Создай свое фантастическое животное: игра N + 1 и Издательства Яндекса
В июле 1931 года в малоизвестный немецкий журнал «Hilgardia» пришла рукопись швейцарского биолога Макса Кляйбера «Размеры тела и метаболизм». В ней ученый описал зависимость скорости обмена веществ животных разных размеров, от голубки до вола, и пришел к выводу, что метаболизм в состоянии покоя увеличивается пропорционально массе в степени 0,75. Статья была опубликована в начале 1932 года и быстро стала знаменитой. Ее результаты впоследствии проверяли на других выборках животных разных размеров, этим занимались как сам Кляйбер, так и другие исследователи. В итоге за прошедшие более чем три четверти века удалось откорректировать формулу и установить зависимость скорости метаболизма от массы для многих живых существ: позвоночных, беспозвоночных, растений. Вместе с Издательством Яндекса мы предлагаем вам вспомнить закон Кляйбера и создать свое фантастическое позвоночное животное.
Выберите понравившуюся группу животных и задайте массу (в случае водных животных максимально возможная масса — 30 тонн, размеры не слишком крупного кита), а мы покажем кто получился и как он называется.
А сейчас мы расскажем о законе Кляйбера немного подробнее.
Закон Кляйбера для млекопитающих описывается формулой P = 70m0,75, где P — скорость метаболизма в состоянии покоя (ее можно выразить в килокалориях в сутки), m — масса в килограммах, а 70 - коэффициент, характерный для млекопитающих. Много позже физиологи уточнили, что показатель степени для млекопитающих весом меньше 10 килограммов приблизительно равен 0,67. Для других групп животных коэффициенты могут отличаться довольно сильно, поскольку интенсивность метаболизма у них разная. А показатели степени в уравнении довольно близки по значениям, причем не только у позвоночных, но и у многих беспозвоночных и одноклеточных животных.
Впрочем, есть и исключения, например у растений или у фитопланктона уровень метаболизма меняется линейно по отношению к массе.
Исследователи предлагали разные объяснения такому постоянству. Согласно модели Веста-Брауна-Энквиста, скорость метаболизма определяется особенностями транспортной системы организма. Плотность сосудов пропорциональна массе тела, а количество капилляров пропорционально уровню метаболизма, и их размеры не зависят от массы тела. Часть исследователей считает, что скорость метаболизма определяется соотношением поверхности тела и его объема и показатель степени колеблется от 0,67 до единицы. Как бы то ни было, общепризнанного ответа, чем объясняется близкий показатель степени для разных организмов, пока нет.
Вот еще несколько ответов на вопросы, которые часто задают по поводу закона Кляйбера в интернете:
Вырастите щенка, котенка или человека своими руками
В XIX веке считалось, что внутриутробное развитие живого организма (кошки, собаки, человека) повторяет эволюционный путь вида: все мы когда-то давно были рыбами, поэтому и в животе у матери обрастаем жабрами, которые потом исчезают. Так называемый «биогенетический закон» был опровергнут в XX веке, однако это не мешает нам восхищаться тем, какие удивительные преобразования происходят с эмбрионом по мере его развития. Предлагаем вам проследить процесс онтогенеза — индивидуального развития организма — от зародыша до новорожденной особи. И еще раз удивиться тому, как же мы все похожи.