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¿Cómo se llama cuando un animal solo tiene un tipo / variación de dentición?


Un ejemplo serían los caimanes que solo tienen un tipo / forma de diente. No la variación en función y forma como se ve en los humanos, que tienen caninos, molares, incisivos, etc.


Homodont

Puede encontrar el término "homodonte" utilizado en Lambert et al. (2014) o en wikipedia> dentición para ver ejemplos. Lo opuesto a homodont es heterodont (wikipedia> heterodont). En los mamíferos, un ejemplo clásico de homodontos es el delfín.


Animal Skull ID: identificación de cráneos de animales por sus dientes

En mi publicación anterior sobre cráneos de animales, le proporcioné algunos recursos básicos de identificación de cráneos de animales, pero en esta publicación quiero ayudarlo a comenzar a determinar qué tipo de cráneo de animal podría haber encontrado. La forma más fácil de comenzar es mirando los dientes del cráneo. Si los dientes están presentes, esto es más fácil, aunque a veces puede salir adelante mirando el cráneo si solo quedan las cavidades de los dientes. También es útil si tiene ambas mandíbulas disponibles (superior e inferior), aunque no es necesario. A menudo, uno u otro es suficiente para ayudarlo.

Diferentes tipos de dientes

Si palpa alrededor de la boca con la lengua, es evidente que no tiene todos los mismos tipos de dientes. Esto es cierto para la mayoría de los animales. Los dientes están especializados para hacer diferentes trabajos, dependiendo de la dieta de la criatura (si alguna vez quieres ver un cráneo realmente extraño, mira al oso hormiguero, no tiene dientes, ¡solo un hocico largo!)

Los incisivos (azul oscuro) están en la parte frontal de la boca y generalmente son para raspar o morder, por lo que tienen forma de pala y son más pequeños. Los caninos (verdes) suelen ser para rasgar o desgarrar la carne, por lo que son largos y puntiagudos. Los premolares (rosados), están detrás de los caninos, y pueden ser planos para moler, como en la boca de los castores, o pueden ser afilados y aserrados como en perros y caninos, para desgarrar la carne. Los molares (turquesas) también varían, dependiendo de su uso. A menudo son para moler alimentos, como en los humanos, pero en las criaturas carnívoras también pueden ser dentadas y tener bordes afilados para desgarrar y desgarrar la carne.

La cantidad, la forma y el tamaño de los dientes pueden ayudarlo a determinar qué tipo de cráneo de animal ha encontrado. Saber dónde comienzan y terminan los molares y premolares puede ser complicado. No existe una regla estricta y rápida para distinguirlos y, a menudo, pueden verse muy similares. Los otros tipos de dientes son mucho más fáciles. Tendrás que practicar la identificación del cráneo y mirar diferentes tipos de dientes para sentirte cómodo. Por ahora, si le ayuda, concéntrese principalmente en los incisivos, caninos y molares (los dos pares de dientes más atrás) si no está seguro.

El último dato que debes saber es sobre simetría bilateral. Todos los mamíferos, como tú y yo, tienen cuerpos con mitades de espejo. El lado derecho de nuestro esqueleto y nuestro cuerpo externo coincide con el izquierdo. Esto significa que cuando estudias los dientes de un mamífero, solo necesitas estudiar un lado de la boca o contar los dientes de un lado del cráneo. La otra mitad de la mandíbula es exactamente la misma (para las fórmulas dentales, se multiplica por dos). Por ejemplo, en la imagen de arriba, hay tres incisivos, un canino, cuatro premolares y dos molares en un lado. Lo duplicaría para un recuento completo de dientes.

RRecuerde que los cráneos de animales no siempre tendrán el mismo número de dientes en la mandíbula superior e inferior. Esto se debe a que cada mandíbula puede tener una función diferente. En ciervos (y ovejas, caballos, etc.), la mandíbula superior no tiene incisivos, pero la mandíbula inferior tiene un conjunto completo de incisivos. Esto se debe a que usan su mandíbula inferior para "recoger" hierba y hojas, y luego la vegetación pasa a los molares posteriores para moler (esta acción de recogida es lo que los rastreadores de animales miran para saber la diferencia entre los cortes de dientes de conejo y la bola irregular de dientes de venado en la vegetación).

Cráneo de venado, con molares claros, incisivos inferiores, pero sin incisivos superiores (Foto: Wiki Commons).

Reducir las opciones: 3 categorías (carnívoro, herbívoro, omnívoro)

Ahora que conoce los conceptos básicos, intentemos delimitar el tipo de animal que tiene.

  • Carnívoros Estos son verdaderos animales que solo comen carne y tienen dientes afilados para rasgar y desgarrar. A menudo, sus dientes caninos frontales son alargados y afilados y sus incisivos suelen ser pequeños y de tamaño reducido. Sus dientes posteriores, o molares y premolares son lo que llamamos " carnasial "lo que significa que también son dentados y afilados, como las hojas de una sierra. Esto les permite agarrar, desgarrar y arrancar la carne de sus presas. Para esta clasificación voy a incluir insectívoros como murciélagos y algunos topillos, topos y pescavores. Estas criaturas a menudo tienen dientes de aspecto muy perverso y carnasales afilados también, al igual que los otros carnívoros.

Este es un ejemplo de un cráneo de roedor, con incisivos de color naranja brillante (Foto: Mike Simpson, Flicker Sharing).

  • Omnívoros- Los omnívoros comen carne y material vegetal. Sus dientes suelen ser una combinación de dientes carnívoros y herbívoros. Un gran ejemplo se puede ver en la dentición de los mapaches. En la imagen a continuación, puede ver que tienen molares planos para moler la materia vegetal y caninos afilados para desgarrar y desgarrar la carne. Si tu cráneo tiene una combinación de dientes, probablemente estés mirando a un omnívoro.

DENTICIÓN: CUÉNTALO

Este es el cráneo de un mapache, es un omnívoro y tiene dientes para comer carne y plantas (Foto: Wiki commons).

Cada tipo de animal tiene su propia fórmula dental única. Los biólogos pueden utilizar estas fórmulas para ayudar a identificar con precisión los cráneos y ayudar a clasificar a los animales en familias y subgrupos. En los recursos que menciono en mi otra publicación sobre buenas referencias para la identificación del cráneo, a menudo encontrará fórmulas dentales enumeradas para cada tipo de animal. Mi libro favorito, "Los mamíferos salvajes de Missouri" tiene una gran combinación de imágenes de animales, su cráneo, mandíbula inferior, huellas, descripciones y una fórmula dental.

Una fórmula dental es bastante simple, solo usan letras para representar cada tipo de diente:

Después de cada número, encontrará dos números que parecen una fracción. En realidad, estas no son fracciones. El número superior representa el número de dientes en particular en la mandíbula superior (o boca) y el número inferior representa el número de un tipo particular de dientes en la mandíbula o mandíbula inferior. Por ejemplo, aquí está la dentición de un ser humano adulto:

Humano adulto: I - 2/2 C - 1/1 PAG - 2/2 METRO - 3/3 = 16 x 2 = 32 dientes en total

Observe que se cuenta el número total de dientes y luego se multiplica por dos. Esto se debe a lo que mencioné anteriormente, la simetría bilateral. Solo necesita contar los dientes en un lado del cráneo y la mandíbula del animal, y luego doblarlo para obtener un recuento completo de dientes. Simplemente te ahorra algo de trabajo.

Esta es la fórmula dental de un castor americano (Castor canadensis):

Castor americano: I-1/1 C- 0/0 PAG- 1/1 METRO- 3/3 = 10 x2 = 20

PRUEBE USTED MISMO FOMULAS DENTAL

Pruebe su suerte en la dentición de este cráneo de zorro rojo. Voy a intentar dejarte perplejo aquí, porque era un animal relativamente joven cuando murió. Mire la mandíbula inferior, puede ver que un lado tiene dientes en erupción y un lado no, justo detrás del canino. Suponga que si hubiera vivido, habría tenido un juego completo de dientes erupcionados.

Pruebe su suerte en la dentición de este zorro rojo (vulpes vulpes). (Foto: Página del cráneo de Will)

Primero, ¿es carnívoro, herbívoro u omnívoro?

I __ / ___ C __ / ___ P __ / ___ M ___ / ___ = ______ x2 = _____ total de dientes

Puede buscar en el sitio web de Wildwood Tracking la dentición de animales específicos de América del Norte si desea ver si está en el camino correcto con su recuento e identificación. Aquí está la respuesta si no está seguro: I 3/3, C1 / 1, PM 4/4, M 2/3 = 21 x 2 = 42.

La imagen de arriba proviene de un gran sitio web, llamado Will's Skull Page. Tiene excelentes imágenes en línea de diferentes tipos de cráneos de animales y primeros planos de dientes.

CRÁNEOS INCOMPLETOS

A menudo, encontrará cráneos a los que les faltan la mandíbula inferior, los dientes se han caído o le han sucedido varias cosas diversas al cráneo, por lo que los dientes son difíciles de contar o pueden faltar. Aquí están algunos ejemplos. Vea si puede adivinar la dentición.

Ok, este cráneo de zarigüeya es áspero. Tiene mandíbula superior e inferior, pero faltan muchos dientes y la imagen de la mandíbula es de una sola dirección. Pruebe la dentición usted mismo primero, luego desplácese hasta la parte inferior de la imagen de la "mandíbula" para ver si está en lo correcto.

La mandíbula superior del cráneo de la zarigüeya americana (¡el mamífero norteamericano con más dientes por cierto!). Foto: K. McDonald

Dentición de zarigüeya americana: I 5/4 C 1/1 P 3/3 M 4/4 = 25 x 2 = 50

Aquí hay un cráneo realmente desafiante. Es un conejo, específicamente una liebre, no un roedor. Si no está seguro de la diferencia, consulte la publicación de mi blog anterior. Fíjense, algunos de los molares posteriores están recién saliendo y solo tenemos la mandíbula superior.

Debido a que se trata de un conejo, tiene un conjunto adicional de dientes detrás de sus dientes frontales largos (exclusivo de las liebres y los conejos, que no se encuentran en los roedores), por lo que el recuento es: I 2 C 0 P 3 M 3 = 8 en total o 16 pulg. la mandíbula superior sola.

Ok, ahí lo tienes, cráneos y dentición de un vistazo. Esto solo toca la punta del iceberg para identificar cráneos, pero es un gran lugar para comenzar y puede ayudarlo a perfeccionar sus habilidades naturalistas.


Variación genética

La variación genética es la presencia de diferencias en las secuencias de genes entre organismos individuales de una especie. Permite la selección natural, una de las fuerzas principales que impulsa la evolución de la vida.

Variación genética

En muchas especies, las variaciones genéticas especiales dan a los animales una apariencia camuflada para mezclarse con su entorno, como esta polilla Catalpa Sphinx (Ceratomia catalpae) que usa sus alas texturizadas para mezclarse con la corteza de un árbol.

La variación genética se refiere a las diferencias entre los genomas de miembros de la misma especie. Un genoma es toda la información hereditaria, todos los genes y un organismo. Por ejemplo, el genoma humano contiene entre veinte y veinticinco mil genes.

Los genes son unidades de información hereditaria y contienen instrucciones para construir proteínas. Los genes que están codificados dentro de estas proteínas son los que permiten que las células funcionen. La mayoría de los organismos que se reproducen sexualmente tienen dos copias de cada gen, porque cada célula u organismo parental dona una única copia de sus genes a su descendencia. Además, los genes pueden existir en formas ligeramente diferentes, llamadas alelos, lo que aumenta aún más la variación genética.

La combinación de alelos de un gen que un individuo recibe de ambos padres determina lo que los biólogos llaman genotipo para un rasgo particular, como la textura del cabello. El genotipo que posee un individuo para un rasgo, a su vez, determina el fenotipo y las características observables, tales como si ese individuo realmente termina con el cabello liso, ondulado o rizado.

La variación genética dentro de una especie puede resultar de algunas fuentes diferentes. Las mutaciones, los cambios en las secuencias de genes en el ADN, son una fuente de variación genética. Otra fuente es el flujo de genes o el movimiento de genes entre diferentes grupos de organismos. Finalmente, la variación genética puede ser el resultado de la reproducción sexual, lo que conduce a la creación de nuevas combinaciones de genes.

La variación genética en un grupo de organismos permite que algunos organismos sobrevivan mejor que otros en el entorno en el que viven. Los organismos de incluso una población pequeña pueden diferir notablemente en términos de cuán adecuados son para la vida en un entorno determinado. Un ejemplo serían las polillas de la misma especie con alas de diferentes colores. Las polillas con alas similares al color de la corteza de los árboles son más capaces de camuflarse que las polillas de un color diferente. Como resultado, las polillas del color de los árboles tienen más probabilidades de sobrevivir, reproducirse y transmitir sus genes. Este proceso se llama selección natural y es la fuerza principal que impulsa la evolución.

En muchas especies, las variaciones genéticas especiales dan a los animales una apariencia camuflada para mezclarse con su entorno, como esta polilla Catalpa Sphinx (Ceratomia catalpae) que usa sus alas texturizadas para mezclarse con la corteza de un árbol.


Características de los invertebrados

La mayoría de los animales de hoy son invertebrados. Tienen una amplia gama de rasgos físicos y formas de vida. Los invertebrados modernos incluyen animales tan diferentes como la esponja y la tarántula. ¿Por qué estos dos animales están clasificados como invertebrados? ¿Qué rasgos tienen en común?

Ejemplos de invertebrados. Tanto una esponja (izquierda) como una tarántula (derecha) son invertebrados. ¿Puedes identificar los rasgos que comparten?

Un rasgo invertebrados como la esponja y la tarántula, la parte carece de columna vertebral. De hecho, no tienen ningún hueso. Estos son los rasgos que definen a todos los invertebrados. Algunos invertebrados tienen esqueleto, pero no está hecho de hueso. Muchos otros rasgos de los invertebrados muestran una diversidad considerable.

Digestión

Los invertebrados tienen uno de dos tipos de sistema digestivo: un sistema digestivo incompleto o completo. Ambos se muestran en Figura debajo. Un sistema digestivo incompleto Consiste en una cavidad digestiva con una abertura. La única abertura sirve como boca y ano. A sistema digestivo completo Consiste en un tracto digestivo con dos aberturas. Una abertura es la boca. El otro es el ano.

Dos tipos de sistemas digestivos en invertebrados. A la izquierda hay un sistema digestivo incompleto, que se encuentra en una medusa, a la derecha está el sistema digestivo completo de una lombriz intestinal. Los invertebrados pueden tener cualquiera de estos dos tipos de sistema digestivo. Encuentra las partes de cada sistema digestivo en cada dibujo. ¿En qué se diferencian los dos sistemas?

Movimiento

Todos los invertebrados pueden moverse por sí mismos durante al menos alguna etapa de su ciclo de vida. Sin embargo, pueden diferir en cómo se mueven. A continuación se describen varias formas.

  • Algunos invertebrados simplemente son arrastrados por corrientes de agua. No pueden controlar su movimiento en una dirección particular. Un ejemplo es una medusa.
  • Otros invertebrados pueden contraer los músculos para moverse independientemente de las corrientes de agua o sobre superficies sólidas. También pueden controlar la dirección en la que se mueven. Un ejemplo es una lombriz intestinal. Puede moverse hacia adelante y hacia la izquierda o hacia la derecha.
  • Aún otros invertebrados se han especializado apéndices para el movimiento. Por ejemplo, pueden tener piernas articuladas para caminar o trepar o alas para volar. Un ejemplo es un insecto como una mosca.

Sistema nervioso

La mayoría de los invertebrados tienen sistema nervioso. El sistema nervioso les permite sentir y responder a su entorno. El sistema nervioso invertebrado más simple es solo una red de nervios que pueden sentir el tacto, llamado red nerviosa (ver Figura debajo). La mayoría de los invertebrados tienen un sistema nervioso más complejo. Puede incluir un cerebro y varios órganos de los sentidos diferentes.

El sistema nervioso de los invertebrados.

Reproducción

La mayoría de los invertebrados se reproducen sexualmente. Los adultos diploides producen gametos haploides (espermatozoides y óvulos). En algunas especies, los mismos individuos producen tanto espermatozoides como óvulos. En otras especies, los espermatozoides y los óvulos son producidos por individuos masculinos y femeninos separados. La fertilización ocurre cuando un espermatozoide y un óvulo se fusionan para formar un cigoto diploide. El cigoto se convierte en un embrión y finalmente en un nuevo organismo adulto. En el camino, puede pasar por uno o más estadios larvarios. A larva (plural, larvas) es una etapa juvenil o inmadura de un animal. Generalmente es bastante diferente en forma y función de la forma adulta de la especie. Por ejemplo, la larva puede nadar libremente, mientras que el adulto debe permanecer adherido permanentemente a una superficie sólida.

Algunos invertebrados también pueden reproducirse asexualmente. Esto puede ocurrir por fisión o gemación.Fisión tiene lugar cuando un animal simplemente se divide en dos partes. Luego, cada parte vuelve a crecer la parte que falta. El resultado son dos organismos completos. En ciernes puede tener lugar cuando uno de los padres forma una pequeña protuberancia o brote. El brote permanece adherido al padre mientras se convierte en un nuevo individuo.


Selección

Nuestros editores revisarán lo que ha enviado y determinarán si deben revisar el artículo.

Selección, en biología, la supervivencia y reproducción preferencial o la eliminación preferencial de individuos con determinados genotipos (composiciones genéticas), mediante factores de control naturales o artificiales.

La teoría de la evolución por selección natural fue propuesta por Charles Darwin y Alfred Russel Wallace en 1858. Argumentaron que las especies con adaptaciones útiles al medio ambiente tienen más probabilidades de sobrevivir y producir descendencia que aquellas con adaptaciones menos útiles, aumentando así la frecuencia con qué adaptaciones útiles se producen a lo largo de las generaciones. Los recursos limitados disponibles en un ambiente promueven la competencia en la que organismos de la misma o diferentes especies luchan por sobrevivir. En la competencia por la comida, el espacio y las parejas que se produce, los individuos menos adaptados deben morir o dejar de reproducirse, y los que están mejor adaptados sobreviven y se reproducen. En ausencia de competencia entre organismos, la selección natural puede deberse a factores puramente ambientales, como las inclemencias del tiempo o las variaciones estacionales. (Ver seleccion natural.)

La selección artificial (o cría selectiva) se diferencia de la selección natural en que las variaciones hereditarias de una especie son manipuladas por los seres humanos a través de la cría controlada. El criador intenta aislar y propagar aquellos genotipos que son responsables de las cualidades deseadas de una planta o animal en un ambiente adecuado. Estas cualidades son económica o estéticamente deseables para los seres humanos, más que útiles para el organismo en su entorno natural.

En la selección en masa, se aparea un número de individuos elegidos sobre la base de la apariencia, su progenie se selecciona adicionalmente por las características preferidas, y el proceso se continúa durante tantas generaciones como se desee. La elección del plantel de cría sobre la base de la capacidad reproductiva ancestral y la calidad se conoce como selección de pedigrí. La selección de la progenie indica la elección del plantel reproductor sobre la base del rendimiento o las pruebas de su descendencia o descendientes. La selección familiar se refiere al apareamiento de organismos del mismo linaje ancestral que no están directamente relacionados entre sí. La selección de línea pura implica la selección y reproducción de la progenie de organismos superiores durante varias generaciones hasta que se haya establecido una línea pura de organismos con solo las características deseadas.

Darwin también propuso una teoría de la selección sexual, en la que las hembras eligieron como parejas a los machos más atractivos, y los machos sobresalientes ayudaron a generar más jóvenes que machos mediocres.

Este artículo fue revisado y actualizado más recientemente por John P. Rafferty, Editor.


Función cromosómica homóloga

Dos versiones de cada gen

Los organismos diploides, como los humanos, portan dos copias del genoma en cada una de sus células. Tener dos copias de cada cromosoma, llamadas cromosomas homólogos, ayuda a aumentar tanto la variedad como la estabilidad de una especie. Si bien cada cromosoma homólogo lleva los mismos genes, pueden llevar diferentes versiones del gen. Las diferentes versiones de un gen se llaman alelos.

Esto significa que sus células normalmente producirán 2 versiones de cada proteína codificada por el ADN. Algunas versiones funcionarán mejor que otras. Además, la combinación de proteínas buenas y malas produce diferentes efectos fenotípicos que aumentan la variedad dentro de una población. Algunos alelos tienen una relación dominante / recesiva, en la que el gen dominante es el único que se manifiesta. Otros tienen relaciones más complejas y diferentes combinaciones de alelos pueden producir efectos muy diferentes en un organismo. Esto es importante porque la variedad ayuda a las poblaciones a sobrevivir frente a los cambios ambientales.

Recombinación homóloga

Por último, los cromosomas homólogos participan en un proceso conocido como recombinación homóloga durante la formación de gametos. Este proceso también se conoce como "cruzamiento", porque las partes de los cromosomas homólogos se intercambian cuando entran en contacto cercano. Los cromosomas contienen los mismos genes, que generalmente tienen la misma longitud y tamaño. Estas secciones se pueden transferir fácilmente entre cromosomas. La siguiente imagen muestra la recombinación:

En esta imagen, cada cromosoma ya se ha replicado en preparación para la meiosis. Sin embargo, dos de las cromátidas han intercambiado material genético. Este proceso es extremadamente importante para la creación y mantenimiento de variedad dentro de una población. Por ejemplo, si el rojo es el cromosoma paterno y el azul es el materno, los genes que portan ya no estarán vinculados. El hecho de que su padre tuviera ojos azules y cabello negro no significa que heredará automáticamente estos rasgos. La recombinación homóloga asegura que los rasgos se mezclen al azar, de ambas fuentes parentales.


Documento de preguntas sobre biología de ISC 2013 resuelto para la clase 12

Parte I
(Intente todas las preguntas)

Pregunta 1.
(a) Indique una diferencia significativa entre cada uno de los siguientes: [5]
(i) Implantación y parto.
(ii) Absorción activa y absorción pasiva.
(iii) Hemodiálisis y diálisis peritoneal.
(iv) Fruta de palo simple y agregado.
(v) Aurículas y ventrículos.

(b) Explique lo que sucedería si: [5]
(i) Se agregan fertilizantes en exceso al suelo.
(ii) Coágulos de sangre en la arteria coronaria.
(iii) Las células beta de los islotes de Langerhans están dañadas.
(iv) Se aplica emulsión de silicio sobre la superficie de las hojas.
(v) El elemento magnesio es deficiente en el suelo.

(c) Cada una de las siguientes preguntas / declaraciones tiene cuatro respuestas sugeridas. Vuelva a escribir la respuesta correcta en cada caso: [3]

(i) La división celular en la región de la túnica del ápice del brote es:
(A) Periclinal
(B) Horizontal
(C) Anticlinal
(D) Radial

(ii) La madera muerta de color oscuro presente en la región central de árboles viejos es:
(A) Springwood
(B) Duramen
(C) Albura
(D) Cambium

(iii) El enanismo acompañado de retraso mental se debe a la hipo-secreción de:
(A) Hormona de crecimiento
(B) hormona tiroxina
(C) Parathormona
(D) Hormona adrenalina

(iv) El oxígeno se libera en la fotosíntesis por:
(A) Fotofosforilación
(B) Fotólisis del agua
(C) Fotorrespiración
(D) Fotones

(v) El nervio espinal es:
(A) Un nervio mixto
(B) Un nervio sensorial
(C) Amotornerve
(D) Un nervio craneal

(vi) Las células del tejido areolar que producen heparina son:
(A) Fibrocitos
(B) Mastocitos
(C) Macrófagos
(D) Condrocitos

(d) Mencione la función más significativa de las siguientes:
Respuesta:
(a)

Implantación Parto
Es la unión del blastocisto en el endometrio del útero. Es el acto de expulsar del útero un feto a término al final de la gestación.
Absorción activa Absorción pasiva
El agua se absorbe contra el gradiente de DPD, utilizando energía metabólica. El agua se absorbe a lo largo del gradiente o debido a la fuerza desarrollada por la atracción de la transpiración.
Fruta simple Fruta agregada
Estos se forman a partir de un solo carpelo simple o más carpelos fusionados de una flor. Se desarrolla a partir de varios ovarios de carpelos libres de una flor.

(b) (i) El exceso de fertilizantes formará una solución hipertónica en el suelo. La exosmosis se producirá en las células ciliadas de la raíz, lo que dará como resultado una plasmólisis que finalmente la planta morirá debido a la pérdida de agua.
(iv) La emulsión de silicio sobre la superficie de las hojas bloqueará los estomas y, por lo tanto, se reducirá la transpiración estomática y cuticular.

(c) (ii) La madera muerta de color oscuro presente en la región central del árbol viejo es el duramen.
(iv) El oxígeno se libera en la fotosíntesis por fotólisis del agua.

(d) (iii) El parénquima permanece turgente y ayuda a proporcionar soporte mecánico y mantiene la forma del cuerpo de la planta. Desempeñan un papel importante en el almacenamiento de alimentos y en la recuperación y regeneración de heridas.
(v) Las células de protección regulan la apertura y el cierre de los estomas.

(e) (i) Munch & # 8211 dio la hipótesis del flujo de masa.
(ii) Ronald Ross & # 8211 describió el ciclo de vida de Plasmodium en el mosquito.
(iii) El proceso de Gave Hall.
(iv) Introdujo el término "Nueva sistemática".

(f) (ii) Hormona estimulante del folículo.
(iii) Síndrome de inmunodeficiencia adquirida.
(iv) Dicloro difenil tricloroetano.

Parte II (50 puntos)
Sección a
(Responda tres preguntas cualesquiera)

Pregunta 2.
(a) Indique cuatro diferencias entre el ápice de la raíz y el ápice del brote. ** [4]
(b) Explique el desarrollo de los diferentes tipos de endospermas en las angiospermas. [3]
(c) Explique brevemente: [3]
(i) Agua capilar
(ii) Ósmosis
(iii) Aeroponía
Respuesta:
(b) La formación del endospermo se inicia por la división mitótica del núcleo del endospermo primario, que es triploide y está formado por la triple fusión de dos núcleos polares o núcleo secundario (2n) con gameto masculino (n). El endospermo se forma antes de la división del cigoto.

En las angiospermas, el desarrollo del endospermo es de tres tipos:
(i) Tipo nuclear: es el tipo más común de formación de endospermo. En este tipo, el núcleo del endospermo primario se divide repetidamente y da lugar a una serie de núcleos libres que permanecen como capa periférica y aparece una gran vacuola central en el saco embrionario. La formación de la pared celular tiene lugar más tarde y conduce a la formación de endospermo celular, por ejemplo, coco, areca. En coco, la parte central sigue siendo nuclear libre.

(ii) Tipo celular: en este tipo, la primera y las subsecuentes divisiones del núcleo del endospermo primario van acompañadas de la formación de paredes, por lo tanto, el endospermo es celular desde el principio, por ejemplo, Petunia, Datura.

(iii) Tipo helobial: es un tipo intermedio entre los tipos nuclear y celular. A la primera división del núcleo del endospermo le sigue la formación de la pared, pero las divisiones posteriores son nucleares libres. La cámara hacia el extremo micropilar del saco embrionario es mucho más grande. Una gran cantidad de núcleos se forman en él por divisiones nucleares libres, mientras que el núcleo de la cámara del chalazal se divide para formar un número menor de núcleos libres o puede que no se divida en absoluto, por ejemplo, Drimya.

(c) (i) El agua capilar está presente en los espacios entre las partículas del suelo como una película delgada. Está fácilmente disponible para las plantas. Se mantiene en el suelo contra las fuerzas de la gravedad.
(ii) La ósmosis es el proceso en el que las moléculas de agua se mueven a través de una membrana semipermeable desde su concentración más alta a su concentración más baja.
(iii) En aeroponía, las raíces de las plantas se suspenden en un recipiente de plástico y se rocían con agua rica en nutrientes oxigenada. Esta técnica permite que las raíces absorban los nutrientes mucho más rápido provocando un crecimiento rápido y más rendimiento.

Pregunta 3.
(a) Explique el ciclo C4 de la fotosíntesis. [4]
(b) Indique tres ventajas y tres desventajas de la reproducción vegetativa. [3]
c) Mencione una función y un síntoma de deficiencia de los siguientes elementos en la nutrición vegetal. ** [3]
(i) Fósforo
(ii) Hierro
(iii) Cloro
Respuesta:
(a) Pasos involucrados en C4 Vía de la foto síntesis: esta vía tiene lugar principalmente en plantas monocotiledóneas y en algunas dicotiledóneas. En esta vía, el primer producto de CO2 La fijación es un compuesto de 4 carbonos, ácido oxaloacético, por lo que se llama C4 ruta.

La anatomía de las hojas de C4 las plantas son diferentes de las hojas de C3 plantas (ciclo de Calvin). Las células Pali-sade están ausentes en los tejidos del mesófilo. Hay una vaina de haz alrededor de los haces vasculares. En las células de la vaina del haz, están presentes grandes cloroplastos sin grana o grana menos desarrollada, mientras que en las células del mesófilo hay cloroplastos similares con grana bien desarrollado. Este tipo de anatomía se llama anatomía de Kranz.

C ª4 vía, CO2 absorbido de la atmósfera es aceptado por el ácido fosfoenol pirúvico presente en el cloroplasto de las células del mesófilo, lo que lleva a la formación de un compuesto de 4 carbonos, ácido oxaloacético. Este se convierte en ácido málico (compuesto de 4 carbonos) que entra en el cloroplasto de las células de la vaina del haz. Aquí el ácido málico se disocia en ácido pirúvico y CO2. El ácido pirúvico vuelve a entrar en las células del mesófilo y regenera el ácido fosfoenol pirúvico. CO2 después de reaccionar con RuBP da lugar a azúcares y otros carbohidratos en las células de la vaina del haz de acuerdo con el ciclo de Calvin. No hay foto-respiración en estas plantas.

(b) Ventajas de la propagación vegetativa:

  1. Las plantas producidas por reproducción vegetativa son genéticamente similares al tipo parental. Así, las mejores variedades de patatas, naranjas, manzanas, etc., pueden conservarse mediante reproducción vegetativa sin perder su fina calidad. De esta manera, las líneas puras de los tipos deseados se pueden seleccionar y propagar por todo el mundo.
  2. Este es un método rápido y con este método se pueden producir flores y frutos temprano.
  3. Este es un método más seguro de producir nuevas plantas que el de reproducción de semillas.
  4. Es más económico para la planta porque no se desperdicia energía en producir pétalos grandes y vistosos, néctar, frutos, semillas, etc. como en la reproducción sexual.

Desventajas de la propagación vegetativa:

  1. Debido al hacinamiento de un gran número de plantas cerca de las plantas parentales, existe una fuerte competencia entre los miembros de la misma especie. Por lo tanto, muchas plantas se debilitan y atrofian.
  2. Con el tiempo puede haber una degeneración de especies debido a la falta de estímulo sexual.
  3. Debido a la ausencia de variabilidad genética en la estructura reproductiva vegetativa, es posible que no haya evolución de nuevas especies.

** La respuesta se da en caliente d.c a cha.e en el presente programa de estudios.
Pregunta 4.
(a) ¿Qué son las hormonas tropicales? Describa el control de retroalimentación de las hormonas tropicales con un ejemplo. [4]
(b) Explique la conducción del impulso nervioso a través de una fibra nerviosa. [3]
(c) Dibuje un diagrama etiquetado del T.S. de hueso. & # 8216 [3]

Pregunta 5.
(a) Explique el papel del páncreas en la digestión de diversos materiales alimenticios. ** [4]
(b) Describa brevemente las etapas de la coagulación de la sangre. ** [3]
(c) Definir: [3]
(i) Regeneración reparadora **
(ii) Capacitación
(iii) Menarquía.
Respuesta:
(c) (ii) Antes de fertilizar el óvulo, el esperma se prepara para el acto de fertilización y sufre muchos cambios. Estos cambios en un espermatozoide justo antes de la fertilización se denominan capacitación.
(iii) Es el inicio de la menstruación en una mujer joven a la edad de aproximadamente 12-13 años.

Pregunta 6.
(a) Enuncie cuatro diferencias entre la transpiración y la evisceración. [4]
(b) Dar cuenta de la fase secretora del ciclo menstrual. [3]
(c) Definir: [3]
(i) Haz vascular radial
(ii) Rigor mortis **
(iii) Presión de la raíz
Respuesta:
(a) Transpiración:

  1. El agua se pierde en forma de vapores.
  2. Ocurre principalmente a través de los estomas.
  3. Solo se pierde agua pura.
  4. La mayoría de las veces ocurre durante el día cuando los estomas están abiertos a la luz.
  1. El agua se pierde en forma líquida.
  2. Ocurre a través de los hidatodos.
  3. El agua que sale contiene minerales disueltos en ella.
  4. Ocurre por la noche o temprano en la mañana.

(b) Fase secretora: La fase secretora del ciclo menstrual se extiende de 12 a 14 días. La producción de LH continuó en la fase secretora en la que se desarrolla un cuerpo amarillento llamado cuerpo lúteo a partir de un folículo roto vacío. La progesterona liberada por el cuerpo lúteo junto con el estrógeno producido por los ovarios, produce cambios en los órganos sexuales secundarios para preparar el cuerpo para el embarazo. Dado que estos cambios se deben a la progesterona, esta fase también se conoce como fase de progesterona o fase lútea. La fase secretora se asocia con los siguientes cambios en el útero y el ovario.

(1) Cambios en el útero: en esta fase, el grosor del endometrio aumenta progresivamente. Las arterias del endometrio se enrollan y aumenta el contenido de glucógeno del epitelio endometrial. Hacia el final de la fase secretora, el endometrio es grueso, blando y con abundante sangre. These changes are the obvious preparation for providing a suitable environment for fertilized ovum. The uterine glands become active and are filled with secretions and uterine movements are reduced so that uterus may not contract. However, in the absence of pregnancy, these measures are abortive.

(2) Changes in ovary : In case, the ovum is not fertilized, progesterone level decrease as the corpus luteum undergoes degeneration and the thickened endometrium is shed in the form of a menstrual flow and once again initiating the menstrual cycle.

(c) (i) In this type of vascular bundles, xylem and phloem occur alternately on different radii e.g., in roots.
(iii) Root pressure is the pressure exerted by the liquid contents of the fully turgid cortex cells of the root, forcing some of it into the xylem vessels and up through the stem. It is a vital phenomenon and depends upon the activity of the living cells of root.

Section – B
(Answer any two questions)

Question 7.
(a) Differentiate between apes and man with respect to the following characteristics : [4]
(i) Posture
(ii) Cranium
(iii) Brow ridges
(iv) Locomotion

(b) Define: [3]
(i) Vestigial organs
(ii) Variations
(iii) Neo-Darwinism

(c) Give three differences between Natural Selection and Artificial Selection.[3]
Answer:
(a) Apes:

  1. Posture – Semi erect
  2. Cranium – flattened with cranial capacity under 650 cm3.
  3. Brow ridges – Prominent.
  4. Locomotion-walk semi-erect on the outer edges of the feet and knuckles of hands, soles do not lie flat on the ground.
  1. Fully erect.
  2. Rounded with a cranial capacity of about 1450 cm3.
  3. Brow ridges-inconspicuous.
  4. Walk fully erect on the soles of feet which lie flat on the ground while walking.

(b) (i) Vestigial organs are the organs which are non-functional in the possessor but were functional in their ancestors and in related animals. It is evidence of organic evolution. p.ej. in human eye, nictitating membrane, vermiform appendix.
(ii) Variation is a process by which closely related organisms come to differ amongst them-selves. Genetic drift, mutation, recombination, gene flow, migration, selection are some sources of variation.
(iii) According to Neo-Darwinism adaptations are caused due to many forces, natural selection being one of them and that characters are not inherited as such but there are character determiners which control their development.

  • Nature selects the best or most’ favourable adaptation.
  • It causes great diversity in nature.
  • It takes hundreds of years for a new species to evolve.
  • Man selects the characteristics it desires in an organism.
  • It has led to the evolution of a few economically important plants and animals only.
  • It leads to the formation of new species within a few months or years.

Question 8.
(a) State four characteristics of the Cro-Magnon man. , [4]
(b) Explain the basic postulates of Darwinism. [3]
(c) Archaeopteryx is a connecting link between reptiles and birds. Justify the statement by giving two characteristics of each group. [3]
Answer:
(a) Cro-Magnon man or Homo sapiens fossils lived about 50,000 years ago and became extinct about 20,000 years ago.

It’s characteristic features are :

  • Height was about 180 cm with sturdy body.
  • Cranial capacity was about 1666 cm3.
  • Face was perfectly orthognathous with a narrow, and elevated nose, arched and broad forehead, moderate brow ridges.
  • Jaws were strong with man-like dentition and a well-developed chin.
  • He was a cave dweller and hunter.
  • He knew the art of painting and carving. He made tools and carved ornaments from ivory, made finely chipped stone arrows and spearheads.
  • Used animal skin to sew crude garments.
  • Used fire.
  • Had some religious beliefs and elaborate burial customs.
  • He neither practised agriculture nor animal domestication.

(b) Basic postulates of Darwinism :
(i) Enormous Power of Fertility : Every living organism has the power to reproduce rapidly. Hence there is a danger of population explosion, causing the shortage of the food and other facilities. As a result, there are chances of elimination of a number of individuals because the available resources are less and that resulted in competition among organisms where every individual tries to be fit better than the other. Darwin suggested that population of each species remains more or less constant because most of off springs die before themselves becoming capable of reproducing.

(ii) Struggle for Existence : Overpopulation resulted in struggle which Darwin called the struggle for existence.

It is of three types :
(a) Intra-specific Struggle : The struggle within the species.
(b) Inter-specific Struggle : The struggle between different groups of animals, e.g. carnivorous animals eat the lower herbivore animals.
(c) Environment Struggle : Struggle with the adverse environment conditions. Such as extreme temperature, lack of sunlight, water, nutrients, etc.

(iii) Variations and Heredity : During competition, every individual tries to survive and become better fitted and shows variation. But all the variations are not significant from evolutionary point of view-some may be useful and some harmful. The useful variations are inherited in progeny of those organisms in which they arose and, therefore, the progeny have better chances of survival.

(iv) Survival of the Fittest or Natural Selection : During struggle for existence, only useful variations are selected by the organisms, and are adopted. Darwin stated that the variations are sorted out and selected naturally. Therefore, the organisms which possess such selected variations are said to be fittest.

(v) Origin of Species : Due to above facts, Darwin concluded that the struggle for existence leading to the survival of the fittest tend to successive generations to become better adapted to their environment. Thus, these forms are identified as new species.

(c) Reptile-like characteristics of Archaeopteryx :

  • Tail was long with free caudal vertebrae.
  • Teeth present in jaws.
  • A weak and keel-less sternum.

Bird-like characters of Archaeopteryx :

  1. Presence of feathers on the body.
  2. Forelimbs modified into wings.
  3. Four toes in the foot adapted for perching.

Question 9.
(a) Persons suffering from G-6PD deficiency are resistant to malaria. Explicar. [4]
(b) Define: [3]
(i) Genetic Erosion
(ii) Bioinsecticides
(iii) Antigen
(iv) Psychosis
(c) Define Biofortification. [3]
Answer 9.
(a) G-6PD is an enzyme glucose 6 phosphate dehydrogenase which decomposes H2C2 formed during metabolism. The deficiency of this enzyme is an inborn error of metabolism controlled by specific gene. When persons suffering from malaria are given Primaquine it causes haemolysis because H2O2 produced during metabolism is not decomposed due to the deficiency of G-6PD enzymes. This H2O2 haemolysis the blood. The haemoglobin of haemolysed blood collects on cell membrane and RBC’s are deformed. In such distorted RBC’s, malarial parasite fails to survive and multiply. It means persons suffering from G-6PD deficiency are resistant to malaria. Such persons are, therefore, favoured by natural selection in area infested with malarial parasite. For this reason, G-6PD deficiency is found in 50% Negroes living in areas with malarial infection in African countries.

(b) (i) Genetic erosion is the loss of genes from gene pool due to deforestation, urban expansion, damage to ecosystem, etc.
(ii) Bioinsecticides are living organisms like other insects, bacteria etc., which themselves or their products are used to control insect pests.
(iii) Antigen is a substance which when introduced into a vertebrate body, provokes an immune response leading to acquired immunity.
(iv) Psychosis is a kind of mental illness in which the person has no idea about his condition, loses contact with reality and cannot function in society.

(c) Biofortification is the process of breeding staple crops to have higher levels of essential nutrients such as vitamins and minerals either through selective breeding or genetic modification. e.g., biofortification of wheat with zinc.

Question 10.
(a) List the activities of Community Health Services.**[4]
(b) Give three early diagnostic symptoms of cancer.[3]
(c) Define:[3]
(i) Carrying capacity
(ii) Implant
(iii) Carcinoma.
Answer:
(b) Early diagnostic symptoms of cancer are :


Creation: Facts of Life

Dr. Parker, a leading creation scientist and former AiG speaker, presents the classic arguments for evolution used in public schools, universities, and the media, and refutes them in an entertaining and easy-to-read style. A must for students and teachers alike! This is a great book to give to a non-Christian as a witnessing tool.


The tricks that help some animals live for centuries

Dirty beige with grey-brown stain-like patches, Ming the clam was not much to look at. It did at least get a name, which is more than can be said for most molluscs. Estimated at 507 years old when scientists plucked it from the Icelandic seabed (and killed it) in 2006, the ocean quahog was the oldest known animal to have ever lived.

In August 2016, researchers estimated a five-metre-long female Greenland shark had lived for 392 years, making it the longest-lived vertebrate. The mammalian lifespan record belongs to a bowhead whale, thought to have reached the grand old age of 211.

Perhaps it is because humans have become so dominant in other respects that we are fascinated by species that outlive us. For biologists, examples of extreme longevity raise fundamental questions about why organisms age and die. And given that they do, why can individuals of some species live for hundreds of years while others get months, weeks or even just days?

Humans are relatively long-lived. Some researchers hope that gaining greater knowledge of what drives longevity in the animal kingdom offers the chance, not only to understand those species better, but our own too. Others go further, believing it is the key to longer, healthier human lives.

The discovery of Ming's extraordinary age in 2013 led to immediate speculation that the secret to its long life lay in its very low oxygen consumption.

Indeed, one of the most deeply-entrenched ideas about animal lifespan is that it is closely linked to metabolic rate &ndash or the speed of chemical reactions that break food down into energy and produce compounds needed by cells. The notion that animals undergo cumulative damage and die sooner when they work harder like machines run at full capacity probably dates back to the Industrial Revolution.

Why can individuals of some species live for hundreds of years while others get months, weeks or even just days?

In the early 20th Century, German physiologist Max Rubner compared rates of energy metabolism and lifespans in guinea pigs, cats, dogs, cows, horses and humans. He found that larger animals had lower metabolic rates per gram of tissue and that they lived longer, leading him to conclude that using up energy faster shortened life.

American biologist Raymond Pearl developed the idea further following his research on the effects of starvation, temperature change and heredity on the lifespans of fruit flies and cantaloupe melon seedlings. "In general the duration of life varies inversely as the rate of energy expenditure during life," he wrote in his 1928 book The Rate of Living.

In 1954 Denham Harman, at the University of California, Berkeley, provided a mechanism to support what became known as the rate of living theory. He proposed ageing to be the result of an accumulation of damage caused to cells by free radicals. Generated during metabolism, these are highly reactive molecules that can damage cellular machinery by stealing electrons.

However, while it is true that larger species of mammals have slower metabolic rates and live longer, the rate of living theory has largely been abandoned. For one thing, researchers have pointed out many birds and bats live much longer than they should for their metabolic rates. Marsupials have shorter lifespans than placental mammals despite having lower metabolic rates.

John Speakman of the University of Aberdeen in the UK is among those who have highlighted that, just because animals with slower metabolic rates have longer lifespans, does not mean the former causes the latter.

"All the evidence that has been used to support the rate of living theory has a fundamental flaw in it," says Speakman. "That is, it comes from studies which compared animals with different body sizes."

For mammals, once you take out the influence of body size, it's those with higher metabolic rates that live longer

In 2005, Speakman used a clever statistical trick to remove the influence of body mass from the equation, in a study of data for 239 mammalian species and 164 species of birds. For each animal with a higher-than-expected metabolic rate for its body size, he examined whether it had a correspondingly lower-than-expected life span for its body size, and vice versa. "For both mammals and birds, once body mass was removed, the relationship between metabolic rate and life span was zero," says Speakman.

However this calculation, like previous work supporting the rate of living theory, used the resting metabolic rates of animals, when they are neither digesting food nor regulating body temperature. Researchers have traditionally used these rates simply because more data is available for animals in this state. However, many animals spend only a minority of their time at a resting rate of metabolism, and the proportion of time different species spend at it varies widely.

To get around this problem, Speakman compared daily energy expenditure and maximum lifespan for the 48 species of mammal and 44 species of birds for which he could find data for both, and then used the same statistical device he used in the larger study to remove the effect of body size.

"It turns out there is a relationship, but it's the opposite of what you predict from the rate of living theory," says Speakman. "For mammals, once you take out the influence of body size, it's those with higher metabolic rates that live longer." The results for birds did not reach statistical significance.

In fact, the idea that the more oxygen an animal consumes, the greater the production of free radicals that cause damage, and therefore the swifter the ageing, is now outdated. That is thanks to more detailed studies of mitochondria, the parts of cells that generate energy.

When mitochondria break down chemicals within food, protons are pushed across their inner membranes, creating a difference in electrical potential across them. When the protons are released back across the membrane, this potential difference is used to create adenosine triphosphate (ATP), a molecule which stores energy.

It was originally thought that free radical production is high when the electrical difference across the mitochondria membrane was high &ndash meaning that the higher the rate of metabolism, the greater the production of highly reactive molecules that cause cellular damage and ageing.

Smaller animals have more predators, and have to grow faster, as well as reproduce sooner

In fact this model fails to take account of the presence of "uncoupling proteins" in the mitochondria inner membrane. With functions including heat generation, these uncoupling proteins trigger the flow of protons across the membrane to reduce the potential difference across it when it is high.

"The traditional idea that, as you increase your metabolism, a fixed percentage of the oxygen you are consuming will go off to produce free radicals, is fundamentally at odds with what we know about the way mitochondria work," says Speakman. "If anything, we would expect that as metabolism goes up and uncoupling goes up&hellip free radical damage would go down."

Because lower free radical production is associated with longer lifespans, this was called the "uncoupling to survive" hypothesis. When Speakman tested it in 2004, he found that mice in the upper quartile for metabolic intensity consumed more oxygen and lived 36% longer than mice in the lower quartile &ndash supporting the uncoupling to survive idea.

A more straightforward determinant of how long animal species live is their sizes. In a study published in 2007, João Pedro Magalhães of the University of Liverpool in the UK, plotted body mass against maximum known lifespan of more than 1,400 species of mammals, birds, amphibians and reptiles.

Across these four groups, Magalhães found that 63% of the variation in lifespan was down to body mass. For mammals only, it was 66%. Bats are something of an outlier in that they live much longer than they should for their size, so he re-worked the calculation without them, and this time he found body mass explained 76% of mammal lifespan variation. The association for birds was 70% and for reptiles it was 59%. There was no correlation for amphibians.

Magalhães and others who have studied the impact of size on how long animals live say it comes down to combined evolutionary and ecological factors.

"Body size is a determinant of ecological opportunities," says Magalhães. "Smaller animals have more predators, and have to grow faster, as well as reproduce sooner, if they want to pass on their genes. Larger animals, like elephants and whales, are less likely to be eaten by predators, and lack the evolutionary pressure to mature and reproduce at an early age."

The island opossums lived on average four-and-a-half months, or 23%, longer than their mainland cousins

If body size affects lifespan via likelihood of being eaten, it follows that different populations of the same species could live for longer or shorter periods in different environments.

Steven Austad, a journalist-turned-lion-tamer-turned-biologist, set out to test this idea in a study of adult female opossums in the late 1980s. He caught and attached radio collars to 34 on Sapelo Island, Georgia, US, and to another 37 on the mainland near Aitken, South Carolina, US. The second of these populations is hunted by wild dogs and bobcats (Lynx rufus), while the population on the island is not. The island opossums are under less pressure from predators generally, and are genetically isolated.

Austad found the island opossums lived on average four-and-a-half months, or 23%, longer than their mainland cousins. They also had significantly smaller litters, began reproducing a little later and were able to reproduce for longer. Tests showed that collagen in tail tendon fibres aged more quickly in the mainland opossums.

Austad considered the possible impacts of variation of climate, pathogens and diet, but concluded the longer lifespan of the island population was most likely down to genetic variations resulting from differing selection pressures.

There are other factors that at first glance might seem to have an impact on species lifespan, but in fact turn out to be just a function of body size and ecological opportunities. Brain size, for example, has been shown to correlate with maximum species lifespans, especially in primates, as has eyeball size. "If you have anything that changes with body size, it will look as if it is related to lifespan, simply because there is a relationship between body size and lifespan," says Speakman.

While there is a prevailing scientific consensus around the importance of body size on lifespans via likelihood of being killed by other animals, this still leaves vital questions unanswered.

"It depends on the level at which you ask the question," says Speakman. "The evolutionary explanation is to do with extrinsic mortality risk. The question then is what are the actual mechanisms that protect the body?"

A mutation in a gene called daf-2 is known to allow nematode worms to live doubled yet still healthy lifespans

In his hunt for answers to this question, Austad turned, in research published in 2010, to a group of long-lived animals he called Methusaleh's Zoo, after the biblical patriarch said to have lived for 969 years. Austad argued that the low-temperature environments of longevity record holders such as Ming the clam, Greenland sharks and bowhead whales are no coincidence.

"Most animals that live an exceptionally long time have a low body temperature, or live in a low-temperature environment," he says. Austad points out that key bodily processes such as reactive oxygen species production, DNA repair and gene transcription are slower in the cold.

Being especially interested in processes that could inform human lifespan extension, Austad also paid special attention to naked mole rats and little brown bats, two mammals that outlive humans relative to body mass. He concluded that the accumulation of damage to cells as a result of the production of free radicals does play a role in ageing, but one that is relatively minor in many cases, and that varies in importance between species.

The development of quick, cheap DNA sequencing technologies in recent years has offered scientists important clues about the roles of genes in regulating longevity in a variety of species. For example, a mutation in a gene called daf-2 is known to allow nematode worms to live doubled yet still healthy lifespans. Dwarf mice with mutated versions of genes that undermine production of growth hormone, the hormone prolactin and thyroid-stimulating hormone, live about 40% longer than control animals.

In a study published in 2013, Magalhães and colleague Yang Li compared the genomes of pairs of similar mammals with both significantly different maximum lifespans and similar lifespans. They found that genes involved in response to DNA damage and the recycling of proteins by cells had evolved more rapidly in longer-lived species.

What explains the surprisingly low rates of cancers in large, long-lived animals like elephants and whales?

In 2015, he went on to lead a group that sequenced the genome of the bowhead whale, revealing species-specific mutations in genes linked to DNA damage response, the regulation of cell cycles and the control of cancer.

"We don't know for a fact that these are the proteins involved in species differences in ageing, but these studies offer clues we can take forward and test further," says Magalhães. He is currently involved in an international collaboration that is sequencing the capuchin monkey, which can live past the age of 50, despite its relatively small size.

Magalhães and others gathering this growing database of the genetic determinants of longevity are seeing a pattern in the enhanced DNA repair capabilities of long-lived animals. For instance, sequencing has solved a biological mystery that has puzzled scientists since the 1970s what explains the surprisingly low rates of cancers in large, long-lived animals like elephants and whales?

In 2015, a team led by Joshua Schiffman, of the University of Utah, calculated that fewer than 5% of captive elephants die from cancers, compared to a cancer mortality rate of 11-25% in humans. When they looked at data from sequencing studies, they found the African elephant has 40 copies of the gene that encodes p53 &ndash a protein that plays a key anti-cancer role, by either preventing cells with damaged DNA from dividing until repairs have been performed, or triggering them to commit suicide. Asian elephants have 30 to 40 copies. Both humans and the rock hyrax, elephants' closest living relative, have just two copies of the gene.

Further tests showed elephants were no better at fixing broken DNA. Schiffman concluded their enhanced defences against cancer are down to being better at killing cells with the potential to become cancerous, before they can form tumours.

Being long-lived is part of what makes us human, yet we don't understand why we have that capacity

"My hypothesis is that it's not DNA repair capacity per se that is different, rather it's the way cells respond to DNA damage," says Magalhães. "The same amount of DNA damage is going to kill an elephant cell or stop it proliferating, but not necessarily a mouse cell."

"It would make little evolutionary sense for short-lived animals to waste valuable energy defending themselves against diseases that take many years to develop," says Austad. "It would be like putting a $1,000 face on a cheap watch."

Scientists using comparative biology to understand ageing now have access to the genomes of dozens of mammals. As this increases to hundreds, they will be better able to identify genetic clues to the drivers of longevity.

"Being long-lived is part of what makes us human, yet we don't understand why we have that capacity," says Magalhães. "Sequencing more species will help us find out, and to answer many other fascinating questions."

Magalhães also believes that a better understanding of how long-lived species fend off disease can help humans further extend our already generous lifespans. "Can we learn lessons from the likes of the naked mole rat and the bowhead whale to help us resist cancer, for example?" he says. "I think we can. But there's still a lot of work to do."


Where uninfected men and animals are living in contact with fly,the chance of their becoming infected will depend on:

the infection rate in the tsetse flies

the ability and opportunity of the infected fly to pass on the infection

6.5.1 Infection rates in tsetse flies These can vary according to the area, to the species of tsetse fly, and to the species of trypanosome. The figures given in this section provide only a very rough guide.

The following table gives infection rates that the three important trypanosome species causing disease in cattle might have in morsitans group flies.

Trypanosome speciesInfection rates in morsitans group
1. T. vivaxApproximately 20% or more
2. T. congolenseApproximately 10%
3. T. bruceiLess than 1%

Usually vivax infections are much commoner than congolense infections, as shown in the above table, but occasionally congolense may be commoner than vivax.

The infection rate may vary according to tsetse species:

Glossina speciesOverall infection rates (all trypanosome species combined)
G. morsitans
G. longipalpis
G. pallidipes
Often 20% or more
G. tachinoides
G. palpalis
Usually less than 10%

In a particular area the infection rates in flies may depend on a variety of factors:

The infection rates in preferred hosts in the area

The ability of the tsetse fly to pick up an infection from the hosts. This ability may vary according to the species of fly.

The average age of the fly population. Older flies are more likely to have a mature infection than younger ones.

The temperatures experienced by the pupae and young adults. By laboratory studies it has been found that pupae and young adults of G. morsitans kept at a high temperature give rise to mature flies that can develop unusually high infection rates.

6.5.2 The ability and opportunity of infected flies to pass on an infection

6.5.2.1 Ecological opportunity In order to pass on the infection to man or domestic animals, tsetse flies must live in the same habitat as these hosts.

Most fusca group flies are for this reason not much danger to cattle. Most fuscagroup flies live in rain forest and other heavily wooded areas.

Cattle do not normally live close to such places. But the two species G. brevipalpisy G. longipennis are important exceptions to this rule. Although they belong to the fusca group, they do live in places where they can come into close contact with livestock (see Volume II, Ch.4). Glossina fusca itself often lives at the fringes of forest and may therefore come into contact With cattle.

los palpalis group flies G. palpalis, G. fuscipes y G. tachinoides can also transmit cattle trypanosomiasis, but the disease transmitted is usually less severe. Cattle can live closer to these species than they can to morsitans group species. It may be necessary for cattle to live in rather close contact with palpalis group tsetse, in order to get water and grazing. The resulting disease probably accounts for a large part of the total trypanosomiasis of cattle in West Africa.

los morsitans group. The main species of this group (G. morsitans, G. swynnertoni, G. longipalpis y G. pallidipes) are so efficient at transmitting disease that infested areas are avoided by cattle owners as far as possible. Cattle being trekked for fresh grazing or for marketing may have to pass through morsitans country, and suffer very heavily. Locally, populations of morsitans group flies may live mainly on cattle, and cause high levels of trypanosomiasis.

6.5.2.2 Susceptibility of host to trypanosomiasisThis has also been dealt with under 6.3.2 (see table 6.1). An animal may be quite resistant to a trypanosome species and fail to suffer any disease when exposed to it. For example, man does not suffer any disease from exposure to Trypanosoma vivax o T. congolense, nor to ordinary strains of T. brucei.

Some hosts may pick up a trypanosome parasite without apparently suffering any harm. Many game animals appear to be in this group.

Some breeds of African cattle can tolerate a trypanosome challenge.

6.5.3 Mechanical transmission (see also 6.2.4.2) If a fly such as Stomoxys or a tabanid feeds on an infected animal and is interrupted in its meal, it may fly off to an uninfected animal to finish its meal. In this way some infected blood can be carried while still fresh from the first animal to be injected into the second. Transmission of trypanosomiasis in this way is called mechanical transmission.

In the case of trypanosomiasis outbreaks at the edge of tsetse belts it is difficult to be certain whether they are caused by mechanical transmission, or by very small numbers of scattered tsetse spreading the disease from the main belt. Inside the main tsetse belts cyclical transmission is probably much more important than mechanical transmission.

Trypanosoma vivax appears to be more easily transmitted by the mechanical method, than T. congolense.