Размеры животных. Почему они так важны - Шмидт-Ниельсен К.
Скачать (прямая ссылка):
Минимальный уровень теплопроводности, т. е. теплопроводности при НКТ или ниже ее, должен варьировать в зависимости от размеров тела животных. Обусловлено это двумя объективными причинами: во-первых, более крупные животные имеют относительно меньшую поверхность тела и, во-вторых, у круп ных животных мех обычно гуще, чем у мелких. Это означает, что крупные животные находятся в более благоприятном положении как из-за своей относительно меньшей поверхности, так к из-за лучшей теплоизоляции. (Забудем на минуту о самых крупных тропических млекопитающих, у которых нет шерсти,— слонах, носорогах и некоторых других.)
Если сравнивать теплопроводность и теплопродукцию (интенсивность метаболизма), то обе эти величины удобно выразить как отношения к массе тела. Таким образом, мы будем сравнивать удельную теплопроводность (С* — поток тепла на единицу массы тела) с удельной интенсивностью метаболизма
1 В этом рассуждении ие учитывается испарение воды, которое при высоких температурах является важным способом отдачи тепла. При низких температурах иа испарение приходится малая доля общей теплопотери, и поэтому мы его отдельно не рассматриваем,
15 Шмидт-Ниельсев
<Н*). Далее мы рассмотрим только минимальную теплопровод-«ость.
Херрейд и Кессел (Herreid, Kessel, 1967) собрали и проанализировали значительный материал по теплопроводности у лтиц и млекопитающих. Вслед за этим появилось несколько других сводок по зависимости теплопроводности от размеров тела. Некоторые из полученных уравнений приведены в табл. 16.2. Все эти уравнения пересчитаны в одних и тех же ¦единицах, выражающих теплопроводность в миллилитрах кислорода на 1 кг веса тела в 1 ч и на один градус (°С) разности температур. Кислород выбран для оценки потому, что исходно все данные были основаны на потреблении кислорода у этих
Таблица 16.2. Теплопроводность в зависимости от размеров тела у млекопитающих и птиц, полученная из уравнения С*=аМт1>, где С* — удельная теплопроводность [мл О2 (кг-ч-'С)-1], Мт — масса тела (кг)
Группа животных Число Диапазон а »
вид он размеров, кг
Плацентарные млекопитающие1) 24 0,003---0,598 31,2 -0,505
Плацентарные млекопитающие8* 24 0,003---0,598 30,2 ---0,52
Плацентарные млекопитающие3! 192 0,0035---150,0 40,1 ---0,426
Сумчатые2) 12 0,0072---5,050 37,3 ---0,463
Птицы‘> 31 0,0106---2,755 23,6 ---0,536
') Herreid, Kessel, 1967.
») MacMillen, Nelson, 1969. *) Bradley, Deavers, 1980.
животных. Можно легко вычислить коэффициент для перевода в другие единицы, приравнивая 1 мл кислорода к 4,8 кал, или 1 л кислорода в 1 ч к 5,579 Вт.
Есть ли между этими уравнениями существенные различия? Рассмотрим первые три, относящиеся к плацентарным млекопитающим. В них различны показатели степени (Ь) при величине массы тела и коэффициенты. Однако линии регрессии, которые они описывают, пересекаются, и для массы тела 0,1 кг уравнения дают фактически одинаковые значения теплопроводности. Отметим, что большая часть экспериментальных точек расположена именно вокруг этого размерного диапазона и, кроме того, что выборки относятся к разным популяциям. Таким образом, на основе имеющейся информации мы не обнаруживаем никаких биологических различий. Данные собраны из самых разнообразных источников, и, попросту говоря, даже статистически достоверные различия в этом случае, видимо, не будут иметь биологического смысла.
Сумчатые не отличаются заметным образом от плацентарных млекопитающих, однако когда дело доходит до птиц, мы видим, что у них теплопроводность значительно ниже.
В исходных уравнениях Херрейда и Кессела (Herreid, Kes-sel, 1967) коэффициенты пропорциональности для птиц и млекопитающих не различались, однако в этих уравнениях масса тела выражалась в граммах, т. е. в таких единицах массы, которые полностью выходят за пределы размеров любой взрослой птицы и любого млекопитающего. Все, что у иас есть, — это две линии регрессии, сходящиеся в точке, соответствующей размерам тела 1 г, а при больших размерах тела линия регрессии для. птиц идет значительно ниже линии для млекопитающих.
Таблица 16.3. Теплопроводность у млекопитающих и птиц, измеренная в состоянии покоя, ио в период их нормальной суточной активности (а-период) и в период суточного покоя (р-период). Единицы измерения, как в табл. 16.2, (Aschoff, 1981.)
Группа животных Число Диапазон а Ь
видов размеров
Плацентарные млекопитающие 27 0,079---6,660 43,3 -0,517
59 0,004---4,440 28,3 ---0,51&
ч
Воробьниые птнцы (а) 28 0,006-1,130 35,0 ---0,463-
Воробьиные птнцы (р) 26 0,0103---0,360 23,8 ---0,461
Неворобьиные птицы (а) 39 0,0027---2,430 33,4 ---0,484
Неворобьиные птицы (р) 11 0,040---2,020 16,9 ---0,583
