معلومة

سؤال الحشرات العملاقة المتزايد


خلال عصر الديناصورات قبل 100-200 مليون سنة كانت هناك حشرات عملاقة بطول متر واحد. مثال هنا. إحدى النظريات التي تفسر إمكانية نموها بهذا الحجم هي أن مستوى الأكسجين كان أعلى بكثير مما هو عليه الآن. الآن لدينا 20٪ أكسجين في الهواء وكان ذلك الوقت 30 أو 40.

السؤال:

إذا صنعت خزانًا / حوضًا مائيًا به 40٪ أكسجين وجميع المعدات لجعل تركيز الأكسجين ثابتًا. أضع هناك الحشرات الحديثة ، ذبابة التنين ، الديدان ، الرخويات ، إلخ. هل ستنمو إلى حجم أكبر بكثير من المعتاد من جيل إلى جيلين ، أم سأحتاج إلى 100 أو 1000 جيل قبل أن تصبح أكبر؟


هذا يبدو وكأنه تجربة ممتعة! لكن لسوء الحظ أنت على حق ، فإن الفرق في الحجم يتشكل من خلال علم الوراثة بالإضافة إلى حالة بيئية قد يكون من الصعب تحديدها.

بالنسبة إلى علم الوراثة ، سيستغرق الأمر ملايين السنين (أو 100000 على الأقل) حتى يبدأ التكيف الجيني لإحداث هذا التغيير.

أما بالنسبة للظروف البيئية ، فهناك مصدر آخر للعمالقة يجري على الجزيرة. نظرًا لأن العدد الصغير من الأنواع يتوسع لملء جميع المنافذ في الخزان ، فقد يزداد حجمها ببساطة لأن البيئة تسمح بها بدون الحيوانات المفترسة.

يجب أن يكون الخزان ضخمًا للحصول على تلك المنافذ على ما أعتقد. تصف هذه الورقة أرخبيلًا من الجزر وتوضح أنك تميل إلى الحصول على حيوانات أصغر حجمًا بسهولة أكبر مع الجزر الأصغر ، وأن الأنواع الأكبر تحتاج إلى جزر أكبر. كبير هنا ملايين الأمتار المربعة.

تستغرق هاتان العمليتان عدة أجيال. هذا ليس مجال عملي ولكن هذه الورقة درست 200 جيل من النباتات وأظهرت فقط تغيرات الهجرة والعمر. قد تحتاج تعديلات الحجم التي تأتي مع تغيير الأدوار البيئية إلى آلاف الأجيال. علينا تجميد أنفسنا لرؤية الرخويات العملاقة. أنا متأكد من أن هناك إجابة أفضل ، لكن هذا ما وجدته حتى الآن.


نظرة عامة على أكبر الحشرات التي عاشت على الإطلاق

يمكن وصف الخنافس جالوت وعث أبو الهول بأنها كبيرة من قبل أي شخص يعيش اليوم تقريبًا ، لكن بعض الحشرات التي تعود إلى عصور ما قبل التاريخ ستقزم هذه الأحفاد التطورية. خلال حقبة الباليوزويك ، كانت الأرض تعج بالحشرات العملاقة ، من حشرات اليعسوب ذات الأجنحة التي تقاس بالأقدام ، إلى ما يقرب من 18 بوصة في الاتساع.

بينما يعيش أكثر من مليون نوع من الحشرات اليوم ، لم تعد الحشرات العملاقة موجودة بالفعل. لماذا عاشت الحشرات العملاقة في عصور ما قبل التاريخ لكنها اختفت من الأرض بمرور الوقت؟


لفهم كيفية حدوث الريش ، من المفيد معرفة الطبقات الثلاث للهيكل الخارجي للحشرة. الطبقة الخارجية تسمى بشرة. تحمي البشرة الحشرة من الإصابات الجسدية وفقدان الماء ، كما توفر صلابة للعضلات. هذه هي الطبقة الخارجية التي تتساقط أثناء تساقط الشعر.

تحت الجلد هو البشرة. إنه مسؤول عن إفراز بشرة جديدة عندما يحين وقت التخلص من القديم.

يوجد تحت البشرة الغشاء القاعدي. هذا الغشاء هو ما يفصل الجسم الرئيسي للحشرة عن هيكلها الخارجي.


الرسوم البيانية

رسم بياني خطين على الشبكة أدناه. مكان الوقت على المحور X. و الطول على المحور ص.

التحليلات

1. أي نوع من الماء جعل الجسم ينمو بشكل أسرع؟ كيف تعرف هذا على وجه اليقين؟

2. ما هي الوحدة المترية التي تم استخدامها في القياس؟

3. افحص هذا الرسم البياني للديدان أثناء نموها. افترض أن الطول يقاس بالسنتيمتر.

أ) أي دودة لديها أسرع معدل نمو؟ ______ أي دودة لديها ثابت معدل النمو؟ ______

ب) ما حجم الدودة أ في اليوم الخامس عشر؟ _____ ما هو حجم الدودة B في نفس اليوم؟ _____

ج) ما هو حجم الديدان في اليوم 25؟ _______

4. يمكن قياس معدل النمو بحساب ميل خط على الرسم البياني. لحساب المنحدر ، تحتاج إلى اختيار نقطتين على الخط. لنستخدم الديدان ب لحساب ميل (م).

ما هو ميل خط WORM B (اعرض العمل أعلاه)؟ _____________

5. بمجرد حساب الميل (م) ، يمكنك إنشاء معادلة يمكن استخدامها في التنبؤ بأنماط النمو. معادلة الخط هي

ص = م س + ب

م = المنحدر (حسبته بالرقم 4)
ب = النقطة التي يقطع فيها الخط المحور ص ، في حالة الدودة لدينا ، ب = 22

اكتب المعادلة الكاملة ، مع التعويض عن الأرقام لـ m و b: __________________________________

6. الآن بعد أن حصلت على المعادلة ، يمكنك استخدامها لحساب حجم الدودة التي ستكون عليها في اليوم 30.

إظهار العمليات الحسابية والإجابة:

7. يمكن أيضًا تقدير العدد نفسه عن طريق تمديد الخط إلى اليوم 30 واستخدام الرسم البياني. تظهر على الرسم البياني للدودة أعلاه حيث سيكون خط الدودة ب في اليوم 30 (بافتراض أن نموها ظل ثابتًا).

8. ما هو حجم دودتك في اليوم 500 (بافتراض معدل نمو ثابت)؟

أظهر حساباتك وإجابتك:

هل هذا رقم حقيقي؟ لما و لما لا؟

/> هذا العمل مرخص بموجب رخصة المشاع الإبداعي Attribution-NonCommercial-ShareAlike 4.0 International License.


سؤال الحشرات العملاقة المتزايد - علم الأحياء

كان هناك وقت كانت فيه الحشرات العملاقة تسيطر على السماء وتتوافق مع مستويات الأكسجين العالية.

بعد تطور الطيور ، قبل حوالي 150 مليون سنة ، أصبحت الحشرات أصغر - على الرغم من ارتفاع مستويات الأكسجين. ما يعطي؟

وصلت الحشرات إلى أكبر أحجامها منذ حوالي 300 مليون سنة خلال أواخر العصر الكربوني وأوائل العصر البرمي. كان هذا عهد ذبابة griffinflies المفترسة ، وهي حشرات عملاقة تشبه اليعسوب مع أجنحة يصل طولها إلى 28 بوصة - زاحف. عزت النظرية الرائدة حجمها الكبير إلى تركيزات الأكسجين العالية في الغلاف الجوي (أكثر من 30 في المائة ، مقارنة بنسبة 21 في المائة اليوم) ، مما سمح للحشرات العملاقة بالحصول على ما يكفي من الأكسجين من خلال أنابيب التنفس الدقيقة التي تستخدمها الحشرات بدلاً من الرئتين.

تلقي الدراسة الجديدة نظرة فاحصة على العلاقة بين حجم الحشرات ومستويات الأكسجين في عصور ما قبل التاريخ. قاموا بتجميع مجموعة بيانات كبيرة من أطوال الأجنحة من السجلات المنشورة للحشرات الأحفورية ، ثم قاموا بتحليل حجم الحشرات فيما يتعلق بمستويات الأكسجين على مدى مئات الملايين من السنين من تطور الحشرات.


يعود جناح الحشرات المتحجر لستيفانوتيبوس شنايدري منذ حوالي 300 مليون سنة ، عندما وصلت الحشرات إلى أكبر أحجامها. يبلغ طوله ثماني بوصات تقريبًا. كانت أكبر الأنواع في ذلك الوقت أكبر ، حيث يبلغ طول الأجنحة 30 سم. للمقارنة ، يُظهر الشكل الداخلي جناح أكبر اليعسوب في الـ 65 مليون سنة الماضية. تصوير ولفغانغ زيسين.

قال ماثيو كلافام ، الأستاذ المساعد في علوم الأرض والكواكب في جامعة كاليفورنيا: "الحجم الأقصى للحشرة يتتبع الأكسجين بشكل مدهش لأنه يرتفع وينخفض ​​لحوالي 200 مليون سنة". سانتا كروز. "ثم قرب نهاية العصر الجوراسي وبداية العصر الطباشيري ، منذ حوالي 150 مليون سنة ، ارتفع كل الأكسجين المفاجئ ولكن حجم الحشرات ينخفض. ويتزامن هذا بشكل مذهل مع تطور الطيور."

مع وجود الطيور المفترسة على الجناح ، أصبحت الحاجة إلى القدرة على المناورة قوة دافعة في تطور الحشرات الطائرة ، مفضلةً حجم الجسم الأصغر.

تستند النتائج إلى تحليل مباشر إلى حد ما ، لكنهم يقولون إن الحصول على البيانات كان مهمة شاقة. جريد كار ، من جامعة كاليفورنيا. قام طالب الدراسات العليا في سانتا كروز بتجميع مجموعة بيانات لأكثر من 10500 من أطوال أجنحة الحشرات الأحفورية من مراجعة شاملة للمنشورات عن الحشرات الأحفورية. بالنسبة لتركيزات الأكسجين في الغلاف الجوي بمرور الوقت ، اعتمد الباحثون على نموذج "Geocarbsulf" المستخدم على نطاق واسع والذي طوره عالم الجيولوجيا بجامعة ييل روبرت بيرنر. كرروا أيضًا التحليل باستخدام نموذج مختلف وحصلوا على نتائج مماثلة.

قدمت الدراسة دعمًا ضعيفًا للتأثير على حجم الحشرات من التيروصورات ، وهي الزواحف الطائرة التي تطورت في أواخر العصر الترياسي قبل حوالي 230 مليون سنة. كانت هناك حشرات أكبر في العصر الترياسي منها في العصر الجوراسي ، بعد ظهور التيروصورات. لكن الفجوة البالغة 20 مليون عام في سجل أحافير الحشرات تجعل من الصعب معرفة متى تغير حجم الحشرة ، كما أن انخفاض مستويات الأكسجين في نفس الوقت تقريبًا يزيد من تعقيد التحليل.

حدث انتقال آخر في حجم الحشرات مؤخرًا في نهاية العصر الطباشيري ، بين 90 و 65 مليون سنة مضت. مرة أخرى ، يجعل النقص في الحفريات من الصعب تتبع الانخفاض في أحجام الحشرات خلال هذه الفترة ، ويمكن أن تكون هناك عدة عوامل مسؤولة. وتشمل هذه استمرار التخصص في الطيور ، وتطور الخفافيش ، والانقراض الجماعي في نهاية العصر الطباشيري.

وقال كلافام "أظن أنه من التخصص المستمر للطيور". "لم تكن الطيور المبكرة جيدة جدًا في الطيران. ولكن بحلول نهاية العصر الطباشيري ، كانت الطيور تشبه إلى حد كبير الطيور الحديثة."

وأكد كلافام أن الدراسة ركزت على التغيرات في الحجم الأقصى للحشرات بمرور الوقت. سيكون تحديد متوسط ​​حجم الحشرات أكثر صعوبة بسبب التحيزات في السجل الأحفوري ، حيث من المرجح أن يتم الحفاظ على الحشرات الكبيرة واكتشافها.

قال: "كانت هناك حشرات صغيرة على الدوام". "حتى في العصر البرمي عندما كان لديك هذه الحشرات العملاقة ، كان هناك الكثير من الأجنحة بطول بضعة ملليمترات. إنها دائمًا مجموعة من العوامل البيئية والبيئية التي تحدد حجم الجسم ، وهناك الكثير من الأسباب البيئية التي تجعل الحشرات صغيرة."

نشرت في وقائع الأكاديمية الوطنية للعلوم (PNAS).


ما هو الحجم الذي يمكن أن تصل إليه الحشرات؟

تعد الحشرات اليوم صغيرة جدًا مقارنة بالفترة الكربونية ، ويرجع ذلك على الأرجح إلى الطريقة التي تتنفس بها الحشرات وكيف يفشل هذا النظام في الصمود على نطاق واسع.

يعتمد تنفس الحشرات على سلسلة من الأنابيب الصغيرة أو القصبة الهوائية المنتشرة في جميع أنحاء أجسامهم. معظم الحشرات لا "تتنفس" بالضبط ، بل تسمح للأكسجين بالانتشار السلبي في جميع أنحاء أنظمتها التنفسية. عندما تصبح الحشرة كبيرة جدًا ، لا تستطيع هذه القصبة الهوائية جمع ما يكفي من الأكسجين لدعم أجسامها.


يُظهر هذا القبطان البرازيلي الشفاف نظام القصبة الهوائية. الفتحات التنفسية الشبيهة بالنقطة هي الصمامات الموجودة على السطح والتي تسمح بدخول الأكسجين إلى القصبة الهوائية. (الصورة: جيم كوردوبا ، إينو كانو عبر askentomologists.com)

قبل حوالي 300 مليون سنة ، كانت الأرض مشبعة بالأكسجين. يتكون الغلاف الجوي اليوم من 21٪ أكسجين ، بينما كان الغلاف الجوي للفترة الكربونية 35٪ أكسجين. مع هذه الوفرة الزائدة ، يمكن للجهاز التنفسي للحشرات أن يدعم أجسامًا أكبر مما نعتقد أنه نموذجي. أن تكون كبيرًا ، بشكل عام ، أمر جيد: فالحيوانات الكبيرة ستفوز في معركة ، ويمكن أن تخزن المزيد من الطاقة عندما تكون الموارد شحيحة ، وتحتفظ بالحرارة بشكل أكثر كفاءة.

بالنسبة للحشرات ، يجب أن يكون هناك المزيد من الأكسجين في الهواء حتى يحدث هذا. لم يظهر الأكسجين الإضافي فجأة ، ولكن هذا التغيير في الغلاف الجوي يمكن أن يعزى إلى وصول الأشجار الأولى على هذا الكوكب.


فسيولوجيا النبات: أسئلة وأجوبة

الجواب. تسمى الحركة الطبيعية لجزيئات المذاب من مناطق التركيز الأعلى إلى مناطق التركيز المنخفض بالانتشار.

س 2: اشرح ظاهرة التناضح.

الجواب. تسمى عملية حركة الماء عبر الغشاء شبه القابل للنفاذ من محلول منخفض التوتر إلى محلول مفرط التوتر بالتناضح.

س 3. فرّق بين مصطلحي ناقص التوتر وفرط التوتر.

الجواب. منخفض التوتر يعني أقل تركيزًا بينما مفرط التوتر يعني تركيزًا أكبر.

س 4: ماذا تفهم بغشاء نصف نافذ؟

الجواب. يُطلق على الغشاء الذي يسمح بمرور بعض المواد دون الأخرى ، غشاء شبه نافذ.

س 5. اشرح مصطلح الضغط الاسموزي.

الجواب. إنه ضغط مطلوب لمنع الحركة التناضحية للماء النقي إلى محلول عبر غشاء شبه نافذ.

س 6. اشرح معنى تحلل البلازما.

الجواب. إنه انكماش بروتوبلازم الخلية بعيدًا عن جدارها السليلوز عند وضعها في محاليل مفرطة التوتر ، ويرجع ذلك أساسًا إلى السحب الاسموزي للماء من فجوة مركزية كبيرة.

س 7: ماذا تقصد بالتورغور؟

الجواب. تورغور هو التوتر على جدار الخلية بسبب ضغط الماء داخل الخلية.

س 8: اشرح معنى كلمة turgid.

الجواب. Turgid هي حالة الخلية التي لا تستطيع تحتها امتصاص المزيد من الماء عن طريق التناضح.

س 9. ما معنى ضغط الجذر؟

الجواب. يُطلق على الضغط المسؤول جزئيًا عن الحركة الصعودية لنسيج نسيج الخشب ضغط الجذر.

س 10: ما هو مقياس الجهد؟

الجواب. إنها أداة تستخدم لقياس معدل النتح.

س 11: اشرح معنى النتح.

الجواب. يسمى فقدان أبخرة الماء من قبل النباتات البرية ، بشكل رئيسي من أوراقها ، النتح. تحدث بشكل رئيسي من خلال الثغور ، وبدرجة أقل من خلال البشرة.

س 12. ما هو النقل؟

الجواب. النقل هو حركة المادة في الجهاز الوعائي للنبات من جزء إلى آخر.

س 13: ماذا تقصد بالنقل الفعال للمواد؟

الجواب. إنها حركة المواد عبر الأغشية باستخدام الطاقة.

س 14: اشرح معنى التمثيل الضوئي.

الجواب. التمثيل الضوئي هو العملية التي تستخدم فيها النباتات الخضراء الطاقة من ضوء الشمس لإنتاج الكربوهيدرات من الماء وثاني أكسيد الكربون.

المعادلة العامة لعملية التمثيل الضوئي هي:

س 15. ما هي البلاستيدات الخضراء؟

الجواب. الكلوروبلاست هو بلاستيد أخضر يحتوي على الكلوروفيل. البلاستيدات الخضراء هي الموقع الفعلي لعملية التمثيل الضوئي. لا يزال محاطًا بغلاف مزدوج الغشاء يحيط بالجرانا والسدى.

الجواب. جرانا هي أكوام الحويصلات المسطحة أو الثايلاكويدات الموجودة في البلاستيدات الخضراء. تحدث تفاعلات ضوئية لعملية التمثيل الضوئي في الجرانا.

س 17. أين يحدث التفاعل المظلم لعملية التمثيل الضوئي؟

الجواب. يحدث رد الفعل المظلم في السدى.

س 18: ما هو الثيلاكويد؟

الجواب. Thylakoid هو حويصلة مسطحة في جرانا من البلاستيدات الخضراء.

س 19. عندما CO2 يتفاعل مع ريبولوز ثنائي الفوسفات ، كم عدد جزيئات PGA التي تتكون؟

الجواب. جزيئين من PGA.

س 20: ما هو ريبولوز ثنائي فوسفات؟

الجواب. هذا هو المركب الرئيسي المتورط في ثاني أكسيد الكربون2 التثبيت في عملية التمثيل الضوئي. يسمى هذا المركب أيضًا RuDP ويتكون من جزيء ريبولوز سكر البنتوز ومجموعتين من الفوسفات.

س 21: ماذا تقصد بـ PGA؟

الجواب. PGA هو الشكل القصير لحمض الفوسفوجليسيريك. إنه مركب بثلاث ذرات كربون. رد فعل بين أول أكسيد الكربون2 و ribulose diphosphate الأول ينتج PGA.

س 22. اشرح معنى ج3 مسار.

الجواب. إنها عملية CO2 التثبيت بواسطة ريبولوز ثنائي فوسفات لإحداث جزيئين من PGA. النباتات التي تستخدم هذا المسار تسمى C3 النباتات.

س 23. ما هي الأسماء الأخرى لمسار C3؟

الجواب. دورة كالفين ومسار البنتوز الاختزالي.

س 24. ج4 تم العثور على المسار في أي فئة من النباتات؟

الجواب. هذا النوع من ثاني أكسيد الكربون2 تم العثور على التثبيت في أحادية الفلقة الاستوائية.

س 25. ماذا يحدث في سي4 مسار؟

الجواب. في C4 شركة المسار2 يتم تثبيته بواسطة مركب ذرة ثلاثي الكربون لإنتاج جزيء بأربع ذرات كربون.

الجواب. CAM تعني استقلاب حمض الكراسولاسين. إنه نوع من c02 التثبيت الذي يوجد في العديد من النباتات النضرة ، على سبيل المثال ، أعضاء Crassulaceae.

س 27: ما الذي يأتي في ظل ردود الفعل الخفيفة؟

الجواب. هذه هي التفاعلات التي تستخدم فيها الأصباغ الخضراء لاحتجاز طاقة الضوء من ضوء الشمس. ينتج عن تفاعلات الضوء انقسام H2جزيئات O في الهيدروجين والأكسجين ، وفي إنتاج NADPH2و ATP.

س 28: ما هو دور التحلل الضوئي للماء في تفاعل الضوء لعملية التمثيل الضوئي؟

الجواب. ينتج عن التحلل الضوئي انقسام جزيئات الماء إلى هيدروجين وأكسجين.

س 29. ما اسم التفاعل الذي يتضمن اختزال NADP إلى NADPH2 في رد فعل الضوء لعملية التمثيل الضوئي؟

س 30: ما هي الكلوروفيل؟

الجواب. هذه هي الأصباغ الخضراء المحتوية على المغنيسيوم من البلاستيدات الخضراء للنباتات. تحبس الكلوروفيل الطاقة الضوئية من أجل التمثيل الضوئي.

س 31. ما هي صيغ الكلوروفيل & # 8216a & # 8217 والكلوروفيل & # 8216b & # 8217؟

س 32. ما هو البلاستوسيانين؟

الجواب. إنه بروتين أزرق يحتوي على النحاس. يعمل كحامل إلكترون في تفاعل الضوء لعملية التمثيل الضوئي.

س 33. ما هي صيغة الكاروتين؟

س 34. اشرح معنى الكلمة & # 8216 الطول الموجي & # 8217.

الجواب. طول موجة الضوء يسمى الطول الموجي. تظهر الألوان المختلفة ومستويات الطاقة المختلفة بأطوال موجية مختلفة.

س 35. كلمة NADP تعني ماذا؟

الجواب. NADP لتقف على نيكوتيناميد الأدينين ثنائي النوكليوتيد فوسفات.

س 36. اشرح بإيجاز معنى كلمة الفسفرة الضوئية.

الجواب. الفسفرة الضوئية هي جزء من تفاعل الضوء حيث يتم فسفرة ADP إلى ATP باستخدام الطاقة الضوئية.

س 37: ماذا تقصد بتحلل السكر؟

الجواب. تحلل الجلوكوز هو عملية التسلسل اللاهوائي للتفاعلات في تحلل الجلوكوز. ينتج عنه تكوين حمض البيروفيك.

س 38: ما هي صيغة حمض البيروفيك؟

س 39. ما هي الأسماء الأخرى لدورة كريب & # 8217؟

الجواب. دورة حامض الستريك ، دورة حمض الكربوكسيل أو دورة TCA.

س 40. أين تقع دورة Kreb & # 8217؟

الجواب. تحدث دورة Kreb & # 8217s في الميتوكوندريا.

الجواب. إنه ناقل للهيدروجين في دورة Kreb & # 8217s مع اسمه الكامل مثل نيكوتيناميد الأدينين ثنائي النوكليوتيد.

س 42. إعطاء تعريف دقيق للتنفس الضوئي.

الجواب. إنها عملية فسيولوجية تقوم فيها النباتات ، في وجود تركيز عالٍ من الأكسجين والضوء وانخفاض ثاني أكسيد الكربون2 التركيز ، تناول الأكسجين وإخراج ثاني أكسيد الكربون2، بسبب أكسدة المركبات العضوية التي ينتجها ثاني أكسيد الكربون2تثبيت.

س 43. ما هي الأشكال الكاملة لـ ADP و ATP؟

الجواب. يرمز ADP إلى ثنائي فوسفات الأدينوزين بينما يرمز ATP إلى ثلاثي فوسفات الأدينوزين.

س 44: ماذا تفهم بالفسفرة؟

الجواب. الفسفرة هي تفاعل يتم فيه إضافة مجموعة فوسفات إلى جزيء ، على سبيل المثال ، فسفرة ADP لإنتاج ATP.

س 45: ما هي العناصر النزرة؟

الجواب. تسمى العناصر التي تتطلبها النباتات بكميات صغيرة جدًا العناصر النزرة ، مثل الموليبدينوم.

س 46. اشرح معنى المصطلحين هيدروثود ونزول.

الجواب. Hydathode عبارة عن غدة تنضح بالماء توجد على أوراق بعض النباتات. التمزق هو عملية نضح الماء من خلال الهيداثودات.

س 47. ما هي الهرمونات ومجموعاتها الرئيسية؟

الجواب. الهرمونات هي المواد التي تتحكم في النمو والتطور في النباتات وتوجد بكميات قليلة جدًا. تنقسم الهرمونات النباتية إلى خمس مجموعات رئيسية ، وهي الأكسينات والجبريلين والسيتوكينين وحمض الأبسيسيك والإيثيلين أو الإيثيلين.

س 48: ما هو الإيثيلين أو الإيثين؟

الجواب. إنه هرمون نباتي بسيط (C2ح4) الذي يؤثر على الانقطاع ، تثبيط نمو الجذور ، المناطق المدارية ونضج الثمار.

س 49. تحديد florigen.

الجواب. وهو هرمون نباتي يشارك في إنتاج الزهور في النباتات.

س 50. فرّق بين التبشير والشيخوخة.

الجواب. Vernalization هو ظاهرة الإزهار نتيجة العلاج بدرجات حرارة منخفضة. الشيخوخة هي عملية التقدم في السن قبل الموت.


لا وجود للنحل الكبير في Minecraft ، لكن الحشرات العملاقة كانت موجودة من قبل

يطن النحل ممتلئ الجسم في عالم Minecraft.

شارك هذا:

نحل كبير في لعبة ماين كرافت. في عالمنا ، قد يتضور النحل ممتلئ الجسم جوعًا ويعلق على الأرض. منذ زمن بعيد ، جابت الحشرات العملاقة كوكبنا.

قم بزيارة غابة الزهور في لعبة Minecraft وقد تتعثر عبر نحل كبير ممتلئ الجسم يبحث عن الأزهار. من الناحية الواقعية ، يبلغ طول تلك العملاقة الصندوقية 70 سم (28 بوصة). سيكونون مشابهين في الحجم للغراب العادي. وكانوا يقزمون أي حشرات على قيد الحياة اليوم.

أكبر نحل حديث في العالم ، يوجد في إندونيسيا ، يبلغ حده الأقصى حوالي 4 سنتيمترات (1.6 بوصة). لكن الحشرات الكبيرة بشكل مثير للصدمة ليست مفرطة في الطول. ما عليك سوى العودة في الوقت المناسب. منذ زمن بعيد ، طاف الكوكب الجنادب العملاقة وذبابة مايو الضخمة.

أكبر الحشرات التي عاشت على الإطلاق كانت أقارب اليعسوب القدامى. الانتماء إلى الجنس ميجانيوراعاشوا قبل حوالي 300 مليون سنة. كان لهذه العملاقة أجنحة تمتد حوالي 0.6 متر (2 قدم). (هذا يشبه جناحي الحمام.)

بخلاف الحجم ، كانت هذه المخلوقات ستبدو مثل اليعسوب الحديث ، كما يقول ماثيو كلافام. إنه عالم حفريات في جامعة كاليفورنيا سانتا كروز. يقول إن هذه الحشرات القديمة كانت مفترسة ، ومن المحتمل أنها أكلت حشرات أخرى.

قبل 220 مليون سنة ، طار الجنادب العملاقة. كان لديهم أجنحة تمتد من 15 إلى 20 سم (6 إلى 8 بوصات) ، يلاحظ كلافام. هذا مشابه لجناح نمنمة المنزل. كما انتقل أقارب ذباب مايو الكبار عبر الهواء. اليوم ، هذه الحشرات معروفة بعمرها القصير. امتدت أجنحة أقاربهم القدامى حوالي 20 أو 25 سم ، أي حوالي ثلاثة أرباع أجنحة العصافير المنزلية اليوم. حتى أنه كان هناك أعداد كبيرة من الديدان الألفية والصراصير.

يعتقد العلماء أن مثل هذه الزحف المخيف الهائل قد تطورت بسبب عثرة في كمية الأكسجين في الهواء. كانت الفترة الكربونية من 300 مليون إلى 250 مليون سنة مضت. في ذلك الوقت ، وصلت مستويات الأكسجين إلى حوالي 30 في المائة ، حسب تقديرات العلماء. هذا أعلى بكثير من نسبة 21 بالمائة في الهواء اليوم. تحتاج الحيوانات إلى الأكسجين لعملية التمثيل الغذائي ، وهي التفاعلات الكيميائية التي تمد أجسامها بالطاقة. تميل المخلوقات الأكبر إلى استخدام المزيد من الأكسجين. لذا فقد يكون الأكسجين الإضافي في الغلاف الجوي قد وفر الظروف لتطور الحشرات الكبيرة.

ظهرت الحشرات الأولى في الحفريات منذ حوالي 320 مليون أو 330 مليون سنة. يقول كلافام إنهم بدأوا بشكل كبير جدًا ووصلوا إلى حجم الذروة بسرعة. منذ ذلك الحين ، تراجعت أحجام الحشرات في الغالب.

شرح: ما هو نموذج الكمبيوتر؟

يستخدم كلافام وزملاؤه نماذج الكمبيوتر لاستكشاف أجواء ما قبل التاريخ. ترتبط مستويات الأكسجين في الأرض بتوازن التمثيل الضوئي والانحلال. تستخدم النباتات ضوء الشمس وثاني أكسيد الكربون لتغذية نموها. هذه العملية تضيف الأكسجين إلى الهواء. تستهلكه المادة المتحللة. يشير عمل العلماء إلى أن مستويات الأكسجين بدأت في الانخفاض منذ حوالي 260 مليون سنة. ثم تذبذبت المستويات بمرور الوقت. يقول كلافام إنه بالنسبة لكثير من تاريخ الحشرات ، يبدو أن مستويات الأكسجين وأحجام الأجنحة لأكبر الحشرات قد تغيرت معًا. مع انخفاض الأكسجين ، تقلصت أجنحة الأجنحة. يقابل Upticks في الأكسجين أجنحة أكبر. ولكن منذ حوالي 100 مليون إلى 150 مليون سنة ، "يبدو أن الاثنين يسيران في اتجاهين متعاكسين."

ماذا حدث؟ يقول كلافام إن الطيور ظهرت لأول مرة في ذلك الوقت. كان هناك الآن المزيد من المخلوقات الطائرة. يلاحظ أن الطيور يمكن أن تفترس الحشرات وربما تتنافس معها على الطعام.

حتى عندما كانت مستويات الأكسجين مرتفعة ، لم تكن كل الحشرات ضخمة. بقي النحل ، الذي ظهر قبل حوالي 100 مليون سنة ، بنفس الحجم تقريبًا. يقول كلافام إن علم البيئة ربما يفسر هذا. "على النحل أن يقوم بتلقيح الأزهار. وإذا لم تكبر الأزهار ، فيمكن للنحل & # 8217t أن يكبر حقًا. "

أخذ الهواء على شكل مربع

النحل العملاق في Minecraft له ضربة كبيرة ضدهم - شكل أجسامهم. يقول ستايسي كومبس: "الجسم الممتلئ الجسم ليس ديناميكيًا هوائيًا للغاية". كومبس عالم أحياء يدرس رحلة الحشرات في جامعة كاليفورنيا ، ديفيس.

يسمح الجسم الديناميكي الهوائي للهواء بالتدفق بسلاسة حوله. لكن الأشياء الممتلئة ، مثل تلك النحل ، تميل إلى التباطؤ بسبب السحب ، كما تقول. السحب قوة تقاوم الحركة.

الأمشاط توضح كيفية تدفق الهواء حول الأشياء ذات الأشكال المختلفة لطلابها. تضع سيارات صندوق الثقاب في نفق هوائي وتراقب حركة الهواء. حول bitty Batmobile ، تتحرك طبقات من الهواء تسمى خطوط الانسيابية بسلاسة. لكن آلة Mystery Machine الصغيرة ، الشاحنة الصغيرة التي تستخدمها عصابة سكوبي دو ، تخلق "هذا الاستيقاظ الدوامي ، الفوضوي ، القبيح وراءها ،" كما يقول كومبس. ستحصل على شيء مشابه مع نحلة Minecraft.

يتطلب الأمر طاقة أكبر لتحريك جسم ممتلئ الجسم أكثر من الجسم الأكثر انسيابية. ويتطلب الطيران بالفعل الكثير من الطاقة. يوضح كومبس: "الرحلة هي أغلى وسيلة للتنقل ... أغلى بكثير من السباحة والمشي والجري". سيحتاج هذا النحل إلى أجنحة كبيرة تتطلب الكثير من الطاقة للرفرفة.

للحصول على طاقة كافية ، يحتاج نحل ماين كرافت إلى الكثير من الرحيق ، كما يقول كومبس. عادة ما يستهلك النحل البالغ السكر فقط. حبوب اللقاح التي يجمعونها لصغارهم. لذا ، "هؤلاء الرجال سيحتاجون إلى زهور عملاقة وأطنان من ماء السكر" ، كما تقول. "ربما يمكنهم شرب الصودا."

نحل كبير في لعبة ماين كرافت. في عالمنا ، قد يتضور النحل ممتلئ الجسم جوعًا ويعلق على الأرض. منذ زمن بعيد ، جابت الحشرات العملاقة كوكبنا.

كلمات القوة

الديناميكية الهوائية: لها شكل يقلل المقاومة من تدفق الهواء في الماضي.

الغلاف الجوي: غلاف الغازات المحيطة بالأرض أو كوكب آخر.

عملاق: مصطلح يشير إلى أي شيء كبير بشكل مثير للدهشة. يأتي المصطلح من حيوان وحشي موصوف في سفر أيوب الكتاب المقدس.

عالم احياء: عالم يشتغل بدراسة الكائنات الحية.

الطيور: حيوانات ذوات الدم الحار بأجنحة ظهرت لأول مرة في زمن الديناصورات. تغلف الطيور بالريش وتنتج صغارًا من البيض الذي تودع فيه نوعًا من العش. معظم الطيور تطير ، ولكن عبر التاريخ كانت هناك أنواع عرضية لا تطير.

حمية: الأطعمة والسوائل التي يتناولها الحيوان لتوفير التغذية التي يحتاجها للنمو والحفاظ على الصحة.

يجر: قوة تباطؤ ناتجة عن الهواء أو السوائل الأخرى المحيطة بجسم متحرك.

علم البيئة: فرع من فروع علم الأحياء يتعامل مع علاقات الكائنات الحية ببعضها البعض ومحيطها المادي. يُطلق على العالم الذي يعمل في هذا المجال عالم البيئة.

النظام البيئي: مجموعة من الكائنات الحية المتفاعلة - بما في ذلك الكائنات الحية الدقيقة والنباتات والحيوانات - وبيئتها المادية ضمن مناخ معين. وتشمل الأمثلة الشعاب الاستوائية والغابات المطيرة والمروج الألبية والتندرا القطبية. يمكن أيضًا تطبيق المصطلح على العناصر التي تشكل بعض البيئة الاصطناعية ، مثل شركة أو فصل دراسي أو الإنترنت.

فرض: بعض التأثيرات الخارجية التي يمكن أن تغير حركة الجسم ، أو تجعل الأجسام قريبة من بعضها البعض ، أو تنتج الحركة أو الإجهاد في جسم ثابت.

غابة: مساحة من الأرض مغطاة بالأشجار والنباتات الخشبية الأخرى.

حفرية: أي بقايا أو آثار قديمة محفوظة. توجد أنواع مختلفة من الأحافير: تسمى العظام وأجزاء الجسم الأخرى للديناصورات "أحافير الجسم". تسمى أشياء مثل آثار الأقدام "أثر الحفريات". حتى عينات أنبوب الديناصورات هي أحافير. تسمى عملية تكوين الأحافير التحجر.

تردد: عدد المرات التي تحدث فيها بعض الظواهر الدورية خلال فترة زمنية محددة.

حشرة: نوع من مفصليات الأرجل يكون عند البالغين ستة أرجل مجزأة وثلاثة أجزاء من الجسم: الرأس والصدر والبطن. هناك المئات من

الدودة الألفية: اللافقاريات طويلة الجسم مع العديد من الشرائح. معظم أجزاء الجسم لها زوجان من الأرجل.

رحيق: سائل سكري تفرزه النباتات وخاصة الزهور. يشجع التلقيح بواسطة الحشرات والحيوانات الأخرى. يتم جمعه من قبل النحل لتحويله إلى عسل.

الأكسجين: غاز يشكل حوالي 21٪ من الغلاف الجوي للأرض. تحتاج جميع الحيوانات والعديد من الكائنات الحية الدقيقة إلى الأكسجين لتغذية نموها (والتمثيل الغذائي).

عالم الحفريات: عالم متخصص بدراسة الحفريات وبقايا كائنات قديمة.

لقاح: حبيبات مساحيق تفرزها الأجزاء الذكرية للزهور والتي يمكنها تخصيب الأنسجة الأنثوية في أزهار أخرى. غالبًا ما تلتقط الحشرات الملقحة ، مثل النحل ، حبوب اللقاح التي ستؤكل لاحقًا.

تلقيح: لنقل الخلايا التناسلية الذكرية - حبوب اللقاح - إلى الأجزاء الأنثوية من الزهرة. هذا يسمح بالتخصيب ، وهي الخطوة الأولى في تكاثر النبات.

الملقحات: شيء يحمل حبوب اللقاح ، الخلايا التناسلية الذكرية للنبات ، إلى الأجزاء الأنثوية من الزهرة ، مما يسمح بالتخصيب. العديد من الملقحات حشرات مثل النحل.

المفترس: (صفة: مفترس) مخلوق يفترس الحيوانات الأخرى في معظم طعامه أو كله.

ضحية: (ن.) أنواع حيوانية يأكلها الآخرون. (ت) لمهاجمة وأكل أنواع أخرى.

محيط: مجموعة من الكائنات الحية المتشابهة القادرة على إنتاج نسل يمكنه البقاء والتكاثر.

ضغط عصبى: (في الفيزياء) الضغط أو التوتر الذي يمارس على جسم مادي.

استيقظ: منطقة بها هواء أو ماء مضطرب يترك وراءه جسم (مثل قارب أو حيوان) يتحرك خلاله.

قناة تهوية: منشأة تستخدم لدراسة تأثيرات الهواء الذي يمر عبر الأجسام الصلبة ، والتي غالبًا ما تكون نماذج مصغرة لعناصر بالحجم الحقيقي مثل الطائرات والصواريخ. عادة ما يتم تغطية الأجسام بأجهزة استشعار تقيس القوى الديناميكية الهوائية مثل الرفع والسحب. أيضًا ، يقوم المهندسون أحيانًا بحقن تيارات صغيرة من الدخان في نفق الرياح بحيث يصبح تدفق الهواء عبر الجسم مرئيًا.

اقتباسات

المجلة:نيل وآخرون كانت حشرات اليعسوب العملاقة من حقب الحياة القديمة مفترسات من الباعة المتجولين.التقارير العلمية.المجلد .8 ، 18 أغسطس 2018. دوى: 10.1038 / s41598-018-30629-w.

المجلة:إم إي كلافام وج. الضوابط البيئية والحيوية على التاريخ التطوري لحجم جسم الحشرات.وقائع الأكاديمية الوطنية للعلوم.المجلد .109 ، 3 يوليو 2012. دوى: 10.1073 / pnas.1204026109.

عن كارولين ويلك

كارولين ويلك كاتبة سابقة في أخبار العلوم للطلاب . هي حاصلة على دكتوراه. في الهندسة البيئية. تستمتع كارولين بالكتابة عن الكيمياء والميكروبات والبيئة. كما أنها تحب اللعب مع قطتها.

موارد الفصل الدراسي لهذه المقالة مزيد من المعلومات

تتوفر موارد المعلم المجانية لهذه المقالة. سجل للوصول:


قد تسود الحشرات العملاقة إذا كان هناك المزيد من الأكسجين في الهواء فقط

خلصت دراسة جديدة إلى أن حشرة السيدة الرقيقة في حديقتك يمكن أن تكون كبيرة بشكل مخيف إذا كان هناك تركيز أكبر للأكسجين في الهواء. أضاف المؤلف الرئيسي للدراسة ألكسندر كايزر أن الدراسة تضيف دعمًا للنظرية القائلة بأن بعض الحشرات كانت أكبر بكثير خلال أواخر فترة حقب الحياة القديمة لأنها كانت تحتوي على أكسجين أكثر ثراءً.

الدراسة ، "لا يوجد عمالقة اليوم: إمداد أكسجين القصبة الهوائية للأرجل يحد من حجم الخنفساء" ، سيتم تقديمه في 10 و 11 أكتوبر في علم وظائف الأعضاء المقارن 2006: دمج التنوع. سيعقد المؤتمر في الفترة من 8 إلى 11 أكتوبر في فيرجينيا بيتش. أجرى البحث ألكساندر كايزر ومايكل سي كوينلان من جامعة ميدويسترن ، جلينديل ، أريزونا جيك سوشا ووات كيت لي ، مختبر أرجون الوطني ، أرغون ، إلينوي وجاكو كلوك وجون إف هاريسون ، جامعة ولاية أريزونا ، تيمبي ، أريزونا هاريسون هو الباحث الرئيسي.

كانت فترة الباليوزويك ، منذ حوالي 300 مليون سنة ، فترة حياة نباتية ضخمة وفيرة وحشرات كبيرة إلى حد ما - كان اليعسوب يمتلك أجنحة بطول قدمين ونصف ، على سبيل المثال. قال كايزر إن محتوى الأكسجين في الهواء كان 35٪ خلال هذه الفترة ، مقارنة بنسبة 21٪ نتنفسها الآن. توقع الباحثون أن ارتفاع تركيز الأكسجين سمح للحشرات بالنمو بشكل أكبر.

الأنابيب تحمل الأكسجين

أولاً ، قليلاً من الخلفية: لا تتنفس الحشرات مثلما نتنفس ولا تستخدم الدم لنقل الأكسجين. يأخذون الأكسجين ويطردون ثاني أكسيد الكربون من خلال ثقوب في أجسامهم تسمى الفتحات التنفسية. وأوضح كايزر أن هذه الثقوب تتصل بأنابيب متفرعة ومترابطة ، تسمى القصبة الهوائية.

في حين أن البشر لديهم قصبة هوائية واحدة ، فإن الحشرات لديها نظام كامل للقصبة الهوائية ينقل الأكسجين إلى جميع مناطق أجسامهم ويزيل ثاني أكسيد الكربون. مع نمو الحشرة ، تطول أنابيب القصبة الهوائية لتصل إلى الأنسجة المركزية ، وتتسع أو تزيد عددها لتلبية متطلبات الأكسجين الإضافية لجسم أكبر.

يمكن للحشرات أن تحد من تدفق الأكسجين عن طريق إغلاق الفتحات التنفسية. في الواقع ، أحد الأسباب التي تجعل الحشرات شديدة الصلابة هو أنها تستطيع إغلاق الفتحات التنفسية والعيش على الأكسجين الموجود بالفعل في القصبة الهوائية. تذكر كايزر يرقة سقطت في دلو من الماء في مختبره. عندما تم اكتشاف المخلوق في اليوم التالي ، اعتقد عمال المختبر أنه قد غرق. لكن عندما أزالوا جسده الصغير الذي لا حياة له على ما يبدو من الماء ، فوجئوا برؤيته يزحف بعيدًا.

تنمو القصبة الهوائية بشكل غير متناسب

تم تصميم هذه التجربة لمعرفة:

  • مقدار المساحة التي يشغلها نظام القصبة الهوائية في أجسام الخنافس ذات الأحجام المختلفة
  • ما إذا كانت أبعاد القصبة الهوائية تزيد بشكل متناسب مع زيادة حجم الخنافس
  • ما إذا كان هناك حد لحجم الخنفساء التي يمكن أن تنمو في الغلاف الجوي الحالي

استخدم الباحثون صور الأشعة السينية لمقارنة أبعاد القصبة الهوائية لأربعة أنواع من الخنافس ، يتراوح حجمها من 3 مم (تريبوليوم كاستانوم ، حوالي عُشر البوصة) إلى حوالي 3.5 سم (إليودز الغامضة ، حوالي 1.5 بوصة). لم تكن الخنافس موجودة خلال فترة الباليوزويك ، لكن فريق كايزر استخدم الحشرة لأنها أسهل بكثير في الحفاظ عليها في المختبر من حشرات اليعسوب ، وهي صعبة للغاية.

ووجدت الدراسة أن القصبة الهوائية للخنافس الكبيرة تستهلك نسبة أكبر من أجسامها ، حوالي 20٪ أكثر ، مما قد تتوقعه الزيادة في حجم أجسامها ، على حد قول كايزر. وذلك لأن نظام القصبة الهوائية لا يصبح أطول فقط للوصول إلى الأطراف الأطول ، ولكن الأنابيب تزداد في القطر أو العدد لتستوعب المزيد من الهواء للتعامل مع متطلبات الأكسجين الإضافية.

The disproportionate increase in tracheal size reaches a critical point at the opening where the leg and body meet, the researchers found. This opening can get only so big, and limits the size of the trachea that runs through it. When tracheal size is limited, so is oxygen supply and so is growth, Kaiser explained.

Using the disproportional increases they observed among the beetles, the researchers calculated that beetles could not grow larger than about 15 centimeters. And this is the size of the largest beetle known: the Titanic longhorn beetle, Titanus giganteus, from South America, which grows 15-17 cm, Kaiser said.

And why wouldn't the opening between the body and the leg limit insect size in the Paleozoic era, too? After all, dragonflies and some other insects back then had the same body architecture, but they were much bigger.

It is because when the oxygen concentration in the atmosphere is high, the insect needs smaller quantities of air to meet its oxygen demands. The tracheal diameter can be narrower and still deliver enough oxygen for a much larger insect, Kaiser concluded.

مصدر القصة:

المواد المقدمة من American Physiological Society. ملاحظة: يمكن تعديل المحتوى حسب النمط والطول.


Why Bugs Are Not Huge

Dragonflies with hawk-sized wing spans and millipedes longer than a human leg lived more than 250 million years ago. Scientists have long wondered why sci-fi bugs don't exist today. The reason has to do with a bottleneck that occurs in insects' air pipes as they become humongous, new research shows. In the Paleozoic Era, insects were able to overcome the bottleneck due to a high-oxygen atmosphere. Unlike animals with backbones, like us, insects deliver oxygen to their tissues directly and bloodlessly through a network of dead-end tracheal tubes. In bigger insects, this mode of oxygen transport becomes less efficient, but no one has been exactly sure why. Alex Kaiser of Midwestern University and his colleagues at Argonne National Laboratory and Arizona State University delved deeper by shining X-rays on four living beetle species , ranging in body mass by a factor of 1,000. This allowed the team to measure the exact dimensions of the beetles' tracheal tubes. Kaiser found that bigger beetle species devote a larger portion of their bodies, proportionately, to airways than do smaller species. And the air passageways that lead from the body core to the legs turn out to be bottlenecks that limit how much oxygen can be delivered to the extremities, Kaiser said. The team also examined the passageways that lead from the body core to the head. "We were surprised to find that the effect is most pronounced in the orifices leading to the legs, where more and more of the space is taken up by tracheal tubes in larger species," he said. Kaiser and Argonne biologist Jake Socha also used the results to predict the largest size of currently living beetles. If data on the air passageways to the head were used as a limiting factor, they predicted a crazy-large, foot-long beetle, while the leg data predicted a beetle that matches the size of today's largest living beetle, Titaneus giganteus. The research is detailed in the Aug. 7 issue of the journal وقائع الأكاديمية الوطنية للعلوم. "This study is the first step toward understanding what controls body size in insects," Socha said. "It's the legs that count in the beetles studied here, but what matters for the hundreds of thousands of beetle species and millions of insect species overall is still an open question. The research was funded by the National Science Foundation.

  • Gallery: Ants of the World
  • Backyard Bugs: The Best of Your Images
  • All About Bugs

ابق على اطلاع على آخر أخبار العلوم من خلال الاشتراك في النشرة الإخبارية الخاصة بنا.

شكرًا لك على الاشتراك في Live Science. سوف تتلقى رسالة بريد إلكتروني للتحقق قريبا.


شاهد الفيديو: بالفيديو. حشرات تستيقظ من نومها بعد 17 عاما لتهاجم مذيعة على الهواء (كانون الثاني 2022).