Энергетический метаболизм особей

Белки (биологическая калорийность) 4,2 – 4,6

Калорийность (в технике теплотворность) горючих ископаемых (каменного угля, нефти, природного газа, торфа, а также дров, соломы, спирта и т.п.,) находится в таких же пределах. Это обусловлено тем, что эти ископаемые представляют собой смеси органических соединений (вместе с золой), которые когда- то были заключены в телах живых организмов.

Количество энергии, выделяющейся при воспламенении взрывчатых веществ, в расчете на единицу их массы, также находится в этих пределах. Большая, на первый взгляд, энергия, выделяющаяся при взрывах пороха, динамита и т.п., объясняется в первую очередь высокой скоростью (доли секунды) их сгорания и выделением больших объемов газов за очень короткое время.

Физическая калорийность органических веществ (Y, ккал/г) может быть рассчитана по их химическому составу согласно эмпирической формуле:

Y = 0,057P + 0,041C + 0,092L,

где P, C, L - соответственно процентное содержание белков, углеводов и жиров в сухом (обезвоженном) веществе анализируемого объекта. В абсолютном большинстве случаев сумма процентов жиров белков и углеводов в сухом веществе меньше 100%, поскольку в природных объектах содержится определенный процент золы, или неорганических соединений, которые не используются живыми организмами для получения энергии.

Если P, C, L выражены в процентах от сухой массы, получают калорийность сухого вещества, если в процентах от беззольного органического вещества – калорийность беззольного вещества. Зная процентное содержание золы (Z) в исследуемом объекте и калорийность его сухого вещества (Y) легко рассчитать калорийность его обеззоленного вещества (Y₁):

Y₁ = [Y/(100 – Z)]100

Скорость потребления кислорода возрастает с увеличением массы организма. Эта зависимость выражается уравнением:

T =aW^b,

где 0,6 < k < 0,9,составляя в среднем 0,75. Подобная зависимость сохраняется как при сопоставлениях особей из разных видов, так и у отдельных видов.

Связь величины потребления кислорода в расчете на единицу массы особей (интенсивность дыхания, T/W) и массы их тела описывается следующим уравнением:

T/W =(aW^k)/W=T’ = aW^(k-1) = aW^-0,25,

где - 0,4 < (k-1) <-0,1, и составляют в среднем 0,25. Таким образом, интенсивность дыхания особей возрастает с уменьшением их массы.

Поскольку выход энергии при дыхании на единицу массы у крупных организмов ниже, чем у мелких, последние способны развивать более высокую относительную мощность. Например, муравей может передвигать предметы весом в несколько раз больше его собственного веса, тогда как слон способен переносить груз не более половины собственного веса. Аналогичная зависимость проявляется и у людей; например, она хорошо иллюстрируется мировыми рекордами в разных весовых категориях тяжелоатлетов.

По величине потребленного кислорода легко рассчитать количество энергии, выделенной организмом в результате дыхания. На полное окисление 1 грамма углеводов, белков и жиров затрачивается неодинаковое количество кислорода – соответственно 3,48, 3,69 и 3,29 мг кислорода. Однако поскольку эти различия невелики, можно принять, что при потреблении 1 мг кислорода в организме выделяется в среднем 3,39 калорий энергии – оксикалорийный коэффициент.

Организм может прожить без пищи достаточно большой промежуток времени, например, человек – месяц и даже больше. В то же время, без кислорода организм способен выжить не более нескольких минут, поскольку запасы АТФ в клетках быстро расходуются и их необходимо постоянно пополнять.

В процессе дыхания происходит разрушение органических веществ, поэтому их убыль должна компенсироваться постоянным пополнением. Поэтому организм должен постоянно получать энергию с пищей.

Рацион (R), или количество пищи, потребленной организом за единицу времени, увеличивается с возрастанием массы его тела (W). Эта зависимость, аналогично скорости дыхания, описывается параболическим уравнением:

R = pW^k,

где p и k – эмпирические коэффициенты. При W = 1, р = R. Показатель степени (k) изменяется в пределах 0,6 < k < 1,0, и составляет в среднем 0,7 – 0,8.

В расчете на единицу массы это уравнение принимает вид:

R/W = (pW^k)/W = R’ = рW^(k-1) = рW^-0,25

Таким образом, потребление пищи на единицу массы организма снижается с увеличением массы особей. Поэтому при прочих равных условиях 10 особям одного вида массой по 1 кг требуется больше корма, чем одному животному массой 10 кг.

Дата добавления: 2014-01-07