym momencie dostępność zasobów staje się ograniczona.

(iii) Każde środowisko ma zasoby do obsługi określonej maksymalnej liczby osób, zwanej jego nośnością. Poza tym nie ma wzrostu wielkości/gęstości populacji.

(iv) Populacja wykazująca wzrost logistyczny pokazuje krzywą sigmoidalną, gdy liczba osobników jest wykreślona w funkcji czasu

(v) Równanie można opisać jako

gdzie, N = gęstość zaludnienia w czasie t, r = wewnętrzna stopa przyrostu naturalnego,
K = Nośność

(vi) Model ma bardziej realistyczny charakter, ponieważ żadna populacja nie może w nieskończoność utrzymywać wykładniczego wzrostu.
60.(i) Dlaczego zwierzęta roślinożerne są uważane za podobne do drapieżników w kontekście ekologicznym? Wyjaśniać.
(ii) rozróżnić między następującymi interakcjami międzygatunkowymi w populacji:
(a) Mutualizm i konkurencja
(b) Komensalizm i amensalizm [All India 2010]
Odp.(i) Roślinożerne żywią się roślinami. Są uważane za drapieżniki, ponieważ przenoszą również energię przez poziomy troficzne. Poza tym kontrolują również populację swoich ofiar. Na przykład, kiedy kaktus opuncji został wprowadzony do Australii na początku 1920 roku, szybko się rozprzestrzenił, powodując spustoszenie. Ich populację kontrolowano przez wprowadzenie drapieżnika karmiącego kaktusy (ćmy).

(ii) (a) Różnice między mutualizmem a konkurencją są:

(b) Różnica między komensalizmem a amensalizmem to:

61.(i) Wyjaśnij za pomocą wykresu krzywą wzrostu populacji, kiedy zasoby są (A) ograniczające (B) nie ograniczające.
(ii) Natura ma zdolność przenoszenia gatunku. Wyjaśniać. [Zagraniczny 2010]
Odp.

(a) Zasoby są ograniczone Krzywa wzrostu populacji jest sigmoidalna. Jest to reprezentowane przez równanie

gdzie, N = gęstość zaludnienia w czasie t, r – Wewnętrzne tempo przyrostu naturalnego

(b) Zasoby są nieograniczone Krzywa wzrostu populacji ma kształt litery „J”. Jest to reprezentowane przez równanie

gdzie, N t = gęstość zaludnienia po czasie t, N 0 = gęstość zaludnienia w czasie zero r = wewnętrzne tempo przyrostu naturalnego, e = podstawa logarytmu naturalnego (2.71828).

(ii) W pewnym momencie zasoby stają się ograniczone. Tak więc żadna populacja nie może rosnąć wykładniczo. Każde środowisko lub siedlisko ma ograniczone zasoby, aby utrzymać określoną maksymalną liczbę osobników. Nazywa się to jego nośnością (K).


Dlaczego małe organizmy poruszają się szybciej niż duże organizmy? - Biologia

Czy zastanawiałeś się kiedyś, dlaczego nie możemy nakarmić głodnych na świecie? To złożona kwestia, ale może cię zaskoczyć, gdy dowiesz się, że nie dzieje się tak dlatego, że nie ma wystarczającej ilości żywności, która obecnie istnieje w rolnictwie, w oparciu o aktualną technologię, by wyżywić nawet 10 miliardów ludzi. Populacja Ziemi to „tylko” około 7 miliardów. Wielkie pytanie tak naprawdę brzmi: Jeśli chcemy nakarmić wszystkich, co wszyscy powinni jeść? Aby odpowiedzieć na to pytanie, pobierz ten arkusz kalkulacyjny programu Excel i spróbuj podłączyć kilka liczb.

Przykład : Jeden akr zboża można wykorzystać do karmienia bydła, a następnie bydło można wykorzystać do karmienia ludzi. Jeśli 50% energii zostanie utracone na rzecz bydła, możesz nakarmić dwa razy więcej ludzi, jeśli karmisz je bezpośrednio ziarnem. Innym sposobem patrzenia na to jest to, że wystarczy pół akra ziemi, aby nakarmić ludzi zbożem, ale cały akr, jeśli nakarmi się ziarnem bydło, a bydło ludziom. Powszechną praktyką szybszego hodowania bydła jest karmienie go zmielonym białkiem zwierzęcym. Oznacza to, że kiedy jemy mięso krowy, jesteśmy na poziomie trzeciorzędowym lub wyższym. Utrata energii między poziomami troficznymi może być jeszcze wyższa. Ostatnie badania sugerują, że tylko

10% energii jest zamieniane na biomasę z jednego poziomu troficznego na następny!

Łańcuch pokarmowy: Odpowiedź dotyczy poziomów troficznych. Jak zapewne wiesz, organizmami u podstawy łańcucha pokarmowego są rośliny fotosyntetyczne na lądzie i fitoplankton (algi) w oceanach. Organizmy te nazywane są producentami, a swoją energię czerpią bezpośrednio ze światła słonecznego i nieorganicznych składników odżywczych. Głównymi konsumentami są organizmy, które zjadają producentów. Zwykle są małe i jest ich wiele. Głównymi konsumentami są roślinożercy (wegetarianie). Organizmy, które zjadają konsumentów pierwotnych, są mięsożercami (mięsożercami) i nazywane są konsumentami wtórnymi. Konsumenci wtórni są zwykle więksi i mniej liczni. Trwa to aż do samego szczytu łańcucha pokarmowego. Około 50% energii (być może nawet 90%) zawartej w pożywieniu jest tracone na każdym poziomie troficznym, gdy organizm jest zjadany, więc mniej wydajne jest bycie konsumentem wyższego rzędu niż konsumentem podstawowym. Dlatego transfer energii z jednego poziomu troficznego do następnego, w górę łańcucha pokarmowego, jest jak piramida szersza u podstawy i węższa u góry. Z powodu tej nieefektywności żywności wystarczy tylko dla kilku konsumentów na najwyższym poziomie, ale jest dużo żywności dla roślinożerców na niższych poziomach łańcucha pokarmowego. Jest mniej konsumentów niż producentów.

Piramidy energii lądowej i wodnej


Poziom troficzny Pustynny Biom Biom użytków zielonych Biom stawowy Biom oceaniczny
Producent (fotosyntetyk) Kaktus Trawa Glony Fitoplankton
Główny konsument (roślinożerca) Motyl Konik polny Larwa owadów Zooplankton
Drugi konsument (mięsożerca) Jaszczurka Mysz Minnowa Ryba
Trzeciorzędny konsument (mięsożerca) Wąż Wąż Żaba Foka
Konsument czwartorzędowy (mięsożerca) Roadrunner Jastrząb szop pracz Rekin

Sieć spożywcza: Na każdym poziomie troficznym może występować znacznie więcej gatunków niż wskazano w powyższej tabeli. Sieci pokarmowe mogą być bardzo złożone. Dostępność żywności może się różnić w zależności od sezonu lub pory dnia. Organizm taki jak mysz może odgrywać dwie role, od czasu do czasu żywiąc się owadami (co czyni go drugim konsumentem), ale także żywiąc się bezpośrednio roślinami (co czyni go głównym konsumentem). Sieć pokarmowa kto je kogo? w południowo-zachodnim amerykańskim biomie pustynnym może wyglądać mniej więcej tak:

Gatunek kluczowy: W niektórych sieciach pokarmowych istnieje jeden krytyczny „gatunek zwornikowy”, od którego zależy cały system. W ten sam sposób, w jaki zapada się łuk, gdy zwornik jest usuwany, cały łańcuch pokarmowy może się zawalić, jeśli nastąpi spadek liczby zworników. Często gatunek kluczowy jest drapieżnikiem, który utrzymuje roślinożerców w ryzach i zapobiega nadmiernemu spożywaniu roślin, co prowadzi do masowego wymierania. Kiedy usuwamy czołowe drapieżniki, takie jak na przykład niedźwiedzie grizzly, orki czy wilki, istnieją dowody na to, że wpływa to nie tylko na gatunek ofiary, ale nawet na środowisko fizyczne.

Drapieżniki Apex: Gatunki te znajdują się na szczycie łańcucha pokarmowego, a zdrowe dorosłe osobniki nie mają naturalnych drapieżników. W niektórych przypadkach młodzi i starzy mogą być ofiarami, ale zazwyczaj ulegają chorobom, głodowi, skutkom starzenia lub kombinacjom tych czynników. Cierpią także na rywalizację z ludźmi, którzy często eliminują czołowe drapieżniki, aby mieć wyłączny dostęp do zdobyczy lub poprzez niszczenie siedlisk, co jest pośrednią formą rywalizacji.

Rozkładniki: Kiedy organizmy umierają, są czasami zjadane przez padlinożerców, ale pozostałe tkanki są rozkładane przez grzyby i bakterie. W ten sposób składniki odżywcze, które były częścią ciała, wracają na dno piramidy troficznej.

Bioakumulacja: Oprócz tego, że jest mniej energooszczędny, jedzenie na wyższych szczeblach łańcucha pokarmowego wiąże się z ryzykiem. Pestycydy i metale ciężkie, takie jak rtęć, arsen i ołów, są zwykle spożywane w niewielkich ilościach przez pierwotnych konsumentów. Toksyny te gromadzą się w tłuszczach zwierzęcia. Kiedy to zwierzę jest zjadane przez drugiego konsumenta, toksyny te stają się bardziej skoncentrowane, ponieważ wtórni konsumenci zjadają wielu pierwotnych konsumentów i często żyją dłużej. Miecznik i tuńczyk znajdują się na szczycie wodnego łańcucha pokarmowego, a kiedy je jemy, zużywamy wszystkie toksyny, które nagromadziły się przez całe życie. Z tego powodu kobietom w ciąży odradza się spożywanie tych pokarmów. Rozwiąż matematycznie poniższe zadania.

1. Biorąc pod uwagę: 10 miliardów ludzi może być karmionych podstawową dietą wegetariańską, która jest kompletna pod względem odżywczym. Ilu ludzi moglibyśmy wyżywić według amerykańskiego standardu – trzeci poziom konsumpcji (konsumenci trzeciego rzędu?). Na każdym wyższym poziomie traci się 50% energii.

2. Jeśli w Stanach Zjednoczonych jest 250 milionów ludzi, z których większość je na poziomie trzeciorzędowym (3), to ile osób moglibyśmy wyżywić na poziomie podstawowym?

3. Niektóre zwierzęta, takie jak rekiny, są konsumentami piątego rzędu! Rekiny jedzą tuńczyki, które jedzą makrele, śledzie, widłonogi, które jedzą okrzemki. Gdybyśmy przyjęli rozsądne założenie, że każde z tych zwierząt zjada 2 ofiary każdego dnia, ile organizmów zginęło, by nakarmić rekina w ciągu jednego dnia?


Projekt biologii na poziomie

Jest to eksperyment mający na celu zbadanie, w jaki sposób stosunek powierzchni do objętości wpływa na szybkość dyfuzji w podłożach i jaki ma to związek z wielkością i kształtem żywych organizmów.

Wstęp

To jest projekt z biologii na poziomie A. Pomogło mi to wiele lat temu uzyskać ocenę A z biologii. Cały projekt jest tu odtworzony w celach informacyjnych.

  • Celuje
  • Informacje ogólne
  • Aparatura
  • metoda
  • Prognoza
  • Wyniki
  • Interpretacja
  • Środki ostrożności
  • Ograniczenia
  • Anomalie
  • Rozszerzenie pracy

Stosunek powierzchni do objętości w organizmach żywych jest bardzo ważny. Składniki odżywcze i tlen muszą dyfundować przez błonę komórkową i do komórek. Większość komórek ma średnicę nie większą niż 1 mm, ponieważ małe komórki umożliwiają szybką dyfuzję składników odżywczych i tlenu do komórki i umożliwiają szybką dyfuzję odpadów z komórki. Gdyby komórki były większe niż ta, dyfundowanie składników odżywczych i tlenu do komórki zajęłoby zbyt dużo czasu, więc komórka prawdopodobnie by nie przeżyła.

Organizmy jednokomórkowe mogą przetrwać, ponieważ mają wystarczająco dużą powierzchnię, aby umożliwić dyfuzję całego tlenu i składników odżywczych, których potrzebują. Większe organizmy wielokomórkowe potrzebują do oddychania specjalistycznych narządów, takich jak płuca czy skrzela.

  1. Zlewki
  2. Bloki żelatynowe zawierające czerwony barwnik krezolowy
  3. 0,1 M kwas chlorowodorowy
  4. Zatrzymaj zegarek
  5. Skalpel
  6. Płytka
  7. Okulary ochronne

1. Blok żelatyny zabarwiony barwnikiem czerwieni krezolowej należy pociąć na bloki o następujących wymiarach (mm).

5x5x5
10x10x10
15x15x15
20x20x20
10x10x2
10x10x10 (trójkąt)
10x15x5
20x5x5

Trójkąt ma następujące wymiary. [nie powielany]

Pozostałe klocki to zwykłe kostki lub prostokątne klocki.

Czerwony barwnik Cresol jest kwasowym / zasadowym barwnikiem wskaźnikowym. W alkalicznych warunkach żelatyny jest czerwona lub fioletowa, ale po wystawieniu na działanie kwasu zmienia kolor na jasnożółty.

Do tych testów używa się żelatyny, ponieważ jest przepuszczalna i działa jak komórka. Łatwo go pokroić na wymagane rozmiary, a kwas solny może przez nią dyfundować z równomierną szybkością.

Nie używam żadnych bloków większych niż 20 x 20 x 20, ponieważ wstępny test stwierdził, że praktyczne jest użycie bloków 20 mm³ lub mniej, ponieważ wszystko, co większe niż to zajęłoby więcej czasu, niż musimy zrobić eksperyment.

2. Małą zlewkę napełniono 100 cm³ 0,1 molowego kwasu chlorowodorowego. Jest to wystarczająca objętość kwasu, aby zapewnić, że wszystkie rozmiary bloków zostaną w pełni pokryte kwasem po wrzuceniu do zlewki.

3. Jeden z klocków wrzuca się do tej zlewki, a czas, w którym cały czerwony barwnik zniknie, jest odnotowywany w tabeli, takiej jak ta poniżej.

Wymiary (mm) Powierzchnia Objętość (mm³) Stosunek powierzchni do objętości Test 1 Test 2 Test 3 Średni czas

4. Ten test należy powtórzyć dla wszystkich rozmiarów bloków trzy razy, aby zapewnić rzetelny test. Do każdego bloku należy użyć świeżego kwasu, aby upewnić się, że nie wpłynie to na wyniki eksperymentu.

5. Następnie można obliczyć stosunek powierzchni do objętości i średnią wyników. Następnie można wykreślić wykres stosunku czasu do powierzchni do objętości. Na tym wykresie będziemy mogli zobaczyć, jak pole powierzchni wpływa na czas potrzebny na penetrację kwasu solnego do środka sześcianu.

Przewiduję, że wraz ze wzrostem stosunku powierzchni do objętości, czas potrzebny na przeniknięcie kwasu solnego do środka sześcianu będzie się zmniejszał. Dzieje się tak, ponieważ mały blok ma dużą powierzchnię w porównaniu z jego objętością, więc kwas solny będzie miał dużą powierzchnię do dyfuzji. Większy blok ma mniejszą powierzchnię w stosunku do swojego rozmiaru, więc dyfuzja kwasu solnego do środka kostki powinna zająć więcej czasu. Rzeczywista szybkość dyfuzji kwasu solnego przez żelatynę powinna być taka sama dla wszystkich bloków, ale gdy stosunek powierzchni do objętości wzrośnie, dotarcie kwasu solnego do środka kostki zajmie mniej czasu.

Przeprowadziłem powyższy eksperyment i te wyniki uzyskałem.

Wymiary (mm) Powierzchnia Objętość (mm³) Stosunek powierzchni do objętości Test 1 Test 2 Test 3 Średni czas
5x5x5 150 125 1.2:1 7.02 6.57 4.53 6.16
10x10x10 600 1,000 0.6:1 10.3 23.25 15.33 16.28
15x15x15 1,350 3,375 0.4:1 29.55 30.22 23.45 28.01
20x20x20 2,400 8,000 0.3:1 53.4 32.44 58.56 48.3
10x10x2 280 200 1.4:1 0.26 0.37 1.58 1.01
10x15x5 550 750 0.73:1 7.2 10.23 10.47 9.3
20x5x5 450 500 0.9:1 3.18 2.58 4.09 3.29
10x10x10
(Trójkąt)
441.42 500 0.88:1 9.58 3.34 5.25 6.19

Stosunek powierzchni do objętości jest obliczany przez

Stosunek powierzchni do objętości = powierzchnia / objętość

Z tych wskaźników mogłem wykreślić wykres stosunku powierzchni do objętości w czasie.

We wszystkich blokach żelatyny szybkość penetracji kwasu chlorowodorowego z każdej strony byłaby taka sama, ale wszystkie bloki potrzebują różnej ilości czasu do oczyszczenia, ponieważ mają różne rozmiary. W miarę jak bloki stają się większe, kwas solny dyfunduje przez cały blok i usuwa barwnik. Dotarcie do środka sześcianu trwa dłużej, nawet jeśli szybkość dyfuzji jest taka sama dla wszystkich sześcianów.

Wraz ze wzrostem objętości bloków stosunek powierzchni do objętości maleje. Większe bloki mają mniejszy udział powierzchni niż mniejsze bloki. Najmniejszy blok ma powierzchnię 1,4 mm² na każdy 1mm³ objętości. Największy blok ma tylko 0,3 mm² powierzchni na każdy 1mm³ objętości. Oznacza to, że kwas solny jest w stanie dyfundować do środka najmniejszego bloku znacznie szybciej niż największy blok. Dyfundowanie kwasu do środka największego bloku zajęło 48 minut, ale tylko 1 minutę w najmniejszym bloku. Żywa komórka nie przetrwałaby, gdyby musiała czekać 48 minut na dyfuzję tlenu, więc żywe komórki muszą być bardzo małe.

Kiedy stosunek powierzchni do objętości spada, kwas solny dyfunduje do kostki dłużej, ale jeśli stosunek rośnie, kwas solny dyfunduje szybciej do bloku żelatyny. Niektóre kształty mają większy stosunek powierzchni do objętości, więc kształt obiektu może mieć wpływ na szybkość dyfuzji.

Ważne jest, aby komórki miały duży stosunek powierzchni do objętości, aby mogły uzyskać wystarczającą ilość składników odżywczych do komórki.Mogą zwiększyć swoją powierzchnię poprzez spłaszczenie i wydłużenie lub poprzez szorstką powierzchnię z wieloma fałdami błony komórkowej znanymi jako kosmki. [obraz nie reprodukowany]

Kosmki znacznie zwiększają powierzchnię komórki, podczas gdy komórka, która jest okrągła, ma tylko niewielką powierzchnię w stosunku do swojej objętości. Obie komórki powyżej mają objętość 1 cm³. Komórka po lewej ma powierzchnię 3cm², ale komórka po prawej z kosmkami ma powierzchnię 10cm². Błona komórkowa składa się z dwuwarstwy lipidowej z wieloma zintegrowanymi z nią białkami. [obraz nie reprodukowany]

Tlen może łatwo dyfundować przez membranę, a dwutlenek węgla i inne produkty odpadowe mogą łatwo się rozpuścić. Stężenie tlenu w komórce jest zawsze niższe niż na zewnątrz komórki, co powoduje dyfuzję tlenu do środka. Gazy zawsze będą rozpuszczać się z obszaru wysokiego do niskiego ciśnienia. Stężenie dwutlenku węgla na zewnątrz komórki jest niższe niż stężenie w komórce, więc dwutlenek węgla zawsze będzie się rozpuszczał z komórki.

Organizmy jednokomórkowe, takie jak ameby, mają duży stosunek powierzchni do objętości, ponieważ są tak małe. Są w stanie uzyskać cały potrzebny im tlen i składniki odżywcze poprzez dyfuzję przez błonę komórkową.

Większe organizmy, takie jak ssaki, mają stosunkowo małą powierzchnię w porównaniu do ich objętości, więc potrzebują specjalnych systemów, takich jak płuca, aby uzyskać wystarczającą ilość tlenu. Stosunek powierzchni do objętości jest bardzo ważny w płucach, w których do płuc musi dostać się duża ilość tlenu. Płuca mają bardzo dużą powierzchnię, ponieważ zawierają miliony pęcherzyków, które umożliwiają dyfuzję tlenu do krwiobiegu. Posiadając miliony tych pęcherzyków płuca są w stanie upchnąć bardzo dużą powierzchnię na małej przestrzeni. Ta powierzchnia wystarcza na cały tlen, którego potrzebujemy, aby przez nią dyfundował i wypuścił dwutlenek węgla.

Zwiększając powierzchnię, zwiększa się szybkość dyfuzji.

a) Cała użyta żelatyna powinna być pobrana z tego samego bloku, aby upewnić się, że wszystkie bloki są wykonane z tych samych materiałów.

b) Wszystkie testy należy wykonywać w temperaturze pokojowej, aby upewnić się, że bloki żelatyny nie stopią się.

c) We wszystkich testach należy stosować tę samą objętość kwasu, aby zapewnić, że ciśnienie większej objętości kwasu nie będzie miało wpływu na szybkość dyfuzji.

d) Należy nosić okulary ochronne, aby chronić oczy przed kwasem solnym.

Aby uczynić ten eksperyment dokładniejszym, powtórzyłem go trzy razy dla każdego rozmiaru bloku, a następnie wykorzystałem średnią wszystkich wyników do sporządzenia wykresu z najlepiej dopasowaną linią. Starałem się, aby wszystkie zmienne z wyjątkiem wielkości bloków żelatynowych były takie same dla wszystkich eksperymentów. Jednak w rzeczywistości niemożliwe jest zachowanie wszystkich zmiennych dokładnie takich samych. Na przykład:

a) Niemożliwe jest również dokładne zmierzenie wielkości bloku żelatynowego za każdym razem. Rozmiary zmierzyłem z dokładnością do milimetra, więc rozmiary użytego bloku powinny być z dokładnością do milimetra.

b) Kiedy bloki żelatyny są wrzucane do zlewek, podstawa bloku styka się z dnem zlewki, co zmniejsza powierzchnię bloku, która styka się z kwasem solnym.

c) Wyniki będą nieco niedokładne, ponieważ moment, w którym blok żelatynowy stracił cały swój barwnik, jest kwestią opinii, a nie czymś, co można dokładnie zmierzyć.

d) Ze względu na dość małą szybkość naszych reakcji, czas reakcji można mierzyć tylko z dokładnością do 0,1 sekundy, mimo że stoper pokazuje pomiary z dokładnością do 0,01 sekundy.

Otrzymany wykres przedstawia gładką krzywą ze zmniejszającym się gradientem w miarę wzrostu stosunku powierzchni do objętości. Jedyną anomalią jest wynik dla bloku 5 x 5 x 5. Wynik tutaj jest wyższy niż krzywa najlepszego dopasowania do wykresu. Wyniki dla bloku 5 x 5 x 5 wahały się od 4,53 do 7,02 sekundy ze średnią 6,15 sekundy. Linia najlepszego dopasowania do wykresu sugeruje, że średnia powinna wynosić około 3 sekund. Nietypowy wynik był prawdopodobnie spowodowany błędem eksperymentalnym, ponieważ był to pierwszy rozmiar bloku, którego użyłem w eksperymencie. Najbardziej prawdopodobnym wyjaśnieniem jest to, że nie byłem pewien, jak ocenić, kiedy zniknął cały barwnik i w rezultacie opóźniłem naciśnięcie przycisku stopera. W miarę postępu eksperymentu z innymi rozmiarami bloków prawdopodobnie poprawiłem się w dokonywaniu tego osądu.

Ten eksperyment można by ulepszyć na wiele sposobów.

1) Można go powtórzyć więcej razy, aby pozbyć się wszelkich anomalii. Lepszy ogólny wynik można by uzyskać, powtarzając eksperyment więcej razy, ponieważ wszelkie błędy w jednym eksperymencie powinny być skompensowane przez inne eksperymenty.

2) Użycie większej liczby kształtów i rozmiarów bloku żelatyny dałoby lepiej wyglądający wykres.

3) Zmienne, które mogą wpływać na szybkość dyfuzji, mogą być badane. Na szybkość dyfuzji może mieć również wpływ temperatura, moc kwasu i objętość kwasu

4) Blok mógłby być zawieszony w kwasie solnym tak, aby żadna z jego powierzchni nie stykała się ze ścianką zlewki. Można by użyć małej kołyski do zawieszenia bloków w kwasie, co oznaczałoby, że wszystkie sześć boków sześcianu powinno stykać się z kwasem. Zapewniłoby to równomierną dyfuzję przez wszystkie boki sześcianu.

Zastrzeżenie

Jest to prawdziwy projekt szkolny na poziomie A i jako taki jest przeznaczony wyłącznie do celów edukacyjnych lub badawczych. Wyciągów z tego projektu nie wolno umieszczać w żadnych projektach przesyłanych do oznaczenia. Może to prowadzić do dyskwalifikacji ze wszystkich przedmiotów, które bierzesz. Zostałeś ostrzeżony. Jeśli potrzebujesz dodatkowej pomocy w wykonywaniu ćwiczeń z biologii, spójrz na „Zaawansowany poziom prac praktycznych dla biologii” autorstwa Sally Morgan. Jeśli potrzebujesz bardziej szczegółowych informacji na temat biologii, polecam książkę 'Advanced Biology' M. Kenta.

Związane z

Ten wpis został opublikowany w poniedziałek, 2 czerwca 2008 o godzinie 20:14 i znajduje się w kategorii Życie. Możesz śledzić wszelkie odpowiedzi na ten wpis za pośrednictwem kanału RSS 2.0. Możesz zostawić odpowiedź lub trackback z własnej strony.

2 Odpowiedzi na “ Eksperyment biologii stosunku powierzchni do objętości”

Jak zrobić wykolejone kostki czerwone i żelatynowe? Nie udało mi się użyć sproszkowanej żelatyny i wzmacniacza, więc zastanawiałem się, czego użyć i jaki stosunek?

Chciałbym zacytować tę stronę w podobnym eksperymencie, który przeprowadzam na moich zajęciach z biologii, czy to w porządku?


Dlaczego komórki są uważane za najmniejszą jednostkę życia?

Komórki są uważane za najmniejszą jednostkę życia, ponieważ są najmniejszymi składnikami żywych organizmów, a niektóre organizmy, takie jak bakterie, składają się z pojedynczych komórek. Ponadto każda część ciała zwierzęcia, w tym naczynia krwionośne, narządy i skóra, składa się ze zgromadzenia komórek.

Komórka została odkryta przez naukowca Roberta Hooke'a w połowie lat 60. XVI wieku i jest często określana jako „cegiełka życia”. Wszystkie organizmy składają się z jednej lub więcej komórek. Podczas gdy bakterie mają jedną komórkę, ciało przeciętnego człowieka składa się z około 100 bilionów komórek.

Innym powodem, dla którego komórki są uważane za najmniejszą jednostkę życia, jest to, że wszystkie kluczowe operacje organizmu zachodzą w komórce. Wszystkie komórki rodzą się z wcześniej istniejących komórek, przy czym starsze ulegają degeneracji. Komórki niosą cechy dziedziczne, takie jak DNA, i przekazują je z pokolenia na pokolenie. Kiedy organizm nie jest w stanie wytworzyć nowych komórek, obumiera, ponieważ funkcje życiowe organizmu przestają być realizowane. Komórki odpowiadają za podstawowe funkcje, takie jak metabolizm, fotosynteza i synteza białek.

Wszystkie komórki mają selektywnie przepuszczalną błonę. Pokrycie kontroluje to, co może przez nią przejść. Pojedyncza komórka składa się z jądra, organelli i cytoszkieletu.


Czym jest bioróżnorodność i dlaczego ma dla nas znaczenie?

Powietrze, którym oddychasz, woda, którą pijesz i żywność, którą spożywasz, zależą od bioróżnorodności, ale teraz jest w kryzysie – z naszego powodu. Co to oznacza dla naszej przyszłości i czy możemy to powstrzymać?

Ostatnia modyfikacja we wtorek 17 września 2019 r. 16.48 BST

Czym jest bioróżnorodność?

Jest to różnorodność życia na Ziemi, we wszystkich jego formach i wszystkich jego interakcjach. Jeśli brzmi to oszałamiająco szeroko, to dlatego, że tak jest. Bioróżnorodność jest najbardziej złożoną i najważniejszą cechą naszej planety. „Bez bioróżnorodności nie ma przyszłości dla ludzkości” – mówi prof. David Macdonald z Uniwersytetu Oksfordzkiego.

Termin ten został ukuty w 1985 r. – kurczenie się „różnorodności biologicznej” – ale ogromne globalne straty bioróżnorodności, które teraz stają się widoczne, reprezentują kryzys równy – lub prawdopodobnie przewyższający – zmiany klimatyczne.

Bardziej formalnie, bioróżnorodność składa się z kilku poziomów, zaczynając od genów, przez poszczególne gatunki, następnie społeczności stworzeń i wreszcie całe ekosystemy, takie jak lasy czy rafy koralowe, gdzie życie współgra ze środowiskiem fizycznym. Te niezliczone interakcje sprawiły, że Ziemia nadaje się do zamieszkania przez miliardy lat.

Bardziej filozoficzny sposób postrzegania bioróżnorodności jest następujący: reprezentuje wiedzę zdobytą przez ewoluujące gatunki przez miliony lat na temat przetrwania w bardzo różnych warunkach środowiskowych, jakich doświadczyła Ziemia. Patrząc w ten sposób, ostrzegają eksperci, ludzkość obecnie „pali bibliotekę życia”.

Błędy są podstawą wielu dzikich łańcuchów pokarmowych, które wspierają ekosystemy. Ilustracja: Frances Marriott

Czy zwierzęta i robaki naprawdę mają dla mnie znaczenie?

Dla wielu ludzi mieszkających w miastach, dzika przyroda jest często czymś, co ogląda się w telewizji. Ale rzeczywistość jest taka, że ​​powietrze, którym oddychasz, woda, którą pijesz i żywność, którą spożywasz, ostatecznie zależą od bioróżnorodności. Niektóre przykłady są oczywiste: bez roślin nie byłoby tlenu, a bez pszczół do zapylania nie byłoby owoców ani orzechów.

Inne są mniej oczywiste – rafy koralowe i bagna namorzynowe zapewniają nieocenioną ochronę przed cyklonami i tsunami dla mieszkańców wybrzeży, podczas gdy drzewa mogą pochłaniać zanieczyszczenia powietrza na obszarach miejskich.

Inne wydają się dziwaczne – tropikalne żółwie i czepiaki wydają się mieć niewiele wspólnego z utrzymywaniem stabilnego klimatu. Ale gęste, twarde drzewa, które są najskuteczniejsze w usuwaniu dwutlenku węgla z atmosfery, polegają na tym, że ich nasiona są rozsiewane przez tych dużych owocożerców.

Kiedy naukowcy badają każdy ekosystem, znajdują niezliczone takie interakcje, wszystkie udoskonalone przez miliony lat ewolucji. Jeśli nie jest uszkodzony, tworzy dobrze zrównoważony, zdrowy system, który przyczynia się do zdrowej, zrównoważonej planety.

Samo bogactwo bioróżnorodności ma również korzyści dla człowieka. Wiele nowych leków jest pozyskiwanych z natury, takich jak grzyby, które rosną na sierści leniwców i mogą zwalczać raka. Kluczowe są również dzikie odmiany udomowionych zwierząt i upraw, ponieważ niektóre z nich już rozwiązały problem, na przykład radzenia sobie z suszą lub zasolonymi glebami.

Jeśli pieniądze są miarą, usługi świadczone przez ekosystemy szacuje się na biliony dolarów – dwukrotność światowego PKB. Sama utrata bioróżnorodności w Europie kosztuje kontynent około 3% jego PKB, czyli 450 mln euro (400 mln funtów) rocznie.

Z estetycznego punktu widzenia każdy z milionów gatunków jest wyjątkowy, jest naturalnym dziełem sztuki, którego nie da się odtworzyć raz utraconego. „Każdy wyższy organizm jest bogatszy w informacje niż obraz Caravaggia, fuga Bacha czy jakiekolwiek inne wielkie dzieło” – napisał prof. Edward O Wilson, często nazywany „ojcem bioróżnorodności”, w przełomowym artykule z 1985 roku.

Według ostatnich badań w Niemczech w ciągu ostatnich 25 lat zginęło 75% owadów latających. Ilustracja: Frances Marriott

Jak różnorodna jest bioróżnorodność?

Zadziwiająco różnorodny. Najprostszym aspektem do rozważenia jest gatunek. Zarejestrowano około 1,7 miliona gatunków zwierząt, roślin i grzybów, ale prawdopodobnie będzie ich 8-9 milionów, a być może nawet 100 milionów. Sercem różnorodności biologicznej są tropiki, w których roi się od gatunków. Na przykład na 15 hektarach (37 akrów) lasu Borneo rośnie 700 gatunków drzew – tyle samo, co w całej Ameryce Północnej.

Ostatnie prace dotyczące różnorodności na poziomie genetycznym sugerują, że stworzenia uważane za jeden gatunek mogą w niektórych przypadkach liczyć dziesiątki. Następnie dodaj bakterie i wirusy, a liczba odrębnych organizmów może wynosić miliardy. Pojedyncza łyżka ziemi – która ostatecznie dostarcza 90% całej żywności – zawiera od 10 000 do 50 000 różnych rodzajów bakterii.

Obawa polega na tym, że wiele gatunków ginie, zanim jeszcze zdamy sobie sprawę z ich istnienia lub roli, jaką odgrywają w kręgu życia.

Jak bardzo jest źle?

Bardzo. Najlepiej zbadanymi stworzeniami są takie jak my – duże ssaki. Na przykład liczby tygrysów spadły w ciągu ostatniego stulecia o 97%. W wielu miejscach większe zwierzęta zostały już wytępione przez ludzi – pomyśl o dodo lub mamutach włochatych.

Obecnie uważa się, że tempo wymierania gatunków jest około 1000 razy wyższe niż przed zdominowaniem planety przez ludzi, co może być nawet szybsze niż straty po tym, jak gigantyczny meteoryt zniszczył dinozaury 65 milionów lat temu. Według niektórych naukowców szóste masowe wymieranie w historii geologicznej już się rozpoczęło.

Brak danych oznacza, że ​​„czerwona lista”, przygotowana przez Międzynarodową Unię Ochrony Przyrody, oceniła tylko 5% znanych gatunków. Jednak w przypadku najbardziej znanych grup, wiele z nich jest zagrożonych: 25% ssaków, 41% płazów i 13% ptaków.

Wymieranie gatunków daje jasne, ale wąskie okno na niszczenie bioróżnorodności – zniknięcie ostatniego członka grupy jest z definicji rzadkie. Jednak nowe badania badają spadek całkowitej liczby zwierząt, ukazując trudną sytuację najpospolitszych stworzeń na świecie.

Wyniki są przerażające. Na całej planecie wyginęły miliardy indywidualnych populacji, a liczba zwierząt żyjących na Ziemi spadła o połowę od 1970 roku. „przerażający atak na fundamenty ludzkiej cywilizacji”.

Ponad połowa oceanu jest obecnie poławiana przemysłowo. Ilustracja: Frances Marriott

A co pod morzem?

Ludziom może brakować skrzeli, ale to nie chroni życia morskiego. Sytuacja nie jest lepsza – a może nawet mniej zrozumiała – na dwóch trzecich planety pokrytej oceanami. Owoce morza są kluczowym źródłem białka dla ponad 2,5 miliarda ludzi, ale szerzące się przełowienie spowodowało stały spadek połowów od szczytu w 1996 roku, a obecnie ponad połowa oceanu jest poławiana przemysłowo.

A co z robakami – czy karaluchy nic nie przetrwają?

Ponad 95% znanych gatunków nie ma kręgosłupa – w samej rodzinie staphylinidae jest mniej więcej tyle samo gatunków, co wszystkich kręgowców, takich jak ssaki, ryby i ptaki. W sumie istnieje co najmniej milion gatunków owadów oraz 300 tysięcy pająków, mięczaków i skorupiaków.

Ale niedawne odkrycie, że 75% owadów latających zostało utraconych w ciągu ostatnich 25 lat w Niemczech – i prawdopodobnie gdzie indziej – wskazuje, że masakra bioróżnorodności nie oszczędza pełzających pełzaczy. A owady naprawdę mają znaczenie, nie tylko jako zapylacze, ale jako drapieżniki szkodników, rozkładacze odpadów i, co najważniejsze, jako podstawa wielu dzikich łańcuchów pokarmowych, które wspierają ekosystemy.

„Jeśli stracimy owady, wszystko się zawali” – mówi prof. Dave Goulson z Sussex University w Wielkiej Brytanii. „Obecnie jesteśmy na kursie ekologicznego Armagedonu”.

Nawet znienawidzone pasożyty są ważne. Jedna trzecia może zostać zniszczona przez zmiany klimatyczne, czyniąc je jednymi z najbardziej zagrożonych grup na Ziemi. Ale naukowcy ostrzegają, że może to zdestabilizować ekosystemy, wyzwalając nieprzewidywalne inwazje pasożytów, które przeżyły, na nowe obszary.

Jedna łyżka ziemi zawiera od 10 000 do 50 000 różnych rodzajów bakterii. Ilustracja: Frances Marriott

Co niszczy bioróżnorodność?

Tak jest, zwłaszcza gdy populacja ludzka rośnie, a dzikie tereny są niszczone, aby tworzyć pola uprawne, domy i tereny przemysłowe. Wycinanie lasów jest często pierwszym krokiem, a 30 mln hektarów - obszar Wielkiej Brytanii i Irlandii - zostało utraconych na całym świecie w 2016 roku.

Innym ważnym czynnikiem jest kłusownictwo i niezrównoważone polowanie na żywność. Ponad 300 gatunków ssaków, od szympansów po hipopotamy i nietoperze, zostało zjedzonych do wyginięcia.

Zanieczyszczenia również są zabójcze, ponieważ długowieczne zanieczyszczenia przemysłowe poważnie szkodzą orkom i delfinom. Światowy handel przyczynia się do dalszych szkód: płazy ucierpiały na jednym z największych spadków ze wszystkich zwierząt z powodu choroby grzybowej, która, jak się sądzi, rozprzestrzenia się po całym świecie przez handel zwierzętami domowymi. Globalna żegluga rozprzestrzeniła również wysoce szkodliwe gatunki inwazyjne na całej planecie, w szczególności szczury.

Największym problemem ze wszystkich siedlisk mogą być rzeki i jeziora, przy czym populacje zwierząt słodkowodnych załamują się o 81% od 1970 r., po ogromnym wydobyciu wody dla gospodarstw i ludzi, a także zanieczyszczeniach i tamach.

Czy utrata bioróżnorodności może być większym zagrożeniem dla ludzkości niż zmiana klimatu?

Tak – nic na Ziemi nie przeżywa bardziej dramatycznych zmian z rąk ludzkiej działalności. Zmiany klimatu są odwracalne, nawet jeśli trwa to wieki lub tysiąclecia. Ale kiedy gatunki wyginą, szczególnie te nieznane nauce, nie ma odwrotu.

W tej chwili nie wiemy, ile bioróżnorodności może stracić planeta bez wywołania powszechnego załamania ekologicznego. Ale jedno podejście oceniło tak zwane „granice planetarne”, progi w systemach Ziemi, które definiują „bezpieczną przestrzeń operacyjną dla ludzkości”. Szacuje się, że z dziewięciu uwzględnionych przypadków tylko utrata różnorodności biologicznej i zanieczyszczenie azotem zostały przekroczone, w przeciwieństwie do poziomów CO2, zużytej wody słodkiej i utraty ozonu.

Pod względem masy 97% lądowych zwierząt kręgowych na świecie to ludzie lub ich zwierzęta gospodarskie – tylko 3% uważa się za dzikie. Ilustracja: Frances Marriott

Co można zrobić?

Jedyną odpowiedzią jest zapewnienie naturze przestrzeni i ochrony, której potrzebuje. Rezerwaty dzikiej fauny i flory są oczywistym rozwiązaniem, a świat chroni obecnie 15% lądów i 7% oceanów. Ale niektórzy twierdzą, że połowa powierzchni ziemi musi być zarezerwowana dla przyrody.

Jednak populacja ludzka rośnie, a rezerwaty dzikiej przyrody nie działają, jeśli utrudniają lokalnym mieszkańcom zarabianie na życie. Kryzys kłusownictwa słoni i nosorożców w Afryce jest skrajnym przykładem. Kluczem jest uczynienie zwierząt wartych więcej żywych niż martwych, na przykład poprzez wspieranie turystyki lub rekompensaty dla rolników za zwierzęta gospodarskie zabite przez dzikie drapieżniki.

Ale może to prowadzić do trudnych wyborów. „Polowanie na trofea” na grubą zwierzynę jest dla wielu przekleństwem.Ale jeśli pędy są prowadzone w sposób zrównoważony – zabijając na przykład tylko stare lwy – a zebrane pieniądze chronią duży połać ziemi, czy powinno być to dozwolone?

Wszyscy możemy pomóc. Większość dzikich zwierząt jest niszczona przez wykarczowanie ziemi dla bydła, soi, oleju palmowego, drewna i skóry. Większość z nas spożywa te produkty codziennie, a olej palmowy znajduje się w wielu produktach spożywczych i przyborach toaletowych. Pomocne jest wybieranie tylko zrównoważonych opcji, podobnie jak spożywanie mniejszej ilości mięsa, zwłaszcza wołowiny, która ma zbyt duży ślad środowiskowy.

Innym podejściem jest podkreślenie wartości różnorodności biologicznej poprzez oszacowanie wartości finansowej usług ekosystemowych świadczonych jako „kapitał naturalny”. Czasami może to prowadzić do realnych oszczędności. W ciągu ostatnich 20 lat Nowy Jork wydał 2 miliardy dolarów na ochronę naturalnego działu wodnego, który zaopatruje miasto w czystą wodę. Działa tak dobrze, że 90% wody nie wymaga dalszego filtrowania: budowa stacji uzdatniania wody kosztowałaby 10 miliardów dolarów.

Pilnym priorytetem jest zlokalizowanie punktu krytycznego, który prowadzi utratę bioróżnorodności do upadku ekologicznego. Różnorodność biologiczna jest ogromna, a fundusze na badania niewielkie, ale przyspieszenie analizy może pomóc, od automatycznej identyfikacji stworzeń za pomocą uczenia maszynowego po sekwencjonowanie DNA w czasie rzeczywistym.

Istnieje nawet inicjatywa, której celem jest stworzenie genetycznej bazy danych o otwartym kodzie źródłowym dla wszystkich roślin, zwierząt i organizmów jednokomórkowych na naszej planecie. Twierdzi, że tworząc możliwości komercyjne – takie jak algorytmy autonomicznego samochodu inspirowane mrówkami amazońskimi – może stanowić zachętę do zachowania bioróżnorodności Ziemi.

Jednak niektórzy badacze twierdzą, że tragiczny stan różnorodności biologicznej jest już wystarczająco jasny, a brakującym składnikiem jest wola polityczna.

Światowy traktat, Konwencja o różnorodności biologicznej (CBD), wyznaczył wiele celów. Niektóre prawdopodobnie zostaną osiągnięte, na przykład ochrona 17% wszystkich gruntów i 10% oceanów do 2020 r. Inne, takie jak uczynienie wszystkich połowów zrównoważonymi do tego samego dnia, nie są. 196 krajów, które są członkami CBD, spotka się w listopadzie w Egipcie.

W swoim tekście z 1985 roku, prof. To wezwanie jest pilniejsze niż kiedykolwiek.

Dalsza lektura

Szóste wymieranie: historia nienaturalna (2014). Elżbieta Kolbert (Bloomsbury)


Dlaczego powinniśmy się tym przejmować?

Jest to opcjonalne działanie rozszerzające.

INSTRUKCJE:

  1. Podziel klasę na dwie drużyny. Jedna grupa popiera ochronę środowiska, a druga wierzy, że powinniśmy wykorzystywać wszystkie zasoby Ziemi tak, jak nam się podoba.
  2. Obie grupy muszą wcześniej zbadać swoje tematy i zebrać odpowiednie punkty.
  3. Nauczyciel może poprowadzić debatę i zadbać o jej uporządkowany przebieg.

Po debacie zapisz 3 punkty dotyczące każdego punktu widzenia, który pamiętasz.


Obejrzyj wideo: Jak wzmocnić odporność i zdrowie? #55 (Czerwiec 2022).


Uwagi:

  1. Nazuru

    Dołączam się. Zgadzam się ze wszystkimi powyższymi.

  2. Chace

    Trafiłeś w sedno. To doskonała myśl. Popieram Cię.

  3. Voodoojora

    Portal jest po prostu znakomity, polecę go znajomym!

  4. Zujora

    Dlaczego to jedyny sposób? Myślę, że dlaczego nie rozwinąć tego tematu.

  5. Omer

    Szkoda, że ​​nie mogę teraz mówić - nie ma czasu wolnego. Zostanę wydany - na pewno wyrazię swoją opinię.

  6. Yolar

    Wierzę, że się mylisz. Jestem pewien. Omów to. Wyślij mi e -mail na PM, porozmawiamy.

  7. Waylon

    To zdanie jest po prostu niesamowite)



Napisać wiadomość