http://npc-news.ru/

Сравнение скоростей обмена

Сравнение скоростей обмена у разных животных по степенным уравнениям, отражающим связь Q и W, осуществимо лишь только в том случае, если в сравниваемых уравнениях k имеют одинако­вое значение. Только при этом условии можно говорить о сходстве, или различиях уровней обмена (Qi) у конкретных гидробионтов. Разумеется, при этом все члены сравниваемых уравнений должны быть приведены к одним и тем же единицам измерений. Если, на­пример, в уравнении Q = QiWh масса животных выражена в мил­лиграммах и необходимо выразить ее в граммах, следует рассчи­тать новое значение параметра Qu используя соотношение Qi =  Q/1000ft.

Сложнее обстоит дело в тех случаях, когда значения k разли­чаются между собой и уравнения рассчитаны для разных диапа­зонов W. В этих случаях следует принимать во внимание пределы этих диапазонов. Известно, что чем больше диапазон W, тем точ­нее рассчитываются значения k.

Рассмотренный пример показывает, что невозможно судить об уровне обмена по коэффициенту пропорциональности в сте­пенных уравнениях с разными значениями k. Для сравнения уров­ней обмена необходимо рассчитать их новые значения (пара­метры Qi) при одинаковых значениях показателя степени k с уче­том средних значений масс в диапазонах, для которых было рассчитано каждое из сравниваемых уравнений.

Приняв для водных животных показатель степени равным 0,75 и сделав необходимые преобразования, получим, что у изученных животных уровень обмена Qi (мл/(ч-г)) оказывается наибольшим у ракообразных и наименьшим у двустворчатых моллюсков:

TOC \o "1-3" \h \z Рыбы  0,476

Ракообразные            0,133

Гастроподы (пресноводные)          0,095

Олигохеты . . .                      0,115

Хирономиды 0,189

Двустворчатые моллюски                           0,057

Для рыб приведение уравнения к показателю степени 0,75 может быть сделано только условно, так как по совокупности всех данных характерное для них значение этого показателя равно примерно 0,8.

Закономерное увеличение уровня обмена в направлении от дву­створчатых моллюсков к личинкам хирономид может получить различное толкование. Возможно, это обусловлено увеличением подвижности животных, которая в свою очередь связана с увели­чением скорости стандартного, или основного, обмена.

Так, большинство рыб постоянно находится в движении и даже самые малоподвижные из них способны за небольшие промежутки времени развивать высокие скорости. С другой стороны, двуствор­чатые моллюски или черви — в основном малоподвижные закапы­вающиеся в грунт животные и характеризуются самым низким уровнем обмена.

На поддержание жизнедеятельности организма и выполнение его основных жизненных функций расходуется определенное коли­чество энергии — траты на обменные процессы (траты на обмен). Они могут быть рассчитаны по количеству кислорода, потреблен­ного животным. Для перехода от непосредственно измеряемых ве­личин потребленного кислорода к тратам на обмен следует исполь­зовать следующие соотношения:

где R — траты на обмен в единицу времени особи массой W; Ri~ траты на обмен в единицу времени особью массой, равной единице; Q — скорость потребления кислорода особью массой W; с — кало­рийность вещества тела животного; t — время; q — оксикалорийный коэффициент.

С помощью уравнений зависимости скорости потребления кислорода от массы тела различных гидробионтов и соответствующих значений оксикалорийных коэффициентов нетрудно рассчитать ко­личество энергии, затрачиваемое животными на обменные про­цессы, и эквивалентное количество органических веществ, подвер­гающихся окислению, а значит, и деструкции. Зная размерную структуру популяции конкретного вида и численность животных в ней, можно определить вклад этих животных в деструкционные процессы в водоеме.

Следует еще раз отметить, что в этом и ранее приведенном примерах скорость обмена рассчитывается для температуры 20 °С. Однако хорошо известно, что скорость обмена непосредственно зависит от температуры воды, и для получения истинных значе­ний скоростей обмена животных конкретного вида в условиях конкретного водоема необходимо вносить соответствующие поправки в расчетные значения обмена при изменениях температуры.

Для сравнения изменений скоростей биологических процессов, в том числе и обмена с изменением температуры, широко используется коэффициент Вант-Гоффа (Qio). Он показывает, во сколько раз увеличивается скорость процесса при повышении температуры на 10 °С. Значения этого коэффициента могут быть определены из со­отношения

где V\ и Vz — скорости процесса при температурах Т\ и Т2.

Г. Г. Винберг [31] показал, что для обмена в диапазоне толе­рантных температур для конкретных видов значение Qi0 может быть принято равным 2,25. Исходя из этого могут быть рассчитаны скорости обмена при температурах, отличающихся от тех, для ко­торых рассчитаны уравнения зависимости обмена от массы жи­вотных.

В нашем примере с двустворчатыми моллюсками температура воды в июне составляла 16 °С. Принимая Qi0 = 2,25 и учитывая рассчитанную нами скорость обмена моллюсков при температуре 20 °С, легко определить скорость обмена популяции моллюсков при температуре 16 °С:

Аналогичным образом могут быть рассчитаны траты на обмен­ные процессы популяциями различных гидробионтов и оценена их доля в общих деструкционных процессах в конкретных водоемах при изменении температурных условий.


Комментарии закрыты.