Источник питания

Ученые посчитали, сколько энергии должны потреблять и расходовать живые существа, чтобы не исчезнуть с лица Земли.

Вместо личного пространства площадью 4 квадратных километра сегодня каждому человеку в среднем достается 100 квадратных метров

Почему одни виды животных и растений выжили в ходе эволюции, а другим природа не оставила такого шанса? Жизнь - это процесс, основанный на непрерывном получении энергии из окружающей среды, утверждают ученые. Все формы живых существ черпают ее из разных источников. Деревья используют солнечный свет и фотосинтез, а бактерии и животные потребляют растения либо другие формы жизни. Разрабатывая теорию биотической регуляции окружающей среды, ученые из Петербургского института ядерной физики РАН и биологического факультета МГУ совместно с коллегами из США и ЮАР решили проверить, сколько энергии должно в среднем потреблять и расходовать живое существо, чтобы выжить на нашей планете. Исследователи сравнили этот показатель у более чем трех тысяч животных, растений и микроорганизмов, населяющих Землю. И, похоже, нашли "рецепт", который, увеличивает шансы вида на выживание.

Метаболический оптимум

"Наша идея состояла в том, что обмен веществ связан с потреблением кислорода и разложением органики, при котором высвобождается энергия, - говорит старший научный сотрудник отделения теоретической физики Петербургского института ядерной физики РАН Анастасия Макарьева. - Эту энергию организм использует для поддержания своих жизненных функций". Трудоемкая работа заняла много времени: у различных видов животных расход энергии определяли по-разному. У млекопитающих и птиц, например, исследователи изучали обмен веществ в состоянии покоя и при оптимальных температурных условиях. "Животных помещали в специальные камеры, соединенные с газоанализаторами, устанавливавшими потребление кислорода и выделение углекислого газа", - рассказывает один из участников проекта, ведущий научный сотрудник кафедры зоологии позвоночных биологического факультета МГУ Валерий Гаврилов. А вот у водных организмов все данные снимали в движении, ведь зафиксировать их на одном месте попросту невозможно. У микробов изучали расход энергии клеток в среде без питательных веществ, а у листовых растений - так называемое темновое дыхание, то есть потребление кислорода в темноте, в отсутствие фотосинтеза. Выразив результат в ваттах на килограмм, ученые получили "метаболический портрет" земной жизни. Оказалось, что разброс данных не так уж велик. Средняя скорость обмена веществ у самых разных существ находится в узком интервале от 0,3 до 9 ватт на килограмм веса - при том, что разница их размеров бывает огромной, да и масса варьируется в пределах двадцати порядков. "Проще говоря, существует метаболический оптимум: скорость обмена веществ около 4 ватт на килограмм веса, - говорит Анастасия Макарьева. - Она не так уж различается у всех существующих организмов: и у крохотных бактерий, и у огромных слонов или китов".

Комментарии: