Размеры животных. Почему они так важны - Шмидт-Ниельсен К.
Скачать (прямая ссылка):
контакта с соседними яйцами, когда их передвигают в гнезде. Поскольку вес птиц увеличивается несоразмерно увеличению веса откладываемых ими яиц, яйца крупных птиц прижимаются друг к другу с непропорционально большой силой. Однако раздавленное нормальное яйцо в гнезде — редкость, так что вес насиживающих птиц, по-видимому, не имеет никакого значения. Толщина скорлупы ограничивается, по-видимому, только возможностями птенца, который должен разрушить ее при вылуп-лении из яйца, а не какими-либо внешними силами, действующими во время инкубации.
В этой главе мы коснулись соотношения размеров структур. В следующих главах мы рассмотрим масштабные преобразования функций, начиная с зависимости между интенсивностью метаболизма и размерами тела.
6. Интенсивность метаболизма и размеры тела
В предыдущих главах мы обсуждали влияние размеров на изменения различных структур, в этой и следующих главах мы будем иметь дело преимущественно с функциями. Прежде всего рассмотрим интенсивность метаболизма животных. Энергия необходима для существования и для нормального функционирования живого организма: для передвижения, питания, для того чтобы спасаться от врагов и т. д. Всю энергию, необходимую для этого, животное получает в виде химической энергии, заключенной в пище. Общее потребление энергии, или энергетический обмен, часто называют интенсивностью метаболизма. По причинам, которые мы здесь обсуждать не будем, вполне удобно с достаточной точностью измерять интенсивность энергетического метаболизма как скорость потребления кислорода.
Измерить потребление кислорода технически несложно, и эту величину так часто используют для определения интенсивности метаболизма, что оба термина обычно считают взаимо--заменяемыми. Это неверно: например, у анаэробного организма, который существует за счет неокислительных метаболических процессов, потребление кислорода равно нулю, но это не значит, что интенсивность метаболизма у него также равна нулю. Однако мы будем иметь дело в основном с окислительным метаболизмом, а он почти всегда оценивается по потреблению кислорода.
У животного, не проявляющего признаков внешней активности, метаболизм, или потребление кислорода, продолжается; этот метаболизм можно назвать метаболизмом покоя или поддерживающим метаболизмом1. Устойчивая взаимосвязь между интенсивностью метаболизма покоя, или потреблением кисло-
9 Используемый обычно термин «основной» (базальный) метаболизм выбран неудачно, поскольку он подразумевает, что существует определенный уровень, ниже которого интенсивность метаболизма упасть не может. Совершенно очевидно, что это неверно; например, интенсивность метаболизма спящего человека ниже уровня, принимаемого для интенсивности основного метаболизма. Если же мы обратимся к холоднокровным животным, то увидим, что интенсивность метаболизма у иих зависит от температуры и такого числа других внешних факторов, что использование термина «основной» бессмысленно. В результате этот термин употребляется все реже и реже (за исключением медицинских исследований), и мы ие будем его использовать.
Слон#
1000 Бык уг
• /
Лошадь
Боров •уъ Корова и молодой
уГ ВОЛ
100 - Мужчина у* Свинья
CD
<0 ш w# Женщина
5 Шимпанзе** 0еца
S >^*Коза
о Собака^* Казуар
га Гусь/* Кондор
•к
2 ю - Дикие птицы ^^макак
*2 П е т у К о ш к а
<j Курица^'* Кролик
о
42 / * Сурок
О Морская свинка Гигантские крысы
х
о у* Крыса
1 1 Мелкие У Г олуби
ПТИЦЫ уГ
• /
у/Ь. Мышь
0,1 .....1 -1---J 1 1 1
°'01 °.1 1 10 100 1000 1 0000
Масса тела, кг
Рис. 6.1. График зависимости интенсивности метаболизма от массы тела у млекопитающих и птиц, построенный в логарифмическом масштабе, представляет собой прямую линию. (Из Benedict, 1938.)
рода, и размерами тела животных хорошо известна биологам. Весьма примечательно, что если строить график зависимости метаболизма птиц и млекопитающих от их массы в логарифмическом масштабе, то точки ложатся на прямую линию (рис. 6.1), известную под названием «кривой от мыши до слона». Причины такой очевидной закономерности широко обсуждались, и по этому поводу было высказано множество различных предположений.
В данной главе будут рассматриваться преимущественно зависимости между интенсивностью метаболизма и размерами тела в разных группах животных. В последующих главах мы рассмотрим добавочные требования к системе энергообеспечения, возникающие при различных процессах жизнедеятельности и локомоции.
