Обмен веществ животных и растений: В чём различие обмена веществ растения и животного

Ученые объяснили универсальный для животных и растений закон, связывающий скорость обмена веществ и массу организма, — закон Клайбера

Наука

close

100%

Закон, который объясняет, почему у мыши и у слона сердце бьется примерно одинаковое количество раз за жизнь, только при этом слон живет около 70 лет, а мышь — один год, и почему животные и растения маленького размера достигают зрелости раньше, чем крупные организмы, — закон Клайбера — наконец объяснен.

Закон Клайбера (метаболический закон 3/4) — биохимическое правило, связывающее скорость основного обмена (минимальное количество энергии, необходимое организму для обеспечения нормальной жизнедеятельности в состоянии относительного психического и физического покоя) и массу организма. Закон был сформулирован швейцарским ученым Максом Клайбером в начале 1930-х годов.

На основе наблюдений Клайбер вывел формулу, говорящую, что для подавляющего большинства живых организмов скорость основного обмена пропорциональна массе их организма в степени 3/4.

Таким образом, если масса одного животного больше массы другого в 100 раз, то скорость основного обмена у него будет выше примерно в 31,6 раза.

Закон Клайбера объясняет, почему, например, у мыши и слона сердце бьется примерно одинаковое количество раз за жизнь, только при этом слон живет около 70 лет, а мышь — один год, а животные и растения маленького размера достигают зрелости раньше, чем крупные организмы. Благодаря закону можно рассчитать дозу лекарства, необходимую человеку, после тестирования препарата на грызунах. Однако до сих пор не было ясно: почему закон Клайбера работает? Живые организмы имеют самую разнообразную форму тела, массу, площадь поверхности…

Как может формула Клайбера отражать метаболический процесс всех животных и растений?

Группа ученых из США, Швейцарии и Италии под руководством Джайанта Банавара и Тодда Кука (Мэрилендский университет в Колледж-Парке) сумела объяснить закон Клайбера. С полным отчетом о работе исследователей можно ознакомиться в журнале PNAS.

Земле дали еще миллиард лет

До того как Земля потеряет свои океаны, пройдет в десять раз больше времени, чем считалось ранее. Новое…

14 декабря 12:47

В качестве объектов для сравнения исследователи взяли растение (дерево) и животное (тигра). Среди схожих черт ученые выделили наличие клеток, отвечающих за метаболизм, механизм транспортировки энергии, а также наличие внешних покровов, обменивающихся энергией с окружающей средой.

Принципиальные отличия в строении организмов растений и животных заключаются в следующем: дерево неподвижно, его масса распределяется неравномерно (большая часть сосредоточена в корнях, стволе и ветвях), площадь поверхности и занимаемое деревом пространство примерно равны. Задача дерева заключается в том, чтобы преобразовывать солнечный свет в энергию, и вне зависимости от размера растения питательные вещества в нем перемещаются с постоянной скоростью. Посчитав отношение между массами разных видов растений и скоростью их метаболизма, ученые подтвердили: они соответствуют закону Клайбера.

Что касается тигра, то он подвижен, масса его тела распределена равномерно. Тигр получает пищу извне, при переработке которой организм выделяет тепло. Животному необходимо избавляться от излишнего тепла, однако простого охлаждения через поверхность тела будет недостаточно: в отличие от растения площадь поверхности тела животного значительно меньше, чем занимаемое им пространство.

Если бы площадь тела была единственным фактором, который влияет на охлаждение организма, то в случае с животными степень пропорциональности скорости обмена к массе была бы не 3/4, а 2/3.

Нобелевский лауреат попер против «Природы»

Нобелевский лауреат по медицине 2013 года объявил бойкот ведущим научным журналам. Он отказался в них…

19 декабря 18:21

Очевидно, что для того, чтобы закон Клайбера был справедлив как для животных, так и для растений, необходимо найти еще один недостающий значимый фактор. Ранее исследователями предлагались такие варианты, как площадь поверхности внутренних органов или степень разветвленности кровеносных сосудов. Группа Джайанта Банавара и Тодда Кука выяснила: недостающим звеном является скорость перемещения питательных веществ в организме (у животных сформировались кровеносная система и сердце, перекачивающее кровь со скоростью, необходимой для нормального функционирования организма).

Ученые посчитали эту скорость и установили, что она равняется массе тела в степени 1/12. Получив эти данные, исследователи поняли, что сумели полностью объяснить закон Клайбера. Амос Маритан, итальянский ученый, принимавший участие в исследовании, комментирует: «Иногда элегантный ответ оказывается верным. Растения и животные имеют разное происхождение, однако они приходят к одному и тому же результату благодаря конвергентной эволюции».

Подписывайтесь на «Газету.Ru» в Новостях, Дзен и Telegram.
Чтобы сообщить об ошибке, выделите текст и нажмите Ctrl+Enter

Новости

Дзен

Telegram

Картина дня

«НАТО — не угроза для России»: в Пентагоне заверили, что не вступят в конфликт на Украине

Глава Пентагона Ллойд Остин предупредил, что Украину ждет «суровая зима»

«Огонь высотой с 12-этажное здание». На газопроводе под Петербургом прогремел взрыв

Губернатор Ленинградской области Дрозденко сообщил о взрыве на газопроводе

«Например, до конца декабря»: В Минобороны Украины предположили, что ВСУ могут вернуться в Крым

Замминистра обороны Украины Гаврилов спрогнозировал завершение конфликта с Россией к весне

Пушков указал на ключевую черту в отношениях Китая и США

Экс-помощник Буша назвал условие для роста числа противников помощи Киеву

Бывший премьер-министр Японии раскритиковал Зеленского

Twitter-аккаунт Трампа разблокирован

Новости и материалы

«Челси» готов воспользоваться скандалом в «МЮ» и подписать Роналду

Стало известно, почему один из близнецов может быть слабее другого

Врач перечислила редкие генетические заболевания у детей

Ассист Малкина помог «Питтсбургу» разгромить «Виннипег»

Овечкин не смог набрать очки в девятом из 20 матчей текущего сезона НХЛ

Стало известно, сколько заработал Рублев за выступление на Итоговом турнире ATP

В Казахстане началось голосование на выборах президента

Широков назвал идеальный клуб для продолжения карьеры Дзюбы

Экономист рассказала о выплатах и льготах почетным донорам России

В Испании сообщили, кто заменит Бензема на ЧМ в Катаре

Губернатор Сахалина Лимаренко потребовал от чиновников вернуться на место трагедии в Тымовское

Ученые Жернакова и Алабугин получили в США премию Гамова

Тренер сборной Катара ответил на обвинения в подкупе игроков Эквадора в матче открытия ЧМ

Минобороны Турции подтвердило удары по курдским районам в Ираке и Сирии

Ресторан Гордона Рамзи в Лондоне оккупировало «Восстание животных»

Маск объявил, что аккаунт Трампа в Twitter будет восстановлен

Грушевский описал игрока «Спартака» Соболева, использовав сочетание «быдляческая подлость»

Bloomberg: Маск планирует продолжать увольнения сотрудников Twitter

Все новости

«Да, человека убил»: обвиняемый в убийстве 29-летней Юлии Ткачевой рассказал, как преследовал ее

Подозреваемый в убийстве девушки на юго-западе Москвы Шохрукбек Каримов признал вину

Военная операция РФ на Украине. День 269-й

Онлайн-трансляция военной спецоперации РФ на Украине — 269-й день

«Позорище никчемное»: в Москве хоккеист любительской команды избил судью клюшкой и коньками

Глава Федерации хоккея Москвы Николишин пообещал, что избивший судью игрок-любитель будет наказан

«Мы с вами до конца»: новый премьер Британии Риши Сунак встретился с Зеленским

Премьер-министр Великобритании Риши Сунак пообещал передать Украине 125 зенитных орудий

«Пауза усугубит ситуацию». Зеленский призвал не идти на «аморальные компромиссы» с Россией

Зеленский заявил, что Россия «стремится к передышке», говоря о мирных переговорах

«Пап, я хочу посмотреть на ракету». Зачем Ким Чен Ын привел на учения дочь, жену и сестру

Глава КНДР Ким Чен Ын впервые показал дочь на испытаниях межконтинентальной ракеты

Лучшие фотографии недели

Возврат к советским технологиям: что будет с российским сыром без импортных заквасок

Микробиолог Рогов заявил, что российские сыровары могут повторить любой сыр, в том числе пармезан

«Я была двоечницей и победительницей олимпиад одновременно»: колонка о школьной травле

Студентка Инна Гвоздикова — о травле со стороны школьного учителя и победе на олимпиаде

В пятиэтажке на Сахалине произошел взрыв газа. Спасатели ищут людей под завалами

Девять человек погибли после взрыва в жилом доме в Тымовском на Сахалине

Любит Мела Гибсона, пересматривает «Молчание ягнят»: как сейчас живет 60-летняя Джоди Фостер

Как сегодня выглядит и чем занимается 60-летняя Джоди Фостер

«Флейшман в беде»: идеальное умное драмеди с Джесси Айзенбергом и Лиззи Каплан

Рецензия на сериал «Флейшман в беде»

«Больше не работаю в Meta*». Русскоговорящие айтишники попали под массовые сокращения

Русскоговорящие IT-специалисты рассказали, почему их уволили из компании Марка Цукерберга

Обмен веществ животных | Зоология. Реферат, доклад, сообщение, кратко, презентация, лекция, шпаргалка, конспект, ГДЗ, тест

Съеденную пищу животные переваривают и усваивают (рис. 3). Часть веществ они переварить не могут и выводят из организма, например, в форме экскрементов. В зависимости от состава пищи непереваренная часть бывает от 1/5 до 9/10 съеденной, но чаще всего она около 1/5. Усвоенная часть пищи тра­тится в основном на обмен веществ в организме, на его жизнедеятельность. В процессе дыхания она окисляется до углекислого газа и воды — веществ, доступных для усвоения растениями. Около 1/10 усвоенных веществ жи­вотные используют на рост собственного тела и на создание половых продуктов, то есть собственной массы. Эту часть экологи называют продукцией животного.

Следовательно, один организм не может вернуть рас­тениям все, что потребил, в усвояемой форме — его экс­кременты и продукция остаются недоступными растениям (рис. 4). Экскременты поедают и перерабатывают разлагатели, а продукцию животного — другие виды животных — животноядные (плотоядные). Для потребления их продук­ции существуют другие виды, потребители животноядных, или потребители второго, третьего и т. д. уровней.

Животные устроены так, что около 1/10 части съеденной пищи они превращают в продукцию (в прирост массы собственного тела или в массу откладываемых яиц), около 2/10 не усваивают и выделяют в форме экс­крементов, а остальное разлагают (в процессе обмена веществ и дыхания) до углекислого газа и воды. Дыхание сопровождается выделением тепла. Дождевой червь, до того как попасться коньку, всю жизнь делил на три такие же части зеленые листья, которыми он питается. Организмы, пи­тающиеся живыми растениями и животными, называются потребители (кон­сументы). Материал с сайта http://doklad-referat.ru

Загрузка…



Рис. 3. Деление червя на 3 части и дальнейшая судьба этих частей
Рис. 4. Чтобы разложение органического вещества, начатое дождевым червем и коньком на рис. 3 продолжилось, в природе должен быть кто-то, кто потребит продукцию конька (например, гадюка) и его экскременты (например, некоторые мухи). И они поделят съеденное на три части. Организмы, питающиеся экскрементами, трупами и отмершими растения­ми, называются разлагатели (редуценты)



На этой странице материал по темам:

  • Доклад обмен веществ у животных

  • Обмен веществ животных кратко

  • Доклад на тему обмен веществ кратко



Материал с сайта http://Doklad-Referat. ru

Загрузка…

6.1: Энергия и обмен веществ – Роль энергии и обмена веществ

  1. Последнее обновление
  2. Сохранить как PDF
  • Идентификатор страницы
    13100
    • Безграничный
    • Безграничный
    Цели обучения
    • Объяснить важность метаболизма

    Энергия и метаболизм

    Все живые организмы нуждаются в энергии для роста и размножения, поддержания своих структур и реакции на окружающую среду. Метаболизм — это набор поддерживающих жизнь химических процессов, которые позволяют организмам преобразовывать химическую энергию, хранящуюся в молекулах, в энергию, которая может использоваться для клеточных процессов. Животные потребляют пищу для восполнения энергии; их метаболизм расщепляет углеводы, липиды, белки и нуклеиновые кислоты, чтобы обеспечить химическую энергию для этих процессов. Растения преобразуют световую энергию солнца в химическую энергию, хранящуюся в молекулах в процессе фотосинтеза.

    Биоэнергетика и химические реакции

    Ученые используют термин биоэнергетика для обсуждения концепции потока энергии через живые системы, такие как клетки. Клеточные процессы, такие как построение и разрушение сложных молекул, происходят посредством пошаговых химических реакций. Некоторые из этих химических реакций протекают самопроизвольно и высвобождают энергию, тогда как для протекания других требуется энергия. Все химические реакции, протекающие внутри клеток, включая те, которые используют энергию, и те, которые высвобождают энергию, являются клеточным метаболизмом.

    Рисунок \(\PageIndex{1}\): Большая часть энергии прямо или косвенно поступает от солнца: Большинство форм жизни на Земле получают энергию от солнца. Растения используют фотосинтез для захвата солнечного света, а травоядные едят эти растения для получения энергии. Плотоядные поедают травоядных, а редуценты переваривают растительную и животную пищу.

    Клеточный метаболизм

    Каждая задача, выполняемая живыми организмами, требует энергии. Энергия необходима для выполнения тяжелой работы и физических упражнений, но люди также используют много энергии, думая и даже во сне. Для каждого действия, требующего энергии, происходит множество химических реакций, обеспечивающих химической энергией системы организма, включая мышцы, нервы, сердце, легкие и мозг.

    Живые клетки каждого организма постоянно используют энергию для выживания и роста. Клетки расщепляют сложные углеводы на простые сахара, которые клетка может использовать для получения энергии. Мышечные клетки могут потреблять энергию для построения длинных мышечных белков из небольших молекул аминокислот. Молекулы могут модифицироваться и транспортироваться по клетке или распространяться по всему организму. Точно так же, как энергия требуется как для строительства, так и для сноса здания, энергия требуется как для синтеза, так и для распада молекул.

    Многие клеточные процессы требуют постоянного поступления энергии, обеспечиваемой клеточным метаболизмом. Сигнальные молекулы, такие как гормоны и нейротрансмиттеры, должны быть синтезированы, а затем транспортированы между клетками. Болезнетворные бактерии и вирусы попадают в организм и разрушаются клетками. Клетки также должны экспортировать отходы и токсины, чтобы оставаться здоровыми, и многие клетки должны плавать или перемещать окружающие материалы за счет биения клеточных придатков, таких как реснички и жгутики.

    Рисунок \(\PageIndex{1}\): Еда дает энергию для таких действий, как полет. Колибри нужна энергия для поддержания продолжительных периодов полета. Колибри получает энергию от приема пищи и преобразования питательных веществ в энергию посредством ряда биохимических реакций. Летающие мышцы у птиц чрезвычайно эффективны в производстве энергии.

    Ключевые моменты

    • Всем живым организмам нужна энергия для роста и размножения, поддержания своих структур и реагирования на окружающую среду; Метаболизм – это совокупность процессов, благодаря которым энергия становится доступной для клеточных процессов.
    • Метаболизм представляет собой комбинацию химических реакций, которые являются спонтанными и высвобождают энергию, и химических реакций, которые не являются спонтанными и требуют энергии для своего протекания.
    • Живые организмы должны получать энергию с пищей, питательными веществами или солнечным светом, чтобы выполнять клеточные процессы.
    • Транспортировка, синтез и расщепление питательных веществ и молекул в клетке требует использования энергии.

    Ключевые термины

    • метаболизм : полный набор химических реакций, происходящих в живых клетках
    • биоэнергетика : изучение превращений энергии, происходящих в живых организмах
    • энергия : способность выполнять работу

    1. Вернуться к началу
    • Была ли эта статья полезной?
    1. Тип изделия
      Раздел или Страница
      Автор
      Безграничный
      Количество столбцов печати
      Два
      Печать CSS
      Плотный
      Лицензия
      CC BY-SA
      Версия лицензии
      4,0
      Показать оглавление
      нет
    2. Теги
        На этой странице нет тегов.

    Масштабирование роста: растения и животные не так уж отличаются

    Взаимосвязь размеров тела
    к анатомическим, физиологическим, поведенческим и экологическим
    Характеристики животных давно привлекли внимание
    зоология. Если рассматривать виды животных разных размеров, правильных,
    наблюдаются предсказуемые изменения относительных пропорций тела
    органов и относительные скорости физиологических процессов, таких как
    метаболизм и рост. Изучающие зоологию знакомы с ними.
    отношения масштабирования (также называемые аллометриями) и многие из их
    экологические и адаптивные последствия (1–3). Например, родственник
    масштабирование метаболизма по сравнению с объемом пищеварительного тракта
    влияет на потенциальный рацион травоядных млекопитающих, что, в свою очередь,
    влияет на их социальное поведение (4, 5).

    Биология растений, с другой стороны, не имеет долгой истории
    исследование вопросов, связанных с масштабированием физиологических
    процессы по сравнению с размером тела, несмотря на множество подробных данных о растительных
    морфология и функция. Такая ситуация, возможно, связана с тем, что растения
    наблюдается демонстрация степени модульной конструкции, неопределенного роста,
    разнообразие форм больше, чем у животных, поэтому идея
    вид растений, даже имеющий «размер тела», некоторым кажется
    проблематично. Тем не менее, виды растений имеют характерные
    форм и размеров и охватывают 20 порядков по массе тела.
    Никлас 1994 книга по аллометрии растений (6) была описана справедливо как
    первая попытка обеспечить единую трактовку растительной формы и
    функционировать с аллометрической точки зрения. Однако пока еще более
    в последнее время масштабирование таких основных процессов, как обмен веществ и рост
    остался незадокументированным для репрезентативной выборки видов растений.
    В этом выпуске PNAS Никлас и Энквист (7) представляют эмпирическое масштабирование.
    взаимосвязь, включающая скорость роста растений у видов, ранжирующихся
    от одноклеточных водорослей до крупных деревьев. Эти новые анализы показывают, что
    рост у растений распространяется так же, как и у животных,
    и еще больше подчеркивает растущее осознание того, что одно и то же масштабирование
    правила могут применяться как к животным, так и к растениям, и почти для тех же
    причины.

    Темпы роста или темпы производства новой биомассы имеют фундаментальное значение.
    значение в связи физиологических процессов с адаптивно важными
    такие особенности, как репродуктивные показатели и другие переменные истории жизни
    (8). Среди видов животных темпы производства и роста биомассы
    пропорциональна скорости метаболизма, которая масштабируется как 3/4 силы тела
    масса ( M ; ссылки 1 и 3). Эта пропорциональность, где
    скорость роста организма зависит от
    M 0,75 интуитивно понятно. Клетки
    должны делить или иным образом выполнять работу со скоростью, примерно пропорциональной
    скорости, с которой они снабжаются энергией. Среди разных видов,
    эти скорости должны быть скоростью метаболизма за вычетом энергии, используемой для
    физиологическое поддержание и экологические потребности, а также потери энергии при
    нагревать. Предыдущая работа (9) настоятельно предположил, что поток питательных веществ растений
    используется для масштабов фотосинтеза как
    М 0,75 . Этот результат означает, что растение
    темпы роста также должны масштабироваться по мере
    M 0,75 , что подтверждается
    Никлас и Энквист (7). Еще раз подчеркнув эту связь между
    метаболические процессы и скорость роста растений является дополнительным
    демонстрация того, что анатомические размеры тела человека
    объем фотосинтетического пигмента (и, следовательно, его предполагаемая способность получать
    энергия) также масштабируется как М 0,75 .

    Интересно сравнить скорость роста животных и растений
    в диапазоне размеров, который у них есть общий (рис.
    ). В исследовании Никласа и Энквиста только
    деревья представляют достаточное разнообразие видов, чтобы позволить
    сравнению с широким кругом видов животных, так что только часть
    показан общий диапазон размеров тела. Хотя недостаточно
    информацию здесь, чтобы обсудить относительную эффективность растений и
    животных в преобразовании энергии в рост, ясно, что
    реализованные скорости соматического роста как растений, так и животных сопоставимых
    массы тела удивительно похожи. Это открытие свидетельствует о том, что клетки
    как растений, так и животных, одинаково ограничены в нормах
    которым они могут способствовать росту, точно так же, как способности
    растения и животные разного размера, чтобы доставлять энергию своим
    ячейки также ограничены отношениями масштабирования.

    Открыть в отдельном окне

    Сравнение скоростей роста деревьев и позвоночных, нанесенное на
    общая шкала. Полигоны представляют области, занятые данными
    точки. Темно-зеленый незакрашенный многоугольник заключает в себе данные дерева от Никласа.
    и Энквист (7). Эндотермические позвоночные — млекопитающие (большой полигон)
    и птицы (маленький многоугольник) — красным, экзотермные позвоночные —
    желтый. Эктотермы и эндотермы перекрываются в узкой области.
    линия регрессии представлена ​​в исх. 7. Данные о позвоночных
    пересчитано из исх. 18 и 19.

    Никлас и Энквист отмечают, что одна линейная зависимость
    характеризует аллометрию роста всех растений более 20 порядков
    величина в размерах растений, которые они изучали. Правда, среди растений есть
    не эквивалентно различию среди таксономических групп животных между
    «теплокровные» (эндотермические) и «хладнокровные»
    (экзотермические) метаболические режимы. Тенденция к более высокому росту
    показатели эндотермности позвоночных видно на рис. Не следует
    сделать вывод, однако, что различия в скорости роста среди растений одного
    подобный размер либо мал, либо не имеет биологического значения. Примечание
    что диапазон изменения скорости роста деревьев некоторых размеров составляет
    больше, чем среди экзотермических или эндотермических
    позвоночные, взятые поодиночке. На самом деле есть некоторые основания полагать, что
    полный диапазон изменения скорости роста деревьев несколько
    недооценен в наборе данных Никласа и Энквиста (7), поэтому деревья могут различаться
    почти столько же, сколько позвоночных обоих видов вместе взятых. Таким образом, хотя
    Никлас и Энквист не сообщают о различиях между основными группами, которые они изучали.
    изучены, будущие исследования, анализирующие такие наборы данных, вполне могут выявить
    функциональные корреляции между темпами роста и физиологическими или
    экологические переменные.

    Изучающие масштабирование также знают о серьезной нерешенной проблеме, которая
    бросал вызов биологам более полувека. Хотя многие
    анатомические особенности масштабируются так, как мы ожидаем, что части
    трехмерные объекты в масштабе (длина как
    M , области как M , и
    объемы как M 1,00 ), ставки
    физиологические процессы, структуры, зависящие от этих темпов, и жизнь
    исторические переменные обычно масштабируются примерно как
    М , М или что-то подобное
    показатель, относящийся к одной четверти.
    M 0,75 масштабирование скорости метаболизма равно единице
    из наиболее хорошо установленных эмпирических взаимосвязей в биологии животных,
    но полностью убедительное объяснение этого ускользает от исследователей
    десятилетия.

    Открытие того, что растения могут демонстрировать точно такое же масштабирование
    отношения для метаболизма и роста, как у животных, далее
    ограничивает возможные механизмы генерации степени 3/4
    правила масштабирования. Объяснения, основанные на свойствах животных.
    в одиночку (например, ссылка 10) больше несостоятельны. Количество
    исследователи обратили внимание на свойства питательных веществ.
    транспортные сети, присущие как растениям, так и животным.

    Никлас и Энквист предпочитают объяснение, основанное на моделировании сосудистой
    транспортная сеть как «фракталоподобный» объект (11). Такая модель
    выводит масштабный показатель метаболизма 3/4 из контраста
    между масштабированием внешних размеров тела и
    масштабирование размеров внутренней транспортной сети питательных веществ,
    который моделируется как обладающий некоторыми фрактальными свойствами (для нетехнического
    пояснение, см. реф. 12). В этой модели предполагается, что естественный
    выбор действовал на каждый размер, чтобы максимизировать внутреннюю площадь для
    поглощать питательные вещества и минимизировать транспортные расстояния. Этот
    предположение предполагает, что максимальные скорости метаболической активности
    первичные детерминанты приспособленности в большинстве родословных. Следовательно, это
    неясно, почему эта модель предсказывает, что скорость метаболизма в состоянии покоя
    также будет масштабироваться как M 0,75 , если только они
    так или иначе ограничены, чтобы быть постоянной долей максимальных скоростей.

    В поддержку этой модели Никлас и Энквист (7) представляют
    дополнительные аллометрические отношения, не связанные напрямую с ростом
    ставки. Они утверждают, что фрактальная модель предсказывает, что все тело
    длина растений ( L ) будет масштабироваться как
    М 0,25 . Этот прогноз отчетливо
    отличается от ожидания геометрического подобия (где
    L весы как M 0,33 ), которые
    подтверждается обширной предыдущей эмпирической работой как с растениями, так и с
    животные (3, 13). Никлас и Энквист находят показатель степени 0,25 в своих
    данные только по водорослям и при объединении всех данных по водорослям и
    многоклеточные растения; рассматриваемые сами по себе деревья продолжают
    проявляют геометрическое сходство. Очевидно, что необходима дальнейшая эмпирическая работа.
    решить, как лучше всего охарактеризовать масштабирование L в
    растения.

    Другие общие модели также могут применяться как к животным, так и к растениям.
    но с другими предположениями (и не с участием фракталов). Базирование
    их аргумент на очень простых геометрических соображениях, Банавар
    и др. (14) показывают, что масштабирование доставки питательных веществ 3/4
    (скорость метаболизма) является ожидаемым в любом эффективном трехмерном
    транспортная сеть — живая или неживая. Все, что нужно
    предполагается, что состав ткани (например, отношение крови к объему)
    более или менее постоянна для разных размеров и что сеть поставляет
    питательные вещества во все места с постоянной скоростью (оба из них верны для
    по крайней мере животных). Естественный отбор специально для максимальной производительности
    не требуется; масштабирование 3/4 выходит из минимального
    Требования к функциональной сети.

    Другой подход может заключаться в обобщении теории динамической энергии.
    бюджеты (15) с включением заводов. В этой схеме моделирования свойства
    такие как скорость метаболизма всего организма, выводятся как взвешенные суммы
    другие ставки, которые конкретно связаны либо с областями
    ( M 0,67 ) или объемы
    ( М 1,00 ). Экспонента масштабирования между
    Таким образом, ожидается 0,67 и 1,00, но значительные колебания в пределах
    различные группы также возможны в зависимости от подробных свойств
    организмов.

    Какими бы ни были механизмы, генерирующие правила масштабирования, факт
    то, что растения так хорошо им следуют, имеет большое практическое значение для
    исследования в области экологии растений и палеобиологии. В отличие от животных сообществ,
    в растительных сообществах преобладают обширные насаждения
    особи одинакового размера. Метаболизм и темпы роста ничего нам не говорят
    как ресурсы или энергия будут распределяться между видами одного и того же
    или разных размеров в одной и той же среде обитания. Однако, поскольку растения разделяют
    одни и те же физиологические свойства, свойства на уровне сообщества, такие как
    ожидается, что общее потребление и производство энергии будут в значительной степени независимыми
    видового состава. И, предполагают Никлас и Энквист, учитывая тот факт,
    что виды доминирующего роста имеют тенденцию заполнять окружающую среду,
    компромисс между количеством и размером также предполагает, что доминирующее растение
    рост мало влияет на возможные темпы общественного производства, поскольку
    Что ж.

    Наконец, соблюдение растениями регулярных правил масштабирования улучшает наши
    способность моделировать и реконструировать как аутэкологию растений, так и экосистему
    процессов в летописи окаменелостей. Палеозоология извлекла большую пользу из
    возможность полагаться на аллометрию для оценки физиологических или
    экологические переменные, не поддающиеся прямому измерению на окаменелостях (16). Даже для
    динозавров масштабные отношения позволяют нам исследовать последствия
    альтернативных метаболических физиологических процессов как для функционирования
    особи и их экология (17). Масштабирование отношений для растений
    как мы надеемся, проложит путь к еще большему пониманию
    прошлые среды и их биоты.

    См. сопутствующую статью на стр. 2922.

    1. Клейбер М. Огонь жизни. 2-е изд. Нью-Йорк: Кригер; 1975. [Google Scholar]

    2. Шмидт-Нильсен К. Масштабирование: почему размер животного так важен? Кембридж, Великобритания: Кембриджский университет. Нажимать; 1984. [Google Scholar]

    3. Питерс Р. Х. Экологические последствия размера тела. Кембридж, Великобритания: Кембриджский университет. Нажимать; 1983. [Google Scholar]

    4. Demment M W, Van Soest P J. Am Nat. 1985; 125: 641–672. [Академия Google]

    5. Джармен П. Дж. Поведение. 1974; 48: 215–267. [Google Scholar]

    6. Никлас К. Дж. Аллометрия растений: масштабирование формы и процесса. Чикаго: ун-т. из Чикаго Пресс; 1994. [Google Scholar]

    7. Niklas KJ, Enquist BJ. Proc Natl Acad Sci USA. 2001; 98: 2922–2927. . (Впервые опубликовано 6 февраля 2001 г.; 10.1073/pnas. 041590298) [Бесплатная статья PMC] [PubMed] [Google Scholar]

    8. Чарнов Э. Л. Инварианты истории жизни: некоторые исследования симметрии в эволюционной экологии. Оксфорд: Оксфордский ун-т. Нажимать; 1993. [Google Scholar]

    9. Enquist BJ, Brown JH, West GB. Nature (London) 1998;395:163–165. [Google Scholar]

    10. МакМахон Т. Наука. 1973; 179: 1201–1204. [PubMed] [Google Scholar]

    11. West G B, Brown J H, Enquist B J. Science. 1999; 284:1677–1679. [PubMed] [Google Scholar]

    12. Pennycuick CJ. Newton Rules Biology. Оксфорд: Оксфордский ун-т. Нажимать; 1992. [Google Scholar]

    13. Никлас К. Дж. Эволюция. 1994; 48:44–54. [PubMed] [Академия Google]

    14. Банавар Дж. Р., Маритан А., Ринальдо А. Природа (Лондон) 1999; 399:130–131. [PubMed] [Google Scholar]

    15. Kooijman SAL M. Динамические энергетические балансы в биологических системах. Кембридж, Великобритания: Кембриджский университет. Нажимать; 1993. [Google Scholar]

    16. Damuth J, MacFadden BJ, редакторы.