Размеры животных. Почему они так важны - Шмидт-Ниельсен К.
Скачать (прямая ссылка):
Такой подход ставит проблемы, которые в настоящее время трудно решить. Нет никакого сомнения, что у землероек, как правило, интенсивность метаболизма очень высока (они очень активны и почти постоянно двигаются) и, возможно, не соответствует обычному типу млекопитающего. Если достаточное число точек для землероек изолировано на графике, то эта группа неизбежно должна отклоняться от общей для всех млекопитающих линии регрессии. К тому же, если регрессия рассчитывается на основе всех имеющихся данных, значительное число таких отклонений на границе размерного диапазона окажет несомненное влияние на весь наклон прямой. Тем не менее землеройки действительно не похожи на обычное млекопитающее.
К сожалению, мы до сих пор по-настоящему не понимаем принципы, определяющие наклон линии регрессии, которую мы получили для млекопитающих всех известных нам размеров. Мы можем выделить некоторых животных (в данном случае землероек), которые, очевидно, отклоняются от обычного для млекопитающих облика, и проверить, каким же в этом случае оказывается вторичный сигнал. Интересно обсудить связанные с этим приспособления, развивающиеся в кровеносной системе, сердце и в других органах, обеспечивающих такое снабжение организма кислородом, которое требуется при столь интенсивном энергетическом обмене. Однако это дает слабое понимание общего для млекопитающих типа, которому, судя по полученным данным, соответствует наклон с коэффициентом 0,75.
Удельная интенсивность метаболизма
До сих пор мы рассматривали метаболизм животного в целом. Однако для многих целей удобно сравнивать животных разной величины по метаболизму, пересчитанному на единицу их массы.
Если один и тот же термин — интенсивность метаболизма или потребление кислорода — использовать и для животного в
целом, и в пересчете на единицу массы, то могут возникнуть серьезные недоразумения. Если четко определить единицы, эту проблему можно решить, но не всегда. Чтобы избежать путаницы, мы будем использовать слово «удельный» в тех случаях, когда речь идет о пересчете «на единицу массы», и, таким образом, интенсивность метаболизма на единицу массы будет обозначаться как «удельная интенсивность метаболизма». Это соответствует понятию слова «удельный» перед названием физической величины и означает «деленный на массу» (Royal Society, Symbols Committee, 1975, с. 10). Я буду использовать слово «удельный» именно в этом смысле и буду отмечать его звездочкой, как это делал Вейс-Фог (Weis-Fogh, 1977). Таким образом, удельная метаболическая мощность будет обозначаться Р* Мет.
Удельную интенсивность метаболизма (ккал -сут^-кг-1) можно получить из уравнения (2) делением на массу тела (Л!т, кг), таким образом:
Р 70М 0.76
D* _ *мет ______ ivmT > 7ПМ-0)25
г мет — Мт ~ Мт тт • w
Из уравнения видно, что удельная интенсивность метаболизма— интенсивность метаболизма на 1 кг массы — уменьшается с увеличением массы тела (отрицательный показатель степени), и если в логарифмическом масштабе построить график зависимости удельной интенсивности метаболизма от массы тела животных, линия регрессиии будет иметь отрицательный наклон— 0,25 (рис. 6.3).
Рис. 6.3. Удельная интенсивность метаболизма (Р* мет» или интенсивность мета-болизма иа единицу массы тела Мт) уменьшается с увеличением размеров тела, при этом наклон линии регрессии равен —0,25.
Иными словами, это уравнение свидетельствует о том, что обмен веществ на единицу массы выше у мелких, чем у крупных млекопитающих. Например, ожидаемая удельная интенснвность метаболизма у 30-граммовой мыши, рассчитанная из этого уравнения, равна 168,2 ккал-кг-1 (24 ч)-1, а у 300-кг коровы — 16,82 ккал-кг-1 (24 ч)-1, т. е. при увеличении размеров тела в 10 000 раз удельная интенсивность метаболизма уменьшится в 10 раз (10 000-°>25 = 0,1).
Конечно, не следует надеяться, что линия регрессии (или уравнение) точно предскажет удельную интенсивность метаболизма у конкретного животного с данной массой тела. Это уравнение может только показать ожидаемое среднее значение для «типичного» млекопитающего данного размера, а реальные животные всегда будут в большей или меньшей степени отклоняться от этой идеальной нормы. В том случае, когда отклонение особенно велико, оно, вероятно, заслуживает большего внимания. Если исключены методические ошибки и фальсификации, то такой случай может дать интересную информацию. Например: у тюленей и китов интенсивность метаболизма оказалась в два раза выше ожидаемой для животных с такими размерами тела. Это отклонение от нормального уровня метаболизма у млекопитающих, возможно, связано с особыми проблемами теплорегуляции и поддержания высокой температуры тела в холодной воде (Andersen, 1969). Другой пример: обнаружено, что у многих пустынных млекопитающих — от верблюдов до мелких грызунов — уровень метаболизма значительно ниже ожидаемого для соответствующих размеров тела. В этом случае объяснение не такое простое, возможно, оно связано с тем обстоятельством, что пищу в пустыне часто найти труднее, чем в других местообитаниях (Yousef, Johnson, 1975).
