Научная литература
booksshare.net -> Добавить материал -> Биология -> Шмидт-Ниельсен К. -> "Размеры животных. Почему они так важны" -> 58

Размеры животных. Почему они так важны - Шмидт-Ниельсен К.

Шмидт-Ниельсен К. Размеры животных. Почему они так важны — Мир, 1987. — 259 c.
Скачать (прямая ссылка): razmerijivotnihpochemuonitakvajni1987.djvu
Предыдущая << 1 .. 52 53 54 55 56 57 < 58 > 59 60 61 62 63 64 .. 107 >> Следующая

Потребление кислорода у рептилий и амфибий на порядок и даже больше ниже, чем потребление кислорода у млекопитающих, и сильно зависит от температуры. Тем не менее, поскольку размеры сердца у них не радикально меньше, чем у млекопитающих, менее высокие требования к работе сердца удовлетворяются и при меньшей частоте его сокращений.
Однако какова же «нормальная» частота сердечных сокращений у холоднокровных позвоночных? У птиц и млекопитающих частота сердечных сокращений в покое достаточно постоянна; для холоднокровного животного частоту сердечных сокращений, по-видимому, следует определять при какой-то температуре, «нормальной» для данного животного. Однако «нормальная» температура для одного животного может сильно отличаться от «нормальной» температуры для другого. Это делает невозможным измерение потребления кислорода у холоднокровных животных в целях сравнения ряда видов.
Большой материал по рыбам собрали Крайл и Квиринг (Crile, Quiring, 1940). Он позволяет провести более полный анализ связи между размерами сердца и тела. На основе данных по 34 видам рыб массой от 0,005 до 32 кг эти авторы получили следующее уравнение:
М0 = 0,0022Мт1,02в.
Мы видим, что относительный размер сердца у костистых рыб составляет 0,22% массы тела и фактически не меняется с размерами тела. У типичной рыбы массой 1 кг масса сердца составляет 2,2 г.
Данных по размерам сердца у пластиножаберных рыб недостаточно для надежного сравнения с костистыми рыбами. У четырех видов, изученных Крайлом и Квирингом (Crile, Quiring, 1940), относительные размеры сердца колеблются от 0,06 до 0,27% массы тела со средним 0,15±0,08.
Какие выводы мы можем сделать из этих скупых сведений? Во-первых, в каждой крупной группе позвоночных относительные размеры сердца остаются постоянными независимо от размеров тела (за исключением того, что самые мелкие млекопи-
тающие и птицы имеют непропорционально большое сердце). Во-вторых, у земноводных и пресмыкающихся сердце несколько меньше, чем у млекопитающих, а у рыб оно еще меньше, составляя примерно одну треть относительного размера сердца млекопитающих.
Беспозвоночные
Зависимость между частотой сердечных сокращений и интенсивностью метаболизма у млекопитающих и птиц имеет интересную аналогию в одной из групп беспозвоночных — у пауков. Мы видели, что у млекопитающих и птиц частота сердечных сокращений изменяется обратно пропорционально массе тела, причем линия регрессии имеет такой же отрицательный наклон (—0,25), как и линия в уравнении, связывающем удельную интенсивность метаболизма с размерами тела.
У очень многих пауков, различающихся по размерам более чем на два порядка, от примерно 30 до 10 000 мг, зависимость частоты сердечных сокращений (/с, мин-1) от массы тела (Мт в кг) выражается следующим уравнением (Carrel, Heathcote,. 1976):
fc = 423AlT-0’409*
При выводе этого уравнения использовали данные по всем группам пауков, за исключением маленькой группы примитивных, пауков-охотников и пауков-тенетников. Затем авторы вывели уравнение для удельной интенсивности метаболизма у пауков
(У*о,, мл Ог• г—1 • ч~*), используя данные Андерсона (Anderson, 1970, 1974), и получили следующее уравнение:
У*о2=947МгЧМ08.
Показатели степени для частоты сердечных сокращений к удельного потребления кислорода обнаруживают удивительное совпадение — оба равны —0,41. Этот показатель степени отличается от соответствующей величины (—0,25) для млекопитающих. В остальном ситуация как у млекопитающих, у которых изменения удельного метаболизма полностью обеспечиваются изменениями частоты сердечных сокращений, тогда как относительные размеры сердца остаются неизменными. Можно предположить, что у пауков относительные размеры сердца также остаются постоянными, хотя у нас нет сведений, подтверждающих это предположение.
Работа сердца
Работу, которая требуется для обеспечения циркуляции крови, производит сердце. Совершенно очевидно, что большое сердце слона производит большую работу, нежели маленькое сердце землеройки, однако как именно эта переменная изменяется с размерами тела?
Обычно считается, что работа насоса включает три составляющих: 1) энергию давления, связанную с внутренним давлением, 2) кинетическую энергию, сообщаемую движущейся жидкости, 3) потенциальную энергию, обусловленную гравитацией. В случае сердца потенциальной энергией, обусловленной гравитацией, можно пренебречь, поскольку кровь возвращается в сердце на тот же самый уровень, с которого она была вытолкнута из него. Сообщенная крови кинетическая энергия по крайней мере в покое составляет малую часть общей энергии, поэтому мы можем сильно упростить задачу, рассматривая работу сердца (JFc) как произведение среднего артериального давления «рови (Р) и выбрасываемого объема крови (V), т. е. Wc = =P-V.
Работа, необходимая для перемещения крови через легкие млекопитающих, мала по сравнению с работой, необходимой для циркуляции крови во всем организме. Давление в легочной артерии равно примерно 20% давления в аорте, и поскольку объем крови, идущей по обеим системам, одинаков, работа будет прямо пропорциональна среднему артериальному давлению в каждой из систем. Иными словами, системное кровообращение (большой круг кровообращения) требует примерно в 5 раз большей работы, чем малый.
Предыдущая << 1 .. 52 53 54 55 56 57 < 58 > 59 60 61 62 63 64 .. 107 >> Следующая

Реклама

c1c0fc952cf0704ad12d6af2ad3bf47e03017fed

Есть, чем поделиться? Отправьте
материал
нам
Авторские права © 2009 BooksShare.
Все права защищены.
Rambler's Top100

c1c0fc952cf0704ad12d6af2ad3bf47e03017fed