Презентация на тему: Лекция 8 Основы теории роста организмов

Реклама. Продолжение ниже
Лекция 8 Основы теории роста организмов
Лекция 8 Основы теории роста организмов
Лекция 8 Основы теории роста организмов
Лекция 8 Основы теории роста организмов
Лекция 8 Основы теории роста организмов
Лекция 8 Основы теории роста организмов
Лекция 8 Основы теории роста организмов
Лекция 8 Основы теории роста организмов
Лекция 8 Основы теории роста организмов
Лекция 8 Основы теории роста организмов
Лекция 8 Основы теории роста организмов
Лекция 8 Основы теории роста организмов
Лекция 8 Основы теории роста организмов
Лекция 8 Основы теории роста организмов
Лекция 8 Основы теории роста организмов
Лекция 8 Основы теории роста организмов
Лекция 8 Основы теории роста организмов
Лекция 8 Основы теории роста организмов
Лекция 8 Основы теории роста организмов
Лекция 8 Основы теории роста организмов
Лекция 8 Основы теории роста организмов
Лекция 8 Основы теории роста организмов
Лекция 8 Основы теории роста организмов
Лекция 8 Основы теории роста организмов
Лекция 8 Основы теории роста организмов
Лекция 8 Основы теории роста организмов
Лекция 8 Основы теории роста организмов
Лекция 8 Основы теории роста организмов
Лекция 8 Основы теории роста организмов
Лекция 8 Основы теории роста организмов
Лекция 8 Основы теории роста организмов
Лекция 8 Основы теории роста организмов
Лекция 8 Основы теории роста организмов
Лекция 8 Основы теории роста организмов
Лекция 8 Основы теории роста организмов
Лекция 8 Основы теории роста организмов
Лекция 8 Основы теории роста организмов
Лекция 8 Основы теории роста организмов
1/38
Средняя оценка: 4.5/5 (всего оценок: 89)
Код скопирован в буфер обмена
Скачать (791 Кб)
Реклама. Продолжение ниже
1

Первый слайд презентации

Лекция 8 Основы теории роста организмов

Изображение слайда
1/1
2

Слайд 2

Увеличение линейных размеров или массы тела организма во времени определяется соответственно как его линейный рост и весовой рост. Для животных соотношение между их линейными размерами ( L ) и массой тела ( W ) выражается степенным уравнением : W = aL b, где а и b – эмпирические коэффициенты. Если L = 1, то а = W. Значения степенного коэффициента b для большинства беспозвоночных изменяются в пределах от 2,3 до 3,2.

Изображение слайда
1/1
3

Слайд 3

При b = 3 рост организмов происходит с сохранением геометрического подобия пропорций их тела ( изометрический рост ). В этом случае с увеличением размеров тела организма в 2 раза, его масса возрастает в 8 раз. При b ≠ 3 геометрическое подобие пропорций тела в процессе роста нарушается ( аллометрический рост ). В двойных логарифмических координатах уравнение W = aL b трансформируется в уравнение прямолинейной регрессии: lg W = lga + b lgL.

Изображение слайда
1/1
4

Слайд 4

Зависимость массы тела ( W ) большого прудовика от высоты его раковины ( L ). Слева – в декартовых координатах; справа – в двойных логарифмических координатах. W = 0,061L 2,941

Изображение слайда
1/1
5

Слайд 5

Экспоненциальный рост Перед рассмотрением основных количественных закономерностей весового роста животных необходимо выделить следующие основные понятия: Абсолютная скорость роста ( С ) – прирост массы тела ( Δ W ) за период времени Δ t, т.е.: где W 2 и W 1 – масса особей в возрасте t 2 и t 1. Значения C имеют размерность [ масса · время -1 ].

Изображение слайда
Изображение для работы со слайдом
1/2
6

Слайд 6

Относительная скорость роста, или удельный прирост ( C ' ) : прирост за единицу времени в расчете на единицу массы организма : где: W av – средняя масса особей за период времени Δ t. W 1 и W 2 – масса особей в начале и конце периода времени Δ t. Значения C‘ имеют размерность [ время -1 ].

Изображение слайда
Изображение для работы со слайдом
Изображение для работы со слайдом
1/3
7

Слайд 7

Когда ΔW достаточно мало, получаем удельную скорость роста ( C w ): Величина Cw также имеет размерность [ время - 1 ].

Изображение слайда
Изображение для работы со слайдом
1/2
Реклама. Продолжение ниже
8

Слайд 8

По характеру изменения Cw в жизненном цикле животных выделяют несколько основных типов их роста. При всех типах роста значение Cw за период времени ( t 2 – t 1 ) рассчитывается согласно: где W 2 и W 1 - масса тела организма в возрасте соответственно t 2 и t 1.

Изображение слайда
Изображение для работы со слайдом
1/2
9

Слайд 9

Когда рост организма идет с постоянной удельной скоростью, абсолютный прирост массы его тела прямо пропорционален уже достигнутой массе, т.е. если: = const. то :

Изображение слайда
Изображение для работы со слайдом
Изображение для работы со слайдом
1/3
10

Слайд 10

Интегрирование уравнения позволяет получить экспоненциальное уравнение зависимости массы организма W t от его возраста ( t ): W t = W o e C w · t, где W o – масса организма в нулевом возрасте ( t о ). Обычно за t о принимается возраст новорожденных особей или эмбрионов на конечных стадиях их развития. Тип роста особей, при котором С w остается постоянным называется экспоненциальным ростом.

Изображение слайда
Изображение для работы со слайдом
1/2
11

Слайд 11

В полулогарифмических координатах ( lnW t – t ) уравнение трансформируется в уравнение прямолинейной регрессии: lnW t = lnW o + C w · t Пример экспоненциального роста у одного из видов беспозвоночных W t = 3,0 e 0,045 · t

Изображение слайда
Изображение для работы со слайдом
1/2
12

Слайд 12

Параболический рост У абсолютного большинства животных значения C w с увеличением массы их тела ( W ) снижаются. У многих видов зависимость C w от W описывается степенным уравнением : C w = NW - n Где N и n – эмпирические константы.

Изображение слайда
1/1
13

Слайд 13

В этом случае зависимость абсолютного прироста массы организма от его достигнутой массы ( W ) следует уравнению : Интегрирование этого уравнения позволяет представить W как функцию времени ( t ) : где W o - масса новорожденной особи, t o - условное время ее развития от W = 0 ( начало эмбрионального развития) до W o, что соответствует длительности эмбриогенеза; W t – масса особи к возрасту t, отсчитываемому от момента ее рождения. Если возраст отсчитывается от начала эмбриогенеза, то вместо t + t o следует брать t - t o.

Изображение слайда
Изображение для работы со слайдом
Изображение для работы со слайдом
Изображение для работы со слайдом
1/4
14

Слайд 14

У многих видов значение W o незначительно по сравнению с массой взрослых особей, отсюда им вполне возможно пренебречь. В то же время, t o может достигать до 10% от предельного возраста особей, поэтому его нельзя приравнивать к нулю. Поэтому уравнение можно упростить: W t = [ Nn ( t + t o )] 1/ n

Изображение слайда
1/1
Реклама. Продолжение ниже
15

Слайд 15

Если отсчет возраста особи ( t ) вести от начальной точки роста, где t = 0 и w = 0, получаем : W t = (Nnt) 1/n = (Nn) 1/n ·t 1/n. Если принять t = 1, то выражение Nn 1/ n фактически является массой тела особи в возрасте, равном единице ( W 1 ). Тогда: W t = W 1 ·t 1 / n График этого уравнения спрямляется в двойных десятичных логарифмических координатах: lgW t = lgW 1 + (1/ n )· lgt

Изображение слайда
1/1
16

Слайд 16

Параболический рост у личинок стрекозы Cloeon simile. Слева. Зависимость удельной скорости роста от массы тела особей, представленная в двойных логарифмических координатах. Справа. Кривая роста особей. W t = 0,0091 t 1,471

Изображение слайда
Изображение для работы со слайдом
1/2
17

Слайд 17

Асимптотический, или S -образный рост В онтогенезе подавляющего большинства пойкилотермных животных самого разного таксономического положения удельная скорость роста с возрастом постепенно снижается до нуля. В таком случае при достижении определенного возраста или массы тела рост особи прекращается. При этом абсолютная скорость роста в начальный период жизненного цикла растет, достигает своего максимума в возрасте, соответствующем точке перегиба на кривой роста, после чего снижается до нуля. У многих видов точка перегиба соответствует возрасту наступления половой зрелости.

Изображение слайда
Изображение для работы со слайдом
1/2
18

Слайд 18

В таком случае левая часть кривой роста представляет собой восходящую вогнутую кривую, а правая – восходящую выгнутую кривую, асимптотически приближающуюся к характерному для каждого вида максимальному значению массы тела ( дефинитивная масса, Wd ). Поскольку вся кривая роста особи имеет S -образную форму, такой тип роста называется асимптотическим, или S -образным. S- образный рост легочного моллюска Lymnaea hodutkae. Слева. Кривая роста особей ( 1 ) и абсолютный прирост особей ( 2 ). Справа. Удельная скорость роста особей. 1 2

Изображение слайда
1/1
19

Слайд 19

Изменения с увеличением массы тела особи ( W ) при S -образном типе роста во многих случаях удовлетворительно описываются эмпирическим уравнением, предложенным Л.Берталанфи : = NW m - kW где N, m и k – эмпирические коэффициенты. Интегрирование этого уравнения и некоторые дальнейшие преобразования позволяют получить уравнение S -образного роста, которое обычно называется уравнением Берталанфи : W t = W d (1 – е - αt ) где α - эмпирический коэффициент

Изображение слайда
Изображение для работы со слайдом
Изображение для работы со слайдом
1/3
20

Слайд 20

При малых значения kW (тормозящий фактор) незначительны. Поэтому рост особей на начальных этапах жизненного цикла мало отличается от параболического. Однако по мере увеличения W значения kW все более возрастают, все более снижая. Приняв = 0, легко найти дефинитивную массу особи ( W d ), решив полученное уравнение относительно W : W d = N / k 1/( m -1).

Изображение слайда
Изображение для работы со слайдом
1/2
21

Слайд 21

Изображение слайда
Изображение для работы со слайдом
1/2
22

Слайд 22

Поскольку T = aW b, получаем: = V · а W b = NW b, где N = aV Разделив обе части уравнения на W, получаем зависимость удельной скорости роста ( С w ) организма от массы его тела: С w = NW ( b -1 ) Поскольку коэффициент b < 1, значения b - 1 всегда являются отрицательными. Полученное уравнение аналогично приведенному ранее уравнению характеризующему зависимость С w от массы особи при параболическом типе роста. Следовательно, если в процессе роста организма значение К 2 у него остается постоянным, данный организм будет характеризоваться параболическим типом роста.

Изображение слайда
Изображение для работы со слайдом
1/2
23

Слайд 23

W t = [N(b-1)(t + t 0 ) + Wo n(b-1) ] 1/(1-b) Интегрирование этого уравнения позволяет получить уравнение параболического роста, рассмотренное ранее : Если в уравнении С w = NW ( b -1 ) b = 1 получаем С w = N, т. е. независимость С w от W. Это соответствует уже не параболическому, а экспоненциальному типу роста. Таким образом, если интенсивность дыхания организма не снижается с увеличением массы его тела, рост организма имеет экспоненциальный характер.

Изображение слайда
1/1
24

Слайд 24

Однако у абсолютного большинства видов значения К 2 снижаются с возрастом или массой тела особей и в конечном итоге становятся равными нулю. Кривая роста при этом выходит на плато, что соответствует S -образному типу роста. Изменения К 2 в жизненном цикле у моллюска Physella integra при 25– 27 о С. 1- средняя масса особей ( W, мг); 2 – К 2, %%. W t = 500(1 – е -0,0395 t ) 4,0

Изображение слайда
1/1
25

Слайд 25

Когда снижается пропорционально достигнутой массе тела ( w ), или , где n = 1 – b, получаем: где N = a·V max, a – коэффициент уравнения связи скорости метаболизма с массой особей. Интегрирование этого уравнения и некоторые дальнейшие преобразования позволяют получить уравнение Берталанфи-Винберга : W t = W d (1 – e - nkt ) 1/ n, Где Значение nk в этом уравнении соответствует α в уравнении Берталанфи, a 1/ n - значению 1/(1- m ).

Изображение слайда
Изображение для работы со слайдом
Изображение для работы со слайдом
Изображение для работы со слайдом
Изображение для работы со слайдом
1/5
26

Слайд 26

Основы балансовой теории роста Баланс ассимилированной энергии организма можно представить в виде: А = Р + Т, где А – ассимилированная энергия рациона, Р – энергия прироста массы тела, Т – траты энергии на дыхание. Отсюда: Р = А – Т. Поскольку А = U -1 · R, где R – рацион, U -1 – усвояемость пищи, a рацион связан с массой тела степенной зависимостью R = pW k, получаем: А = U -1 · pW k

Изображение слайда
1/1
27

Слайд 27

Приняв усвояемость пищи ( U -1 ) постоянной величиной и pU -1 = m, получаем степенную зависимость скорости ассимиляции пищи от массы тела: А = mW k. Поскольку зависимость трат на дыхание ( Т ) от массы особи также следует степенной функции: Т = aW b, уравнение можно представить в виде: P = = mW k – aW b.

Изображение слайда
Изображение для работы со слайдом
1/2
28

Слайд 28

Прирост массы тела особи имеет место когда mW k > aW b. При m W k = a W b рост особи прекращается. Если mW k / aW b = 1 и когда b ≠ k, легко рассчитать дефинитивную массу особи ( W d ):

Изображение слайда
Изображение для работы со слайдом
1/2
29

Слайд 29

Если все члены этого уравнения разделить на W, получаем зависимость удельной скорости роста особи ( Cw ) от ее массы: Т.е.: С W = mW ( k -1) – aW ( b -1) Легко видеть, что постоянство С W в процессе роста достигается в единственном случае, когда b = k = 1. Тогда С W = mW (1-1) – aW ( 1-1 ) = m – а = const.

Изображение слайда
Изображение для работы со слайдом
1/2
30

Слайд 30

Отсюда обязательным условием экспоненциального роста организмов является не только независимость интенсивности их обмена от массы тела (что отмечено ранее), но и также и независимость их скорости ассимиляции пищи от массы тела.

Изображение слайда
1/1
31

Слайд 31

В случае, когда b = k < 1, получаем зависимость С W от массы тела, характерную для параболического роста: С W = mW ( b - 1) – aW ( b -1) = ( m -а) W ( b -1)

Изображение слайда
1/1
32

Слайд 32

В этом случае ( b = k < 1) на двойном логарифмическом графике линии регрессии lg Т от l gW и lg А от lgW передаются параллельными линиями. Поэтому (конечно, если вторая линия проходит выше первой) рост организмов теоретически может продолжаться в течение всей их жизни, так что они никогда не достигнут дефинитивной массы. Это является характерным признаком параболического роста. При b = k = 1 лини регрессии также будут идти параллельно, однако рост особей будет экспоненциальным.

Изображение слайда
1/1
33

Слайд 33

Зависимость Т от W соответствует уравнению: Т = 2,0 W 0,75, а зависимость А от W – уравнению: А = 5,0 W 0,75. В этом случае линии регрессии в логарифмических координатах идут параллельно, т.е. W d = ∞. Поскольку значения степенных коэффициентов меньше единицы, рост особей является параболическим. 1 2 1 – ассимилированная часть рациона ; 2 – траты на дыхание.

Изображение слайда
1/1
34

Слайд 34

При b > k линии регрессий lg Т и lg А от lgW пересекутся в диапазоне максимальных значений массы тела. Удельная скорость роста в этом случае будет постепенно снижаться от максимальных значений в начале жизненного цикла до нуля у особей дефинитивной массы.

Изображение слайда
1/1
35

Слайд 35

1 – ассимилированная часть рациона ; 2 – траты на дыхание 1 2 Зависимость Т от W соответствует уравнению: Т = 2,0 W 0,75, а зависимость А от W – уравнению: А = 8,0 W 0,60. В этом случае линии регрессии пересекаются при очень высоких значениях массы особей, при W d  10 000. Рост особей является экспоненциальным.

Изображение слайда
1/1
36

Слайд 36

При b < k линии регрессии пересекутся в диапазоне минимальных значений массы тела. В этом случае удельная скорость роста особи будет возрастать по мере увеличения ее массы. Очевидно, подобный случай если имеет биологический смысл, то только для особей очень мелких размеров и на начальных стадиях их жизненного цикла.

Изображение слайда
1/1
37

Слайд 37

1 – ассимилированная часть рациона ; 2 – траты на дыхание Зависимость Q от W соответствует уравнению: Т = 2,0 W 0,60, а зависимость А от W – уравнению: А = 5,0 W 0,80. В этом случае линии регрессии пересекаются при очень низких значениях массы особей, прибл. 0,01.

Изображение слайда
1/1
38

Последний слайд презентации: Лекция 8 Основы теории роста организмов

Важнейшие особенности разных типов роста Показатель Экспоненци-альный рост Параболичес- кий рост S- образный рост Удельная скорость роста Постоянная в течение жизни Снижается с возрастом, но не до нуля Снижается с возрастом до нуля Предельная масса тела Нет Нет Есть Значение степенных коэффициентов в уравнениях связи скоростей питания и метаболизма с массой тела Прибл. 1,00 Прибл. 0,65 – 0,75 Прибл. 0,65 – 0,75 К 2 ? Постоянство во всех возрастах Снижение с возрастом от максимальных значений до нуля Координаты спрямления кривой роста lnW t - t lgW t - lgt Не спрямляется

Изображение слайда
1/1
Реклама. Продолжение ниже