ИСТИНА

тчет В.М.Гаврилова за 2016 год Методические основы оперативного расчета материально-энергетического баланса аэробного метаболизма были рассмотрены на примере сохранения теплового баланса птиц при высоких температурах среды. Сохранение теплового баланса при высоких температурах среды у эндотермных животных актуальная проблема. В 2016 г. закончена разработка стехиометрического метода определения испарительной теплоотдачи у птиц. Метод позволил определить потери воды на испарение (total evaporative water loss, TEWL) для более 60 видов воробьиных птиц и 30 видов неворобьиных птиц во время летних и зимних сезонов и различных температурах окружающей среды. После объединения данных для 102 видов птиц (Williams 1996) и собственных данных для 157 видов птиц при термически нейтральных температурах (в основном 25оС) отношения между TEWL и массы тела: TEWL25оC Aves=0,28m0.70, R2=0,92, где TEWL г H2O в сутки и m - масса тела (г). McNab (2009) показал, что показатель степени при массе тела описывающий аллометрию базального метаболизма (basal metabolic rate, BMR) у птиц равен 0,652 ± 0,007. Показатель степени при массе тела, описывающей аллометрию TEWL у птиц оказался равен 0,701 ± 0,007, который на 0,05 выше, чем для BMR. Если дихотомия между воробьиных и неворобьиными добавляется, показатели степени при массе в уравнениях BMR становится 0,721 ± 0,009 для воробьиных и 0,705 ± 0,010 для неворобьиных (McNab 2009), а показатели степени при массе в уравнениях для TEWL 0,754 и для воробьиных и неворобьиных, который опять же на 0,05 выше, чем для BMR. Oтношение TEWL к массе тела у воробьиных птиц выше, чем у неворобьиных птиц при любых исследованных температурах окружающей среды (0°C, нижней критической температуре, 25°C и верхней критической температуре). Зависимости потерь воды на испарение от массы тела варьируют при разных температурах также как соотношение испарительных и неиспарительных потерь тепла. У воробьиных, TEWL примерно на 25-40% выше, чем у неворобьиных (особенно при высокой ТА), что согласуется с отношением их уровней BMR. Таким образом, большой расход воды на испарение является своеобразной платой за увеличение BMR. TEWL увеличивается с размером тела у воробьиных больше, чем BMR, из-за дополнительных испарительных потерь тепла, в то время как у неворобьиных TEWL и BMR изменяются с массой тела практически одинаково. У неворобьиных в летнее время и в зимнее время TEWL и BMR изменяются с массой тела практически одинаково, что свидетельствует, что у этих птиц поддержание теплового баланса даже при верхней критической температуре не затруднено. У воробьиных, при верхней критической температуре дополнительных механизмов отдачи тепла недостаточно, чтобы сбалансировать производство тепла оставляя неизменным BMR. Эти данные свидетельствуют о том, что высокий уровень базальной скорости метаболизма у воробьиных по сравнению с неворобьиными определяет необходимость для них использовать большее количество воды для испарения чтобы сохранять удовлетворительный тепловой баланса тепла при высоких внешних температурах. Это требование накладывает сильные ограничения на диапазон размеров у воробьиных. Высокий BMR у воробьиных включает в себя не только чистые выгоды, но его поддержание требует более высокого потребления энергии. Эти данные позволили обосновать предположение, что высокий уровень испарительных потерь воды является платой за высокий BMR и более высокую энергетическую мощность воробьиных по сравнению с неворобьиными птицами и других отрядами эндотермных животных. Как показано в предыдущих исследованиях (Gavrilov 1997, 2014), увеличение BMR приводит к увеличению максимальной скорости обмена веществ и росту потенциальной продуктивной энергии, что расширяет экологические возможности. Эти изменения дают много преимуществ, но сводят к минимуму оптимальные размеры. Анализ аллометрических регрессий для энергетических параметров показывает, что воробьиные с массой тела в диапазоне от 5-150 г имеют значительно более высокую продуктивную энергию, чем неворобьиные (Гаврилов, 1997, 2014). Около 80% видов воробьиных имеют массу тела в этом диапазоне. Таким образом, большой расход воды на испарение отражает затраты на более высокой BMR у воробьиных птиц.