Sapiens на диете. Всемирная история похудения, или Антропологический взгляд на метаболизм

Скорость обмена веществ также формирует жизненный цикл в отдельно взятой группе. Для каждой из основных групп позвоночных — плацентарных млекопитающих (приматов и других), сумчатых, пресмыкающихся, птиц, рыб, амфибий — скорость метаболизма растет с увеличением размеров тела (см. Рис. 3.2). Так же, как мы видели на примере скорости основного обмена человека ранее, количество калорий в день резко повышается у мелких животных, а вот у более крупных видов, наоборот, снижается. Это так называемый метаболический закон Клайбера, названный в честь швейцарского диетолога Макса Клайбера, который вместе с другими исследователями описал взаимосвязь между скоростью обмена веществ и массой тела в 1930-х годах. Используя измерения скорости основного обмена для целого ряда видов, Клайбер утверждал, что скорость метаболизма пропорциональна массе организма в соотношении 3/4. С момента этого предположения прошло почти столетие, и теперь мы также знаем, что этот принцип верен для общих ежедневных энергетических затрат, а не только для скорости основного обмена. Кривая показаний для каждый группы различается — например, график рептилий находится ниже, чем млекопитающих, но все они имеют показатель степени (форму кривой) около 0,75, как показано на Рис. 3.2.

Как мы видим на Рис. 3.2, суточные затраты энергии зависят от размера тела: более крупные животные сжигают больше калорий в день.

Рис. 3.3. Суточные затраты энергии у млекопитающих, птиц, приматов и рептилий, не являющихся приматами (НП[25]).Птицы и млекопитающие-неприматы (НП) тратят гораздо больше энергии каждый день, чем приматы, сумчатые и рептилии. Более крупные животные расходуют больше энергии каждый день (слева). Но мелкие животные сжигают гораздо больше энергии на кг, чем крупные (справа), согласно закону Клайбера. Виды с большими затратами энергии на кг, как правило, растут быстрее, размножаются активнее и умирают в более раннем возрасте, чем виды с меньшим расходом на кг. Приматы (включая человека) расходуют гораздо меньше энергии каждый день, чем другие млекопитающие, что соответствует их долгому жизненному циклу.

Но показатель меньше 1 означает, что маленькие животные сжигают намного больше энергии на килограмм ткани, чем крупные. По причинам, которые до сих пор не вполне понятны науке, клетки мелких животных работают усерднее и сжигают калории быстрее. Каждая клетка мыши ежедневно тратит в десять раз больше энергии, чем клетка оленя.

Темпы роста и воспроизводства можно описать теми же самыми характерными кривыми. У птиц, млекопитающих (приматов и других) и рептилий скорость роста и размножения становится больше с увеличением массы тела в степени 0,75 по шкале Клайбера, начиная от 0,45 до 0,82 (Рис. 3.2). Это означает, что при своих размерах тела маленькие животные растут и размножаются быстрее, чем более крупные. Самка северного оленя весом 100 кг рожает одного 6-килограммового детеныша каждый год, что эквивалентно 6 процентам ее собственного веса тела. За это же время самка мыши весом в 25 г производит на свет пять раз по семь детенышей, что эквивалентно 500 процентам массы ее тела. Эта разница вполне соответствует десятикратно более высокой скорости клеточного метаболизма мыши. Темпы роста сравниваются таким же образом. Мыши вырастают в тридцать раз больше своего веса при рождении всего за сорок два дня, а северные олени — в пятнадцать раз, и это занимает у них почти два года. Скорость обмена веществ — не единственное, что определяет темпы роста и размножения, но она, несомненно, задает определенные рамки.

Миллиард ударов сердца

Скорость обмена веществ также, по-видимому, определяет, сколько времени мы живем. Когда мы смотрим на собак, кошек, хомяков и других животных, то замечаем, что у всех видов разная продолжительность жизни. Хомяки счастливо живут три года, кошка может дожить до 15 лет. Мы, люди, можем спокойно рассчитывать на жизнь до 80 лет, и никто из нас не молится прожить два столетия, как гренландский кит. Вместо этого, даже если нам повезло избежать несчастных случаев и болезней, мы неизбежно умрем по «естественным причинам». Однако почему мы надеемся на такую смерть? И, главное, почему некоторые виды могут жить веками, в то время как другим отведено всего лишь несколько месяцев?