applet-magic.com
Thayer Watkins
Kiseldal
& Tornadogränd
USA

DjurLongevity och skala

En användbar linje av analys finnas till anser effekten av skalaförändringar för creatures vilken finnas likartat i form och är bara i skala. Såsom skalan av ett djur ökar kropptyngd- och volymförhöjningen med kuben av skalan. Volymen av blodflöde som fordras till foder som huvuddel ökar dessutom med kuben av skalan. Den sectional arean för kor av artärerna och veinsna som fordras till bär att blodflöde ökar bara med fyrkanten av skalan. Det finnas andra vilkna area-volym relationer lägger på begränsningar på creatures. Några av de area-volym tvång och att inbegripa ovan etta, finnas:

Således till kompensera för den vilkna förhöjningen för kroppnödar med kuben av skalan, men areaförhöjningen med fyrkanten av skalan den genomsnittliga blodflödehastigheten måstar bara förhöjning linjärt med skalan. Blodflödehastighet finnas drivande vid tryckskillnader. Tryckskillnaden måstar finnas great nogt till att bära blodflödet till toppen av creaturen, och great nogt till övervinner motståndet i artärerna och veinsna till flödet. Trycket som fordras till pumpblod alltifrån hjärtan till toppen av creaturen, finnas proportionellt till skalan. Tryckskillnaden som fordras till, övervinner motståndet till flöde genom artärerna in i capillariesna, och baksida genom veinsna finnas igen mer mycket besvärligt till karakteriserar i ordalag av skalan. För mer högre kor den sectional arean reducerar motståndet men det långa längdförhöjningmotståndet. Nätresultatet av dessa påverkan för två skala synas finnas att tryckskillnaden som fordras till biltur blodet genom huvuddelen av creaturen finnas inversely proportionellt till skalan. Den lade på tryckskillnaden skade finnas det maxt av de två fordrade tryckskillnaderna.

Visat nedan finnas de typiskt blodtrycken för creatures av olika skalor.

Blodtryck kontra höjd och tyngd för diverse Creatures
Creature Blod
Tryck
(en mm Hg)
Höjd av
Huvud ovan
Hjärta
(en mm)
Tyngd (gram)
Mänskligt 120 500 90000
Ko 157 500 800000
Ducka 162 100 2000
Katt 129 100 2000
Försökskanin 60 25 100
Get 98 400 30000
Gris 128 200 150000
Apa 140 200 5000
Hund 120 200 5000
Turkiet 193 300 15000
Frog 24 25 50
Giraffe 300 3000 900000
Orm 55 25 100

Den linjära regressionen av logaritmen av tryck på logaritmen av höjd ger följa resultat:


log(tryck) = 1.203 + 0.377*log(höjd)
R² = 0.675
 

Den linjära regressionen av logaritmen av tryck på logaritmen av tyngd ger:


log(tryck) = 1.45 + 0.154*log(tyngd)
R² = 0.619
 

Om blodtryck finnas proportionellt till skalan alltså koefficienten för log(höjd) skade finnas 1.0 och för log(tyngd) skade finnas 0.333 sedan tyngd till proportionellt till kuben av skalan. Regressionkoefficienterna finnas inte slut till de teoretiska värdena, men de finnas av den riktiga beställningen av storleksordning för att acceptera blodtryck såsom att finnas som är proportionellt till skalan.

Volymen av hjärtan av en creature finnas proportionellt till kuben av skalan. Volymen av blodet till finnas flyttat finnas dessutom proportionellt till kuben av skalan. Alltifrån den föregående analysen flödehastigheten finnas proportionellt till skalan. Därför tiden som fordras till, evakuerar hjärtavolymen finnas proportionellt till skalan. Detta betyder att hjärtslaghastigheten finnas inversely proportionellt till skalan. Följa bord ger hjärtahastigheterna för ett nummer av creatures.

Hjärtslaghastigheter av djur
Creature Genomsnittlig hjärtahastighet
(takter per
minut)
Tyngd
(gram)
Mänskligt 60 90000
Katt 150 2000
Liten hund 100 2000
Mediumhund 90 5000
Stora hundar: 75 8000
Hamster 450 60
Chick 400 50
Höna 275 1500
Apa 192 5000
Häst 44 1200000
Ko 65 800000
Gris 70 150000
Kanin 205 1000
elefant 30 5000000
giraffe 65 900000
stora valer 20 120000000

En regression av logaritmen av hjärtahastigheten på logaritmen av tyngd ger följa ekvation:

Om hjärtahastigheten finnas exakt inversely proportion till skalan koefficienten för log(tyngd) skade finnas - 0.333. Detta finnas, därför att skalan finnas proportionellt till kubroten av tyngd. Koefficienten av - 0.2 anger att hjärtahastigheten finnas gett en ekvation av blanketten


hjärtahastighet = A (skala) b
var b= - 0.6
 :

Den salient hypotesen för ettan finnas att djurhjärtan finnas nyttan för ett fast nummer av takter. Denna hypotesburk finnas testat, genom att jämföra produkten av den genomsnittliga den hjärtahastigheten och longevityen för olika djur. Därför att hjärtahastigheten finnas i takter per minut, och longevityen finnas i år som nummret av hjärtatakter per lifetime finnas omkring 526 tusentider värdet av produkten. Data för ett urval av djur finnas:

Lifetimehjärtslag och djurstorlek
  Tyngd Hjärtahastighet Longevity Produkt Lifetimehjärtslag
Creature (gram) (/minut) (år)   (miljarder)
Mänskligt 90000 60 70 4200 2.21
Katt 2000 150 15 2250 1.18
Liten hund 2000 100 10 1000 0.53
Mediumhund 5000 90 15 1350 0.71
Stora hundar 8000 75 17 1275 0.67
Hamster 60 450 3 1350 0.71
Höna 1500 275 15 4125 2.17
Apa 5000 190 15 2850 1.50
Häst 1200000 44 40 1760 0.93
Ko 800000 65 22 1430 0.75
Gris 150000 70 25 1750 0.92
Kanin 1000 205 9 1845 0.97
elefant 5000000 30 70 2100 1.1
giraffe 900000 65 20 1300 0.68
stor val 120000000 20 80 1600 0.84

Även om bristen av dependence finnas klart visuellt, bekräftelsen i ordalag av regressionanalys finnas:


* journal (Lifetimehjärtslag) = 9.006 - 0.0046 * journal (vikt)
R ² = 0.0018
 

T-förhållandet för sluttningkoefficienten finnas en oansenlig 0.15 och att bekräfta att det finnas nrdependence av lifetimehjärtslag på skalan av djurstorlek.

Om en hjärta finnas nyttan för justt ett fast nummer av takter, säjerettamiljarden, alltså, hjärtalongevity finnas denna fast kvot av takter som delas vid hjärtahastigheten. Alltifrån ovan ekvationen för hjärtahastighet lifespanen (som begränsades vid hjärtafunktion) skade finnas proportionellt till skalan som lyfttes till den 0.6 kraften.

Data för att testa detta avdrag finnas:

Lifespan kontra tyngd för diverse Creatures
Creature Tyngd (gram) Livspännvidd
(år)
Mänskligt 90000 70
Ko 800000 22
Ducka 2000 10
Katt 2000 15
Försökskanin 100 5
Get 30000 15
Gris 150000 25
Apa 5000 25
Hund 5000 15
Turkiet 15000 5
Frog 50 3
Giraffe 900000 25
Orm 100 10

För data i ovan bordet admittedly mycket grovt och glest, regressionen av logaritmen av lifespanen på logaritmen av tyngd ger


log(Lifespan) = 0.970 + 0.191*log(tyngd)
R ² = 0.527
 

Således näteffekten av skalan på djurlongevity finnas positivt. När du beaktar den tyngd finnas proportionellt till kuben av den linjära skalan av ett djur som ekvationen i ordalag av skalan skade ovan finnas


log(Lifespan) = 0.970 + 0.573*log(skalan)
 

Detta säjerar som, om ett djur finnas byggt på en mer stor skala för procent 10 den vilja, har en mer lång lifespan för procent 6.


HEMSIDA AV applet-magi
HEMSIDA AV Thayer Watkins