Общая энергетическая потребность гетеротрофов складывается из двух составляющих: основного обмена и энергетических затрат, зависящих от рода деятельности. Под основным обменом подразумевают то количество энергии, которое необходимо организму при полном мышечном покое. Средние величины основного обмена на 1 кг живого веса за сутки составляет соответственно, кДж/кг в сутки: лошади - 47,2; свиньи - 79,8; человека - 134,2; собаки 215,3; мыши -313,9. Интенсивность обмена веществ растет с увеличением мышечной деятельности организма. В зависимости от физиологического состояния человека интенсивность обмена веществ может быть охарактеризована величинами, кДж/ч : состояние сна - 272; бодрствование -439; слаоая мышечная работа -710; очень тяжелая мышечная работа - 2508.[ ...]
Метаболическая мощность организма может быть выражена как скорость потребления пищи или как скорость потребления углерода. Энергосодержание органических вешеств (теплотворная способность) различаются для углеводов, белков и жиров. Однако в среднем для большинства организмов энергосодержание на единицу массы органического углерода примерно постоянно и составляет около 42 КДж /гС. Масса живых организмов с учетом содержания в них свободной воды в среднем в 10 раз превосходит массу содержащегося в них органического углерода. Поэтому энергосодержание на единиц Л и вон массы пищи можно считать равным 4,2 КДж/г. Отклонения от этого среднего значения наблюдаются максимум в два раза. Предполагается, что КПД использования энергии пищи в организме составляет в среднем 0,8 и достигает 0,95.[ ...]
Скорость потребления энергии организмом изменяется в довольно широких пределах, но даже в состоянии полного покоя не может опускаться ниже некоторого минимального, разного для различных организмов, значения, называемого основной метаболической мощностью организма.[ ...]
Минимальные значения /.ГПт очевидно, определяются метаболизмом существования. Эти значения ограничивают максимальный размер организмов в каждой таксономической группе. Расчеты показывают, что значения А.тт для максимальных размеров организмов всех таксономических групп, за исключением теплокровных, совпадают. Для теплокровных (млекопитающие и птицы) наблюдаемые размеры офаничены условиями сохранения теплового баланса при определенной температуре во внешней среде.[ ...]
Таким образом, значения лтах и лт1П ограничивают предельные размеры организмов в различных таксономических группах.[ ...]
Прирост массы растения составляет его чистую продукцию. Разность между валовой и чистой продукцией растения, выраженная в энергетических единицах, представляет собой его метаболическую мощность, затрачиваемую на поддержание жизни растения.[ ...]
Метаболическая мощность фотосинтезирующих растений обеспечивается поглощением солнечной радиации. Передвижение растений не может привести к увеличению поглощения света, поэтому растения неподвижны и образуют сплошной покров на поверхности Земли. Растения неподвижны и потребляют необходимые питательные вещества из окружающей среды только путем физической диффузии. Они не могут увеличить потребление энергии на единицу своей проекции.[ ...]
Ту часть растений, где протекают биохимические реакции, называют метаболически активной массой. В древесине стволов деревьев биохимические реакции практически отсутствуют. Метаболически активная масса растений составляет относительно небольшую величин . Средняя по биосфере эффективная толщина метаболически активного слоя растительности имеет порядка 1 мм. т.к. древесина стволов деревьев, в которой биохимические реакции практически отсутствуют, не включается в метаболический слой. Гигантские размеры растений, определяемые их высотой, достигаются только благодаря тому, что подавляющая часть объема пространства занимаемого растением, состоит из воздуха и древесины и не содержит живой метаболически активной ткани.[ ...]
Растения, поглощающие солнечный свет, не могут развивать мощность потоков синтеза органических веществ больше мощности солнечных лучей, падающих на территорию, равную их проекции. Максимальный поток солнечного излучения у поверхности Земли не превышает 1 кВт/м£, поэтому любые макроскопические процессы, поддерживаемые непосредственно солнечной радиацией, не могут иметь потолок мощности, превышающий згу величину. Мощность потоков фотосинтеза в сотни раз меньше солнечной радиации и КПД преобразования солнечной энергии в энергию органических веществ меньше единицы. Максимальная мощность фотосинтеза в течение года составит около 2 Вт/м2 (около 30 Т/га-ч сухой биомассы).[ ...]
Солнечная энергия может переводиться в энергию органического вещества с КПД, близким к единице. Однако наблюдаемый КПД фотосинтеза существенно ниже этой величины. Причина такого положения объясняется тем, чго в природных экосистемах эффективность фотосинтеза лраничивается другими факторами. Так, в океане первичная продуктивность лимитируется концентрациями азота и фосфора, которые не могут быть увеличены биотой. Ка суше же продуктивность растений лимитируется влагой, запасы которой лишь в определенных пределах регулируются биотой.[ ...]
Вернуться к оглавлению