Размеры животных. Почему они так важны - Шмидт-Ниельсен К.
Скачать (прямая ссылка):
Потребление кислорода
Стандартный метаболизм Vo, =49,3 Л1т»’”5
1/4 максимальной скорости Vo а= 103,5 М/'8**
1/2 максимальной скорости Vo, =205,6 Мт0'890
3/4 максимальной скорости Vo 2= 358,9 Л!/-92»
Максимальная поддержи Voa = 724,6 Л1т0’970
ваемая скорость
14 Шмндт-Ниельсев
Масса тела.г
Рис, 15.1. Связь между потреблением кислорода и кассой тела у лосося, плывущего с разными скоростями. Максимальной считали скорость, которую рыба могла поддерживать в течение 60 мин, а более низкие скорости выражены как доли максимальной (Из Brett, 1965).
При 500-кратном изменении размеров тела стандартный уровень потребления кислорода изменялся пропорционально массе в степени 0,775. Этот показатель степени сходен с показателями, равными примерно 0,8, многих других определений, проделанных для рыб. Вместе с тем потребление кислорода при максимальной установившейся скорости увеличивается почти точно пропорционально массе тела (показатель степени равен 0,97±0,05, что находится в пределах 95%-ного доверительного интервала для 1,0).
Поскольку потребление кислорода при максимальной активности увеличивается с увеличением размеров тела быстрее, чем -стандартное потребление кислорода, у более крупной рыбы должен быть больше диапазон изменений метаболизма, чем у •более мелкой. Отношение наиболее высокой интенсивности ме-
Масса тела, г
Рис. 15.2. Цена плавания у лососей разных размеров. Уравнение линии регрессии: цеиа=0,426AlT_0>S54±o'ol7SE (цена выражена в мл Оз-г-'-км-1 и масса тела в граммах). Вычислено на основе данных, полученных Бреттом. (Из Brett, 1965). Для сравнения с бегом наземных млекопитающих см. табл. 14.1.
таболизма к стандартной (метаболический диапазон) для самой мелкой рыбы было равно 4,0. У самого крупного лосося это отношение увеличивалось до 16, т. е. интенсивность установившегося метаболизма в 16 раз превышала стандартную.
Эти соотношения представлены также на рис. 15.1 (Brett,
1965). С первого взгляда может показаться, что линии регрессии почти не отличаются друг от друга, но это главным образом потому, что величины по оси ординат даются в логарифмическом масштабе. Однако величина метаболического диапазона увеличивается от 4 для самой мелкой рыбы до 16 для самой крупной. Эти изменения наклона, представляющиеся нашему взгляду как небольшие, соответствуют на нашем графике значительным различиям, связанным с 500-кратным изменением размеров.
Можно ли данные, собранные Бреттом, использовать для расчета цены локомоции, как мы это делали, рассматривая бег животных? Цена бега была линейно связана с его скоростью,
и, следовательно, наклон линии регрессии можно было использовать непосредственно как меру цены локомоции.
У плывущей рыбы потребление кислорода не связано со скоростью плавания линейной зависимостью, поэтому огромное количество данных, полученных Бреттом, нам надо анализировать по-другому. Возможно, следует выбрать скорость, равную 3Д максимальной скорости (поддерживаемой лососем в течение
1 ч), но это даст нам возможность определить только изменение цены локомоции с изменениями размеров тела. Если мы разделим потребление кислорода (мл 02-г-1*ч-1) иа скорость плава-
Рис, 15.3. Энергетическая цена плавания в зависимости от размеров тела для различных рыб. (Из Beamish, 1978).
ния (км-ч-1), то получим цену плавания в единицах, которыми мы пользовались ранее при рассмотрении бега у млекопитающих (мл Ог-г-1-км-1). График на рис. 15.2 построен по этим данным, а наклон линии регрессии равен примерно —0,25. При других скоростях плавания получим другие линии, однако наклон у всех будет отрицательным и приблизительно одинаковым. Они показывают, что крупной рыбе перемещение 1 г веса тела на данное расстояние обходится дешевле.
Данные, представленные на рис. 15.2^ относятся только к лососю, виду, у которого крупные и мелкие рыбы имеют одинаковую форму. Интересно, однако, что данные по многим другим видам рыб попадают примерно на эту же линию регрессии, построенную для лосося (рис. 15.3). В этом случае наклон линии регрессии равен примерно —0,3, что не сильно отличается от наклона для всего размерного диапазона у лосося.
Удивительно, что с графиком, построенным для лосося, совпадают не только данные, полученные на рыбах, сходных с лососем по форме, но и на других видах (таких, как рыба-игла и тилапия), хотя их форма сильно отличается от способного к быстрому плаванию лосося. Даже угри дают результаты, которые в общем попадают в тот же ряд, хотя способ плавания у них совсем иной. Их перемещение в воде обусловлено движениями всего тела (угреобразное движение), тогда как другие рыбы используют для этого хвостовую часть тела (скомброид-ное движение). Несмотря на эти различия в форме тела и способах плавания, энергетическая цена движения в воде, по-ви-
димому, одинакова, если она рассчитывается для движения в воде одной единицы массы тела на одну единицу расстояния. Следующая задача — сравнить эти данные с данными по другой большой группе животных, движущихся в жидкой среде, — птицам.
