[Campbell Biology P.945] Welche wesentliche Herausforderung würde für ein großes Tier eine p... | Practice Question

Welche wesentliche Herausforderung würde für ein großes Tier eine perfekt kugelförmige Körperform im Hinblick auf den Austausch mit der Umwelt darstellen, unter der Annahme, dass sein Innenvolumen mit dem Radius hoch 3 R^3 und seine Oberfläche mit dem Radius hoch 2 R^2 skaliert?

  • A: Schwierigkeiten bei der Bewegung aufgrund fehlender spezialisierter Gliedmaßen.
  • B: Ineffizienter Stoffaustausch (z.B. Sauerstoff, Nährstoffe, Abfallstoffe) mit der Umwelt aufgrund eines geringen Oberfläche-Volumen-Verhältnisses.
  • C: Erhöhte Anfälligkeit für Raubtiere aufgrund seiner Form.
  • D: Herausforderungen bei der Aufrechterhaltung einer konstanten Innentemperatur.

Explanation

Mit zunehmender Größe eines Tieres wächst sein Volumen viel schneller als seine Oberfläche. Eine kugelförmige Form, die bei gegebener Oberfläche das Volumen maximiert, führt bei großen Größen zu einem sehr geringen Oberfläche-Volumen-Verhältnis. Dies erschwert den effizienten Austausch essentieller Materialien wie Sauerstoff, Nährstoffe und die Entfernung von Abfallprodukten über die Oberfläche erheblich, da im Verhältnis zum metabolisch aktiven Volumen, das diese Austausche benötigt, nicht genügend Oberfläche vorhanden ist. Dies ist eine grundlegende Herausforderung für große Organismen.