Участие водных животных в процессах трансформации

В процессе дыхания животные рассеивают в окружающее про­странство энергию, количество которой эквивалентно потреблен­ному ими кислороду или деструкции определенного количества органических веществ. Таким образом, зная скорость обмена ве­ществ у отдельных особей и их количество, можно оценить минерализационную работу популяций конкретных видов или сооб­ществ животных.

Скорость потребления кислорода животными — наиболее до­ступный показатель скорости обмена веществ (метаболизма) у них. Это особенно справедливо для гидробионтов, поскольку содержа­ние кислорода в воде измеряется сравнительно простыми мето­дами, а получаемые результаты достаточно точны. Скорость по­требления кислорода животными — количество кислорода, потреб­ленного одной особью за единицу времени (скорость газообмена или скорость обмена). Скорость обмена, отнесенную к единице массы тела животного, называют интенсивностью обмена или удельной скоростью обмена. Умножая количество потребленного животным кислорода на оксикалорийный коэффициент, получаем количество энергии, рассеянной в процессе дыхания, с достаточ­ной точностью (возможные отклонения не превышают ± 3 %).

Из уравнения (7а) нетрудно получить зависимость интенсивности обмена от массы животных, разделив обе его части на W:

Многочисленными экспериментальными исследованиями для разных представителей животного мира установлено наличие сте­пенной зависимости между скоростью или интенсивностью обмена и массой животных. Пригодность степенного уравнения для опи­сания рассматриваемой зависимости теперь не вызывает сомнения. Особое значение в этом отношении имела работа Хеммингсена [113], который показал, что для всех многоклеточных пойкилотермных животных, несмотря на различия в их строении, образе жизни и среде обитания и очень большой диапазон индивидуаль­ных масс — от 105 до 105 г,— т.е. для животных, отличающихся по массе тела на 10 порядков величины, зависимость скорости по­требления кислорода от их массы может быть передана уравне­нием

где Q — скорость потребления кислорода (Дж/ч) при температуре 20 °С;Q1 — потребление кислорода животным массой, равной еди­нице;W—масса тела (г). При оксикалорийном коэффициент 20,30 Дж/мл О

Уравнение Хеммингсена, конечно, не означает, что скорость, или интенсивность, обмена у всех животных самого разного си­стематического положения, но с одинаковой массой строго одина­кова. Различия в скорости обмена у таких животных могут быть достаточно велики. Уравнение Хеммингсена, так же как и другие подобные уравнения, описывает только некоторую среднюю интен­сивность обмена, характерную для животных определенной массы.

В дальнейшем разными исследователями были выполнены мно­гочисленные измерения скорости обмена у различных гидробион­тов, что позволило рассчитать параметры уравнений, отражающих зависимость скорости обмена от их массы (табл. 11).

» Таблица 11

ПАРАМЕТРЫ (0„ k) УРАВНЕНИЙ ЗАВИСИМОСТИ СКОРОСТИ ПОТРЕБЛЕНИЯ КИСЛО­РОДА ОТ МАССЫ ТЕЛА ДЛЯ НЕКОТОРЫХ ПРЕДСТАВИТЕЛЕЙ ВОДНЫХ ЖИВОТНЫХ <ПРИ ТЕМПЕРАТУРЕ 20 °С)

В этих уравнениях значения константы k в среднем близки 0,75, т. е. значению, полученному Хеммингсеном для пойкилотермных жи­вотных. Есть основания считать, что в качестве единого показа­теля степени для водных беспозвоночных животных следует при­нять k = 0,75.