У фитопланктона соотношение размера и численности то же, что и у млекопитающих
При исследовании проб морского фитопланктона выяснилось, что
чем преимущественно размах клеток того либо другого облика водных растений, тем
гуще их численность. Изумительно, но это понижение численности
происходит пропорционально массе клеточки в ступени
0,75 метко этакое же количественное
соотношение этих величин ранее имелось описано для наземных
млекопитающих. А означает, правило энергетической
эквивалентности действует и для фитопланктона.
При исследовании проб морского фитопланктона выяснилось, что
чем преимущественно размах клеток того либо другого облика водных растений, тем
басистее их численность. Дивно, но это понижение численности
происходит пропорционально массе клеточки в ступени
0,75 метко экое же количественное
соотношение этих величин ранее имелось описано для наземных
млекопитающих. А следственно, правило энергетической
эквивалентности действует и для фитопланктона.
Разные планктонные водные растения под микроскопом при различном
росте. Фото с страниц www.leeric.lsu.edu (вверху) и
www.imr.no (внизу; Tonje Castberg, IMR)
Большущие организмы не могут иметься настолько же многочисленны, как
маленькие. Слонов в расплате на единицу площади их местообитания
важно младше, чем антилоп, а антилоп младше, чем
мышей-полевок. Теснее четверть века тому назад южноамериканский
исследователь Джон Дамут (John Damuth) на крупный выборке
млекопитающих, включающей множество обликов самого различного
масштаба, узнал
(, Damuth, 1987), что меж густотой
популяций N и массой тела взрослых
особей W, невзирая на крупный разброс предоставленных,
живет точная отрицательная зависимость, тот или другой можнож
выразить уравнением:
N = aWb,
где a показатель возвышения пересечения полосы
регрессии с осью ординат, а b показатель
наклона полосы регрессии. Численное значение b
одинаково приблизительно 0,75 (либо
попросту 3/4). Другими словами, чем больше
вид, тем младше густота его популяции, но зависимость эта
нелинейная: наиболее большущим животным в расплате на
единицу массы требуется младше места обитания чем
небольшим.
Иногда принесенное соотношение имелось найдено, появился невольный
соблазн сравнить его с издавна знакомой зависимостью
интенсивности размена (дыхания) организма R от
массы тела W. Еще в 30-е годы
ХХ века имелось найдено, что принесенная отношение превосходно
описывается степенной функцией:
R = aWb,
при этом ежели коэффициент a быть может различным для
различных групп организмов (к примеру, для одноклеточных,
беспозвоночных, теплокровных позвоночных), то показатель
степени b варьирует слабо и
равен +0,75 (или +3/4).
Принесенная зависимость разговаривает о том, что энерго
издержки организма (и, согласно, его рацион) подрастают
нелинейно при росте веса: наиболее большущие организмы
на единицу массы тела расходуют энергии младше, чем маленькие.
Это превосходно знает каждый, у кого грызть кошка и кто желая бы
на уровне мыслей ассоциировал ее рацион (в процентах от ее веса) со близким
своим (также в процентах от веса).
Распределение хлорофилла (показателя биомассы фитопланктона)
по акватории Атлантического океана. Усредненная картина для
года. Окрашенные в голубий цвет центральные количества океана
более бедны фитопланктоном. Наиболее высочайшая концентрация
изображена зеленоватым цветом, еще больше высокая желтоватым, а
самая высокая оранжевым. Прибрежные площади постоянно
богаче биогенными компонентами и, согласно,
фитопланктоном. По предоставленным NASA. Количество карты с веб-сайта
www.nasa.gov
Зная количественные соотношения массы тела организмов и
частоты их популяций, а также массы тела и
энергетических издержек, можнож узнать, как зависит потребление
энергии популяциями различных животных, обитающих на предопределенной
площади, от средней массы их тела. Для этого надобно забрать
произведение R (личных издержек организма)
на N (густота популяций, то грызть число
особей на единицу площади). Обе величины можнож выразить как
функции веса организма, обе зависят от него в
степени 3/4, но с различным знаком. Согласно,
W3/4 ×
W+3/4 = W0 = 1.
Другими словами, энерго растраты животных различного масштаба
на единицу площади тех участков, где они обитают, оказывается
схожими. Это и грызть (верховодило энергетической
эквивалентности) (energetic equivalence rule).
Сообразно ему, слоны, антилопы и полевки с один-одинехонек гектара
употребляют приблизительно одно и то же численность еды.
Применимо ли принесенное эмпирическое верховодило, выведенное для
млекопитающих, к вторым группам организмов, к примеру
к морскому фитопланктону (совокупы микроскопических
водных растений и цианобактерий, взвешенных в ниже воды)?
Этакий вопросец задал Педро Серменьо (Pedro Cermeño) с
(Испания) в близкой службе, сделанной вместе с
сотрудниками из такого же института и (Англия). Веществом для
исследования послужили 222 пробы фитопланктона из
обнаруженной количества Атлантического океана (по четырем
меридиональным разрезам от 48С.Ш. до 50Ю.Ш.) и
448 проб прибрежного фитопланктона (из Ла-Манша, близко
от Плимута). Обстановки этих участков важно распознаются.
В раскрытом океане по сопоставлению с прибрежными водами практически
постоянно наблюдается резкая нехватка биогенных ингредиентов (до этого
итого азота и фосфора в минеральной, подходящей для
применения фитопланктоном, форме).
Зависимость численности различных фитопланктонных организмов
(логарифм числа клеток в один-одинешенек миллилитре) от масштаба клеток
(логарифм размера клеточки в кубических микрометрах). Верхний
график воды Ла-Манша (британцы его давать имя Английским
каналом), нижний воды обнаруженной количества Атлантического
океана. Корреляция в обоих вариантах чрезвычайно высочайшая, но наклон
линий регрессии приблизительно один-одинехонек и то же, означаемо не выделяющийся
от 0,75. Набросок из обговариваемой статьи в Ecology
Letters
В принесенном случае содержание нитратного азота
в обнаруженной количества Атлантического океана имелось басистее
0,5 микромолей на литр, а в Ла-Манше постоянно выше
0,5 микромолей (время от времени достигая 10 микромолей на
литр). Так как нехватка биогенных элементов главной
фактор, ограничивающий развитие фитопланктона, логично,
что биомасса фитопланктона оказывается важно различной
в 2-ух обследованных участках. Содержание
хлорофилла а (как показатель биомассы)
в океанических водах наименее
0,5 мг/мтр3, в Ла-Манше от 0,5 до
9,0 мг/мтр3.
Отталкиваясь от различной обеспеченности этих участков биогенными
компонентами, творцы обговариваемой занятия подразумевали, что в
океанических водах фитопланктон обязан быть представлен наиболее
небольшими клеточками, чем в прибрежных. Ведь чем незначительнее
клеточки, тем выше отношение площади поверхности к размеру,
а согласно, превосходнее обстановки поглощения растворенных
мин.веществ. Отсюда должно, что чем младше
обеспеченность фитопланктона биогенными компонентами, тем
большее превосходство обладают внешности, выставленные небольшими
клеточками. Согласно, наклон полосы регрессии,
описывающей зависимость частоты популяции от масштаба
(размера) клеток, обязан быть круче в океанических
участках, чем в прибрежных. Конкретно эту догадку и
инспектировали творцы.
Обнаружилось, но, что, желая показатель b и
обладает большее отрицательное значение в случае
океанического фитопланктона (0,75, а для
прибрежного 0,71), различие меж 2-мя площадями
статистически незначимо. Разумеется, что большущие внешности обладают
какие-то близкие превосходства, дозволяющие им иметься хватить
действенными и в океанических водах. Но самое увлекательное, что
показатель b означаемо не различается от 0,75.
Другими словами, верховодило энергетической эквивалентности для
морского фитопланктона так же правосудно, как и для наземных
млекопитающих.
Источник: Pedro Cermeño, Emilio Marañón, Derek Harbour,
Roger P. Harris.
// Ecology
Letters. 2006. V. 9. P. 1210.
doi: 10.1111/j.1461-0248.2006.00973.x.
Cм. также:
1) J. Damuth. Interspecific allometry of population
density in mammals and other animals: the independence of body
mass and population energy-use // Biol. J. Linn.
Soc. 1987. V. 31. P. 193246.
2) Andrew P. Allen, James H. Brown, James F. Gillooly.
// Science 2002.
V. 297. P. 15451548.
3)
, Элементы, 15.06.2006.
Алексей Гиляров
Источник :
Posted in ЭкоБиология by admin with comments disabled.