Жизнь животных Скачать
презентацию
<<  Вода для животных Питание животных  >>
Фотографий нет
Фото из презентации «Продолжительность жизни» к уроку биологии на тему «Жизнь животных»

Автор: TKazantseva. Чтобы познакомиться с фотографией в полном размере, нажмите на её эскиз. Чтобы можно было использовать все фотографии на уроке биологии, скачайте бесплатно презентацию «Продолжительность жизни» со всеми фотографиями в zip-архиве размером 1756 КБ.

Скачать презентацию

Продолжительность жизни

содержание презентации «Продолжительность жизни»
Сл Текст Эф Сл Текст Эф
1Продолжительность жизни животных в единицах0 16является продолжительностью жизни, выраженной в0
физического и биологического времени. А.Ф. Алимов, Т.И. единицах внутреннего времени (Qm): , Tmax –
Казанцева Зоологический институт РАН. продолжительность жизни в единицах физического времени.
2При рассмотрении понятия времени применительно к0 Для расчетов величины Qm необходимо знать функцию роста
живым организмам возникают три главных вопроса: Какова массы m(t) и продолжительность жизни tmax. Пример
максимально возможная продолжительность жизни непрерывно растущих животных – рыбы.
организма? Что такое биологическое (внутреннее) время 17Продолжительность жизни рыб в единицах t(t),0
организма и как оно соотносится с физическим (внешним) рассчитанная на основе процесса роста массы. Уравнение
временем? Как эти величины связаны с массой организма? Берталанфи (Bertalanffy, 1942; Винберг, 1966):
3Мы попытались рассмотреть эти вопросы для животных,0 Определение параметров: m0 – начальная масса; t0 = 0;
непрерывно растущих в течение всей жизни, и животных, М? – асимптота; k – параметр. Лещ разных водоемов: M? =
прекращающих рост на определенной стадии развития с 5300 г, tmax = 30 лет.
сохранением достигнутой массы на протяжении всей 18Оценка tmax для рыб. tmax оценивается как вторая3
оставшейся жизни. точка перегиба кривой скорости роста массы (m’(t))
4Физическое и биологическое время. Физическим0 (Алимов А.Ф., Казанцева Т.И., 2004. Основные
временем будем называть время, в котором мы измеряем количественные характеристики популяции и связь между
длительности различных событий, происходящих на Земле. ними // Журн. общей биологии. Т. 65. № 1).
Единицы физического времени определяются скоростью 19Продолжительность жизни в единицах внутреннего0
вращения Земли вокруг своей оси и вокруг Солнца. Эти времени (?m) определяется соотношением максимальной и
единицы можно считать практически неизменными. исходной масс организма. Точность оценки параметров
5Биологические системы существуют благодаря0 кривой Берталанфи по эмпирической выборке низка, однако
специфическим процессам, протекающим в них с величина Qm оценивается значительно точнее. Если кривая
определенными скоростями. Каждый из этих процессов роста массы задается уравнением Берталанфи, Единиц
может служить основанием для определения собственного, внутреннего времени.
внутреннего (биологического) времени этой системы. 20Результаты расчетов величины Qm [ед. внутр.0
Величина единицы внутреннего времени зависит от того, времени] для некоторых популяций рыб из разных водоемов
какой именно процесс выбран для ее определения. (m0, M?, mmax [г]; tmax [годы] ). Среднее значение Qm =
Скорости одних и тех же процессов, происходящих в 12.68 ± 0.39 , n = 25.
разных живых системах, могут быть разными и изменяются 21Общий аллометрический закон: Продолжительность0
с возрастом системы. Поэтому единица внутреннего жизни в единицах физического времени tmax эквивалентна
времени, определенная через любой биологический М1/4. Для рассмотренных видов рыб : Продолжительность
процесс, есть величина переменная и индивидуальная для жизни в единицах внутреннего времени Qm эквивалентна
каждой системы. (mmax)1/4.
6Краткая история вопроса. Проблема биологического0 22Определение единицы внутреннего времени для0
времени разрабатывается в разных аспектах со второй животных, прекращающих рост, на основе процесса
половины XIX века. Рассматриваются различные метаболизма. Обозначим: M – масса взрослого организма
биологические системы от белковой молекулы до биосферы. после прекращения роста; Q(t) – количество энергии,
В зависимости от уровня рассмотрения даются разные потребленной организмом за единицу физического времени
определения биологического времени. Например, (скорость обмена целого организма); Определим единицу
существует определение элементарной единицы внутреннего времени: – Удельная (на единицу массы)
биологического времени (цитохрона) как длительности скорость обмена. – Время, за которое единица массы
одного деления клетки определенного вида. Для растения использует одну единицу энергии.
это может быть верхушечная стеблевая клетка. Число 23Проблемы: описать функцию q(t) и оценить tmax.0
генетически заложенных делений составляет цитохронный Количество энергии, усвоенной за интервал времени [t1,
потенциал организма и определяет продолжительность его t2], численно равно длине этого интервала в единицах
жизни (Балюра, Балюра, 1996). внутреннего времени. Максимальный возраст
7Нас интересует то «собственное» время, в котором0 (продолжительность жизни) в единицах внутреннего
существует организм как целое. Поэтому за основу мы времени равен. В течение жизни характер изменения q(t)
взяли наиболее наглядные и универсальные для любого может неоднократно меняться. Соответственно, время Qq
организма и любого периода его жизни процессы, скорости можно разбить на интервалы.
которых можно оценить. Это 1) процесс изменения массы и 24Определение q(t) и tmax для птиц. Основание: R.E.0
2) процесс использования энергии (метаболизма), о Ricklefs “Intrinsic aging-related mortality in birds”
скорости которого для аэробных организмов можно судить // J. Avian Biol., 31, 2, 2000. m0 – компонент, не
по скорости потребления кислорода. зависящий от возраста и равный смертности молодых
8Масса. Общепризнано, что морфологические и0 особей, достигших массы М; axb – компонент, зависящий
физиологические свойства животного тесно связаны с от возраста; b – безразмерный коэффициент; a –
массой тела M. Описано множество аллометрических коэффициент размерности [T –(b+1)]. Введен параметр
зависимостей вида Y = aMb . В частности, установлено, размерности [T –1], который интерпретируется как
что для разных организмов в широком диапазоне масс «скорость старения» особей популяции. На реальных
скорость метаболизма Q эквивалентна М3/4, а данных показано, что w не различается значимо для птиц,
продолжительность жизни tmax эквивалентна М1/4. живущих в природе или в неволе, поэтому можно считать,
9Известна единственная попытка определения0 что возрастная составляющая смертности зависит только
внутреннего времени через процесс роста массы организма от внутренних причин: axb = w b +1xb . Смертность
(Backman G. Wachstum und organische Zeit. Leipzig: J.A. особей возраста х описана функцией Вейбулла:
Barth. , 1943). «Органическое» время Бакмана может быть 25Гипотеза: Внутренней причиной роста смертности с0
величиной как положительной, так и отрицательной, а в возрастом является уменьшение удельной скорости
момент наступления половой зрелости оно равно нулю. метаболизма. , Нами предложена формула зависимости
Определение Бакмана применялось для описания роста удельной скорости q(t) метаболизма особи после
деревьев и не получило широкого распространения. прекращения роста и достижения массы М от возраста t: ,
10Бакман выделяет три цикла роста многоклеточного0 Где. – Значение q(t). в момент прекращения роста, w и b
организма: овулярный, эмбриональный и период основного – параметры Риклефса. В конце жизни при t = tmax
роста. «Органическое» время определяется отдельно для удельная скорость обмена достигает своего критического
каждого цикла. Основное предположение: между значения откуда получаем. Таким образом, максимальная
относительным временем T = t/tmax и относительной (физиологически возможная) продолжительность жизни
скоростью роста H = h/hmax существует соотношение , выражена через величины b = const, w и qcrit /q0 . Если
причем k2 < 0. В терминах t и h это предположение связать w и qcrit/q0 с массой М, получится основанная
имеет вид , где ; . Скорость роста h которая является на процессе метаболизма оценка tmax.
производной функции роста . Определив органическое 26Аппроксимация зависимостей w(M) и (qcrit/q0)(M).0
время х как , Бакман получает функцию роста в Все оценки получены на основе массива данных из работы
органическом времени , где c0, c1 и с2 выражаются через Рикклефса, который по реальным кривым дожития оценил
k0, k1 и k2. значения a, b и w для 22 видов неворобьиных и 7 видов
11Метаболизм. Общепризнанным является способ0 воробьиных птиц. Указаны также значения М и tmax. В
определения внутреннего (физиологического) времени силу малочисленности данных по группе воробьиных птиц
организма через удельную скорость метаболизма. Наиболее оценка необходимых параметров проводилась по всем
строгое определение дал Дж. Райс (Reiss J.O. The птицам вместе в диапазоне масс 7 – 8663 г. b = 2.60 ±
meaning of developmental time: A metric for comparative 0.18 (среднее значение при n = 29 ). М [г] t [годы].
embryology // Amer. Natur. 1989. V. 134. № 2). Он ввел 27Для оценки качества расчетов tmax по полученной0
понятие «удельный метаболизм за время жизни» и формуле мы применили ее к 33 видам воробьиных и 71 виду
определил его как Предположив, что скорость течения неворобьиных, среди которых было 34 вида куликов.
физиологического времени пропорциональна удельной Полученные значения сравнили с результатами расчетов по
скорости метаболизма, Райс дал следующее определение: другим известным формулам (Lindstedt,Calder ,1976 [1,
где ta и tb – соответственно, начало и конец 2, 3, 4]; Prinzinger, 1979 [5]; Western, Ssemakula,
рассматриваемого периода. Physiological time. ( Q(t) – 1982 [6]; Паевский, 1985 [7, 8]; Гаврилов,1991 [9];
удельная скорость метаболизма). , Зотин, Зотин, 1999 [10]) , применив критерий c2
12Из этого определения следует: Физиологическим0 проверки гипотезы об отсутствии значимых различий между
временем названо количество энергии, использованной двумя случайными выборками. Оказалось, что в половине
единицей массы организма за некоторый интервал случаев значимого различия между формулами нет, причем
физического времени. Физиологическому времени придается попарное сравнение других формул между собой дает такой
размерность [энергия/масса]. Единица физиологического же результат. Поэтому наша формула может применяться
времени имеет размерность [энергия/масса/время]. Райс наравне с другими формулами. Однако она имеет то
употребляет выражение «единица физио-логического существенное отличие, что она основана на описании
времени» и понимает «физиоло-гическое время» как метаболических процессов, происходящих в организме.
соответствующее количество единиц физиологического 28Пример результатов расчета tmax (годы) по нашей0
времени. формуле (?) и формулам других авторов (номера формул
13Высказано и активно обсуждается предположение, что0 указаны выше).
суммарное за время жизни количество энергии, 29Расчет максимальной продолжительности жизни в0
использованное единицей массы, определяет единицах внутреннего времени (qq) для птиц. Второе
продолжительность жизни, и что это количество примерно слагаемое – «константа Рубнера». В период роста [0, tM]
одинаково для животных, стоящих на одной ступени интенсивность обмена может быть значительно выше, чем в
эволюционного развития (Rubner, 1908; Бауэр, 1935; момент достижения массы М, однако этот период очень мал
Нагорный, 1940; Brody, 1945; Зотин, Зотин, 1999 и др.). по сравнению с tmax, поэтому принято. При расчетах
14Определение единицы внутреннего времени через0 использованы зависимости (Lasiewski, Dawson, 1967):
скорость роста массы организма. Обозначим: Определим: – Ккал?г -1?сут-1 для воробьиных. Ккал?г -1?сут-1 для
Функция изменения массы организма с возрастом t, неворобьиных. Диапазон масс 7 – 8663 г. q0. q0. tM. tM.
выраженном в единицах физического времени ([M]); – 30Результаты расчетов. Значения продолжительности0
Скорость изменения массы ([MT-1]); – Удельная скорость жизни в единицах внутреннего времени для групп
роста (скорость роста единицы массы) ([T-1]). – Единица воробьиных и неворобьиных птиц существенно различаются
внутреннего времени ([T]). t(t) – это время, за которое (в среднем в 1.5 раза), однако внутри групп различия не
единица массы, растущая со скоростью cm(t), прирастает столь велики. Для неворобьиных птиц эта величина
на единицу массы, т.е. воспроизводит саму себя (время составляет примерно 600 ед., для воробьиных – 950 ед. и
удвоения массы). Определение имеет смысл только для определяется она уже не массой птицы, а особенностями
животных, непрерывно растущих в течение всей жизни, или метаболических процессов данных групп организмов.
для периода роста массы, когда m’(t) > 0. При Удельная скорость обмена выражена в [ккал/г/год];
снижении массы оказывается t(t) < 0, при неизменной 31Предположения, лежащие в основе всего сказанного0
массе t(t) не существует. выше, имеют общий характер. Поэтому данный подход можно
15Величина единицы внутреннего времени не постоянна.0 применить к любым животным, прекращающим рост после
Она растет с увеличением возраста организма, достижения определенной массы. Проблема заключается в
измеренного в единицах физического времени. В конце том, чтобы оценить необходимые параметры.
жизни (при t = tmax) единица внутреннего времени, 32Выводы. Предложены способы определения максимальной0
выраженная через скорость роста массы, становится продолжительности жизни животных ( tmax ), учитывающие
равной длине всей жизни: t(tmax) = tmax. За 1 единицу особенности их роста и метаболизма. Рассчитаны
внутреннего времени единица массы удваивается, а за 1 максимальные продолжительности жизни в единицах
единицу физического времени единица массы прирастает на внутреннего времени для рыб на основе процесса роста и
cm(t) единиц массы. для птиц на основе процесса метаболизма. В обоих
16За одну единицу физического времени единица массы0 случаях при довольно значительных внутри- и межвидовых
прирастает на cm(t) единиц массы. Поэтому одна единица различиях в оценках tmax различия в оценках
физического времени содержит в себе cm(t) единиц максимальной продолжительности жизни в единицах
внутреннего времени, причем это количество изменяется с внутреннего времени не столь велики.
изменением t. Суммарное количество единиц внутреннего 33Благодарим за внимание.0
времени, содержащееся во всем периоде жизни организма,
33 «Продолжительность жизни» | Продолжительность жизни 3
http://900igr.net/fotografii/biologija/Prodolzhitelnost-zhizni/Prodolzhitelnost-zhizni.html
cсылка на страницу
Урок

Биология

134 темы
Фото
Презентация: Продолжительность жизни | Тема: Жизнь животных | Урок: Биология | Вид: Фото
900igr.net > Презентации по биологии > Жизнь животных > Продолжительность жизни