Изменение формы тела животных объясняет, почему энергозатраты снижаются с ростом

Ученые из Ливерпульского университета и Лондонского университета королевы Марии показали, что изменения формы тела у водных животных с кожным дыханием могут объяснить, почему животные используют энергию медленнее по мере роста.

На протяжении более 80 лет ученые пытались понять, почему животные часто используют энергию медленнее по мере роста.

Многие животные используют энергию с одинаковой скоростью на грамм массы тела в определенные периоды, особенно на ранних стадиях жизни, но эта скорость снижается в другие времена, особенно в более позднем возрасте.

Формы тела

Ученые в сотрудничестве с Juniata College (Пенсильвания) исследовали энергозатраты и формы тела медуз, устриц, мидий, омаров, гребневиков, веслоногих рачков и сальп, чтобы понять, почему использование энергии варьируется на разных этапах их жизни.

Эти животные могут менять форму по мере роста — некоторые от «стандартной» формы тела до полностью плоской.

Исследователи обнаружили, что площадь поверхности тела животных, через которую происходит обмен материалами, такими как кислород, необходимыми для поддержания жизни, изменяется вместе с различными формами, которые принимает животное. Это варьирует количество энергии, которое они используют на разных этапах роста.

Результаты опровергают прогнозы нескольких современных моделей, но подтверждают новые теории, объясняющие, как использование энергии различается у животных разного размера.

Разные теории

Соавтор работы доктор Дэвид Аткинсон сказал: «Замечательная особенность животных, меняющих форму по мере роста, в том, что они позволяют нам различать разные теории, которые пытаются предсказать, сколько энергии животное использует при разных размерах.

«Растущие животные, которые дышат через кожу, не снижают свои энергозатраты так сильно, когда их тело становится плоским, по сравнению с теми случаями, когда они сохраняют ту же базовую форму. Это согласуется с прогнозами, основанными на площади поверхности кожи, но противоположно прогнозам, основанным на затратах на распределение материалов по всему телу».

Статья Shape shifting predicts ontogenetic changes in metabolic scaling in diverse aquatic invertebrates опубликована в Proceedings of the Royal Society B.