Prilagodbena morfologija ili Funkcionalna morfologija

1. Prilagodbena morfologija ili Funkcionalna morfologija Ili zašto baš tako izgledamo? Ili kako znamo kako su strukture geološke prošlosti funkcionirale?

3. Biomehanički razlozi

4. Iz fosila rekonstruirati organ/organizam i funkcioniranje u ekosistemu je ZADATAK Funkcionalne morfologije.

5. Kako smo na temelju ostataka prepoznali nepoznati organizam

6. Autoekologija: proučava odnose pojedinog organizma prema okolišu. Orijentirana je na oblik i rast organizma i odnos morfologije prema staništu i načinu života. • Prilagodba: skladnost organizma prema okolišu

7. Ciljevi autoekologije • Definirati funkciju određene anatomske forme • Kako su organizmi postigli svoj oblik. • Faze: (1) božanska sreća (2) B. G. Cuvier

8. (3) C. Darwin • Prilagodba sklad organizma i okoliša u kojem živi ili spremnost organizma da živi u okolišu!

9. Faktori koji utječu na morfologiju • Oblik organizma ovisi o: (1) genomu; (2) razvoju (načinu rasta) (3)

10. Strategije rasta • Rubna priraštanja: stariji se stadiji rasta sačuvaju: linije prirasta

11. Priraštanja: novi se dijelovi nadograđuju na vanjski, postojeći skelet

12. Dodavanje segmenata tijela uz veće promjene:

13. Dodavanje pločica

14. Serijska dodavanja • Kolonijski organizmi: dijelovi koji se repliciraju kompatibilni su s drugim dijelovima organizma

15. Presvlačenje • Svaka faza rasta znači dodavanje novih dijelova skeleta, dozvoljava radikalnu promjenu oblika

16. Stalna mijenjanja • Kosti mijenjaju oblik tijekom rasta.

17. Faktori koji utječu na morfologiju • (3)cfunkcioniranju u okolišu i (4) ponašanju organizma.

18. POSTUPAK (Koraci) PRI ISTRAŽIVANJU: • Opisivanje struktura, odnos struktura međusobno i prema okolišu • Definiranje funkcionalnih i mehaničkih odnosa u strukturama. • Veza između morfologije – performancije i spremnosti

19. METODE istraživanja: • ANALOGNI I HOMOLOGNI ORGANI • PARADIGMA • EKSPERIMENTALNA PALEOAUTOEKOLOGIJA • KOMPJUTORKA SIMULACIJA

20. Analogni i homologni organi (1) Ili Teorijska morfologija • Analogni organi: neovisno o podrijetlu, organi imaju istu funkciju zbog sličnog načina života, ili slično načina kretanja, ili slične prehrane… npr. krila ptica i insekata • Homologni organi: Zajedničko podrijetlo uvjetuje sličnost pojedinih organa.

22. Analogni i homologni organi (2) ili Teorijska morfologija • Pitanje: da li svi što može postojati i postoji? Određeni se oblici ponavljaju: torpedni oblik tijela riba, gmazova i sisavaca KONVERGENCIJA

23. Kako se to radi? • Definirati prilagodbu koju analiziramo, prepoznati sve organizme koji imaju tu osobinu ili prilagodbu. • Provesti filogenetsku analizu da bi otkrili kako je nastala osobina odnosno prilagodba.  Teorijska ili tradicionalna Morfologija

24. Ispitati da li je osobina strukturalna ili inženjerijska tvorevina: Predložiti hipotezu koja će objasniti kako je struktura nekada funkcionirala: METODA PARADIGME - Fizikalni ili matematički modeli ili KOMPJUTORSKA SIMULACIJA.

25. Paradigma • Trebamo unijeti znanstveni pristup u prepoznavanju analizu funkcije • Za svaku strukturu treba odabrati i definirati funkciju koju ima struktura • Za svaku funkciju osmisliti idealni model - paradigma

26. Slučaj: puž • Proučavamo slijedeće osobine: oblik kućice, oblik ušća, vrh, broj zavoja, ornamentaciju

27. Oblik • Omjer mjerljivih parametara definira oblik. Visina > Širina Širina> Visina

28. Oblik ušća Mjesečast Zaobljen Bubrežast

29. Vrh • α<300α=150-1800α= 60-900

30. Broj zavoja n < 4 n = 6 – 10 n > 10

31. Ornamentacija: zadnji zavoj glatka površina linije rasta rebra rebra

32. TEORIJA PARADIGME (1) • Promatrani parametri: os namatanja, iskrivljenost namatanja, omjer veličine dva sukcesivna zavoja ili brzina rasta (W), visina zavoja ili kako brzo se pomiće kućica po osi (T) i udaljenosti zavojnice od osi udaljenost od ušća (D).

33. TEORIJA PARADIGME (2) • Matematički model, Roentgen slika i stvarni model

34. Pretvaranje modela u realnost Kombinacija parametara W, T i D = daje brojne konfiguracije, ali većina poznatih organizama (recentnih i fosilnih) su u ograničenom morfoprostoru!

35. WD T

36. TEORIJA PARADIGME (4) • Varijacije u formi glavonožaca (matematički model)

37. Ograničenja: PARADIGME • Panselekcionizam 1. Strukturalna ograničenja 2. Evolucijsko nasljeđe 3. Plejotropija 4. Nema selekcijske prednosti 5. Svaka osobna nije idealno osmišljena 6. Korelacija između strukture i funkcije nije dobra 7. Strukture imaju više funkcija

38. Evolucijsko nasljeđe: organizam može stvoriti nove anatomske osobine samo ako postoje “sirove strukture” kod predaka

39. Plejotropija: jedan gen je kriv za veliki broj nepovezanih fenotipskih efekata.

40. Nema selekcijske prednosti

41. Svaka osobna nije idealno osmišljena pravi palac

43. Korelacija između struktura i funkcija uvijek nije pozitivna. Ono što nam se čini očitim kod funkcioniranja organi nije tako:

44. Kompjutorska simulacija

45. Kompjutorska simulacija

46. PRILAGODBA • Veličina organizma: • Biti velik, biti mali! Biti u prednosti ili ne?

47. Zašto gigantizam nalazimo smo kod nekih grupa organizama? Puka slučajnost ili biomehnički razlozi? • Zašto kod nekih grupa organizama nikada ne nalazimo gigantizam? • Evolucijom organizmi postaju sve veći ili sve manji? Cope-ovo pravilo • Koliko treba vremena za razvoj velikih organizama? • Što je bolje biti div ili patuljak?

48. Biomehanički razlozi

49. Primjena principa mehanike kod analize organizama. • Istraživanja su usmjerena prema: • Čvrstoći materijala i arhitekturi • Snazi i energiji - vilica: plijen • Kretanju - plivanje, letenje, propulzija

50. Biomehanički razlozi