To tylko jedna z 2 stron tej notatki. Zaloguj się aby zobaczyć ten dokument.
Zobacz
całą notatkę
Metabolizm teoria, skalowanie ekologiczne.
Termin „skalowanie” dotyczy zmian w budowie i czynnościach spowodowanych zmianą warunków wymiarów i stosuje się w szerokim spektrum dziedzin - od matematyki poprzez fizykę, inżynierię aż do badań zjawisk przyrodniczych. Świat ożywiony podlega tym samym prawom fizyki co materia nieożywiona, można by więc pokusić się o wykorzystanie skalowania do wielu problemów biologii. Należy zaznaczyć, że w takim przypadku jednostkami nie muszą być wyłącznie organizmy, metodę tę stosuje się tak do opisu tkanek i organów, jak i całych populacji.
Historia skalowania w biologii sięga początków XIX wieku - ojcem tej metody jest Julian Huxley.
Allometria.
Rozmiar jest istotnym czynnikiem determinującym budowę. Wynika to w przypadku żywego organizmu z takich czynników jak szybkość dyfuzji mas genów (w przypadku dużych organizmów niewystarczającej, stąd konieczność wprowadzenia mechanizmów takich jak tchawki czy układ krążenia). Z tego powodu zbytnim uproszczeniem byłoby przybliżenie żywych stworzeń prostymi bryłami, takimi jak kula czy walec. Organizmy nie są izomeryczne.
Metaboliczna teoria dąży do wyjaśnienia zależności między masą ciała i tempem metabolizmu a organizmów od roślin do zwierząt.
Teorię skalowania wyprowadzono z obserwacji, że zwierzęta i rośliny mają strukturę gałęzi i tkanek przypominającą fraktale.
Fraktal (od łacińskiego słowa fractus - złamany) - jest obiektem geometrycznym o złożonej strukturze, nie będącym krzywą, powierzchnią ani bryłą w znaczeniu geometrii klasycznej mającym wymiar ułamkowy. Jest to obiekt wykazujący podobną strukturę dla dużego zakresu powierzchni.
Fraktale mają pewną interesującą właściwość: dowolnie mały fragment odpowiednio powiększony, przypomina do złudzenia cały wyjściowy zbiór lub jego część. Jest to tak zwana cecha „nieskończonego podobieństwa”.
Przykłady z przyrody: drzewo, korzenie roślin.
Fraktale mogą pomóc w obliczaniu, np. powierzchni struktur o bardzo skomplikowanej budowie i szacowania w ten sposób procesów biologicznych.
Skalowanie w biologii.
Różnorodność form życia jest w dużej mierze wynikiem ograniczonych rozpiętości rozmiarów organizmów, sięgającej 21 rzędów wielkości. Funkcje życiowe wszystkich organizmów bazują na ty,]m samym zestawie podstawowych cząsteczek, podlegających tym samym przemianom chemicznym..
Max Kleiber w latach 30 XX wieku zaobserwował u zwierząt zależność tempa metabolizmu B od masy M podniesionej do potęgi ¾ (podstawę stanowiły badania prowadzone głównie na ssakach). Obecnie zależność ta w bardziej ogólnej postaci B = aMb jest powszechnie uważana za prawo empiryczne.
Dlaczego wielkość ciała:
(…)
… jest proporcjonalne do powierzchni tkanek.
Masa ciała roślin i zwierząt jest proporcjonalna do objętości ciała.
Skalowanie allometryczne - uwzględniające różnice w budowie wynikające z rozmiarów i opisujące te różnice matematycznie jako funkcja potęgowa: y = axb, czyli logy = loga + blogx. w obu równaniach x jest wielkością określającą wymiar a y - badaną cechą.
Tego typu zależność od masy czy długości ciała…
... zobacz całą notatkę
Komentarze użytkowników (0)