Размеры животных: почему они так важны? - Шмидт-Ниельсен К.
Скачать (прямая ссылка):
Жизнь: как долго, как быстро?
Продолжительность жизни мелких животньйс соразмерна с высокими скоростями протекающих у них процессов: мелкие животные не живут очень долго. Однако, как мы увидим, мелкие и крупные животные проживают приблизительно одинаковую по протяженности физиологическую жизнь.
Вернемся к одной из функций, рассмотренных нами ранее,— частоте дыхания. 30-граммовая мышь, которая дышит с частотой 150 раз в минуту, за свою 3-летнюю жизнь делает около 200 миллионов дыханий. 5-тонный слон, делающий 6 дыханий в минуту, то же число дьцханий совершит за 40 лет. Сердце мыши, сокращающееся с частотой 600 ударов в мин, за время ее жизни совершит около 800 млн. ударов. Сердцу слона, сокращающемуся 30 раз в мин, за всю жизнь слона положено сделать при-
мерно такое же число ударов. (Бдительный читатель, видимо, уже подсчитал, что он мог бы уже умереть, поскольку его сердце, бьющееся с частотой 60—70 ударов в мин, должно было совершить отведенное ему число ударов за 20—25 лет. К счастью, мы живем в несколько раз дольше по сравнению с тем, что могло бы следовать из размеров нашего тела.)
Когда речь заходит о продолжительности жизни животных, сведений оказывается недостаточно, и во многих случаях они ненадежны. Во-первых, что считать продолжительностью жизни? Должны ли мы брать среднюю продолжительность жизни животного в природе, где хищники или другие опасности могут оборвать его жизнь? Или мы должны использовать данные по максимальной продолжительности жизни в природных условиях, которые можно получить, прибегая к методам, таким, как кольцевание птиц и другим подобным приемам? Следует ли нам принять за норму продолжительность жизни в условиях неволи, когда у животного достаточно пищи, оно защищено от хищников и болезней? Или же мы должны использовать данные по максимальной продолжительности жизни в идеальных условиях неволи? Эти вопросы рассматривались рядом авторов: например, Sacher, 1959; Mallouk, 1975; Lindstedt, Calder, 1967, 1981.
Было обнаружено, что продолжительность жизни (tx, годы) млекопитающих в неволе изменяется в зависимости от размеров тела (Мт, кг) в соответствии с уравнением (Sacher, 1959)
гж=11,8Мт0’20.
Такое же уравнение, выведенное для птиц в условиях неволи (Lindstedt, Calder, 1976), выглядит следующим образом:
*Ж = 28,ЗЛ1Т0>19.
Эти два уравнения открывают поразительные факты. Во-первых, как мы знаем, продолжительность жизни увеличивается с увеличением размеров тела. Кроме того, для птиц и млекопитающих показатели степени практически одинаковы. Однако когда речь заходит о числе лет, то оказывается, что при одних и тех же размерах птицы живут дольше, чем млекопитающие. Отношение между двумя коэффициентами 28,3 и 11,8 равно примерно 2,5, т. е. птицы живут почти вдвое дольше, чем млекопитающие того же размера.
Следующий вопрос состоит в том, достоверно ли показатели степени 0,20 и 0,19 отличаются от показателей степени в уравнении для метаболического времени, т. е. от 0,25? В настоящее время ответить на этот вопрос практически невозможно. Доверительные интервалы показателей степени в уравнениях для продолжительности жизни в оригинальных исследованиях не приводятся, но если это и бывает-, то оказывается, что про-
11 Шындт-Ннельсек
должительность жизни и интенсивность метаболизма измеряли на разных выборках животных. Кроме того, продолжительность жизни значительно более изменчива, чем интенсивность метаболизма. Поэтому произвольный выбор животных для исследования продолжительности жизни с целью установления соответствующей зависимости может быть причиной значительно большей неопределенности результатов, чем это отражается в полученных на основе фактических данных доверительных интервалах показателей степени. Арифметические доверительные интервалы могут выглядеть очень заманчиво, но даже и статистические доверительные интервалы не обязательно отражают надежность данных, что обусловлено методом взятия выборки биологического материала.
Долгая жизнь и большой мозг
Ранее было отмечено, что человек живет значительно дольше, чем можно было бы ожидать, основываясь на размерах его тела. Известно также, что у человека мозг непропорционально велик по сравнению с размерами его тела. Это обстоятельство послужило предметом нескольких исследований по продолжительности жизни в связи с размерами мозга. Сэкер (Sacher, 1959), а также Маллук (Mallouk, 1975) предположили, что эта связь имеет важное значение, о чем пойдет речь ниже.
Если проанализировать зависимость максимальной продолжительности жизни от размеров мозга, то эта зависимость оказывается значительно более тесной, чем зависимость от размеров тела. На основе этого Маллук (Mallouk, 1975) высказал интересное предположение, согласно которому клетки мозга выделяют вещество, необходимое для организации восстановительных процессов в организме. В зрелом возрасте мозг млекопитающих не растет и «вещество жизни» более не синтезируется. Следовательно, особь располагает определенным количеством этого гипотетического вещества, которое постепенно расходуется в организме, и особь умирает от «естественных причин».
