Мощность биологических процессов всех живых существ оказалась на удивление схожей

Энергопотребление большинства живых организмов лежит в диапазоне всего от 0,3 Вт до 9 Вт на килограмм веса, хотя сам вес может меняться на 20 порядков. Возможно, существует своего рода оптимальная метаболическая мощность около 4 Вт/кг, характерная как для крохотных бактерий, так и для огромных слонов.

Анастасия Макарьева из Петербургского института ядерной физики имени Константинова и её коллеги из России, США и ЮАР сравнили среднее энергопотребление в покое в клетках более чем 3 тысяч живых существ и обнаружили, что экстремальные значения этой величины отличались друг от друга всего на четыре порядка. Для большинства же животных диапазон оказался ещё меньше – 55% животных попали в диапазон от 1 Вт/кг до 10 Вт/кг. Работа учёных опубликована в Proceedings of the National Academy of Sciences.

Учёным не удалось также найти какого-то заметной зависимости, связывающей массу тела живого существа и его энергопотребления по всему живому миру. Прежние исследования, проведённые для отдельных таксонов, показывали, что удельное энергопотребление падает с увеличением массы, как масса в степени –1/3 или –1/4.

Макарьева и её коллеги проследили подобные зависимости с показателями в диапазоне –0,2…–0,4 для большинства таксонов, однако «нуль-пункты» этих зависимостей не совпадают, потому и единой связи между массой и скоростью метаболизма найти не удалось. Кроме того, учёные показали, что удельное энергопотребление доядерных организмов с увеличением их массы возрастает.

Авторы работы полагают, что найденное ими значение может являться неким оптимумом гомеостатического энергопотребления, поскольку все исследованные организмы долгое время находятся под гнётом естественного отбора.