Влияние температуры на интенсивность метаболизма у двух видов круглоголовок

Известия Самарского научного центра Российской академии наук. 2014. Т. 16, № 5(1) УДК 591.121.3+598.112

ВЛИЯНИЕ ТЕМПЕРАТУРЫ ИА ИНТЕНСИВНОСТЬ МЕТАБОЛИЗМА У ДВУХ ВИДОВ

КРУГЛОГОЛОВОК

О 2014 Н.А. Четанов, Н.А. Литвинов, М.В. Югов

Пермский государственный гуманитарно-педагогический университет, г. Пермь

Получены данные по интенсивности метаболизма у двух видов круглоголовок: такырной Phrynocephalus helioscopus (Pallas, 1771) и вертихвостки Phrynocephalus guttatus (Gmelin, 1789) при разных температурах. Выявлена меньшая зависимость интенсивности метаболизма от температуры окружающей среды у такырной круглоголовки, что, по всей видимости, объясняется ее лучшей адаптированностью к высоким температурам.

Ключевые слова: интенсивность метаболизма, Phrynocephalus helioscopus, Phrynocephalus guttatus

ВВЕДЕНИЕ

Интенсивность метаболизма у рептилий непостоянна. Она резко меняется в зависимости от изменения температуры [2] и множества других факторов, таких, как характер питания или просто наличие пищи [5], от условий освещенности, времени года [6].

Метаболизм рептилий изучается уже давно. Первые наблюдения за интенсивностью метаболизма у рептилий были сделаны еще в 1849 году [4]. В 1963 году Джордж Бартеломью и Вейнс Такер [1] опубликовали уравнение зависимости метаболизма от размеров тела у ящериц: Рмет= 1,788 м,1™

С помощью данной формулы, зная массу тела ящерицы, можно высчитать интенсивность её метаболизма.

Пожалуй, наиболее полный обзор данных по метаболизму у пресмыкающихся представлен в работе Альберта Беннетта и Вильяма Доусона [3], в ней приводятся данные по уровню метаболизма у нескольких десятков видов рептилий. Также в данной работе достаточно подробно рассмотрено влияние температуры на интенсивность протекания обменных процессов в организме пресмыкающихся.

Однако практически все работы по изучению метаболизма у рептилий проводились зарубежными исследователями на видах, не встречающихся на территории бывшего СССР. Слабая изученность данного вопроса и определяет цель нашей работы - определение уровня метаболизма у двух видов круглоголовок: такырной Phrynocephalus helioscopus (Pallas, 1771) и вертихвостки Phrynocephalus guttatus (Gmelin, 1789) при разных температурах.

Четанов Николай Анатольевич, кандидат биологических наук, старший преподаватель кафедры зоологии, chetanov@yandex.ru; Литвинов Николай Антонович, кандидат биологических наук, доцент, заведующий кафедрой зоологии; Югов Максим Владимирович, аспирант кафедры

зоологии

МАТЕРИАЛ И МЕТОДЫ

Определение интенсивности метаболизма у объектов эксперимента проводилось косвенным путем по потреблению кислорода в закрытой дыхательной системе [7].

Всего было проведено 24 эксперимента с такырной круглоголовкой и 11 - с круглоголовкой-вертихвосткой при температурах от +10 до +40°С.

Предварительно взвешенное животное помещалось в герметичный контейнер на 4 часа, тер-мостатируемый при заданной температуре в темноте. После чего с помощью газоанализатора ПКГ-4-К-Н определялась разница в объемном содержании кислорода в начале и конце эксперимента.

На основании полученных данных по объемной доле кислорода в воздухе контейнера высчи-тывалось его потребление в единицу времени на единицу массы.

При статистической обработке результатов применялась линейная аппроксимация данных.

Для оценки уровня взаимосвязи температуры и потребления кислорода использовался коэффициент ранговой корреляции Спирмена.

Межвидовые сравнения удельного потребления кислорода проводились с помощью II-критерия Манна-Уитни.

РЕЗУЛЬТАТЫ И ОБСУЖДЕНИЕ

Эксперименты с такырной круглоголовкой проводились при температурах 10, 20, 30 и 40°С, с круглоголовкой-вертихвосткой - только при температурах 30 и 40°С (рис.).

Как видно из графика, при температурах ниже 30°С, у такырной круглоголовки наблюдается достаточно стабильный и невысокий уровень потребления кислорода, при температурах выше 30°С наблюдается его постепенное увеличение.

У круглоголовки-вертихвостки также наблюдается повышение удельного потребления кислорода с повышением температуры, причем более резкое, чем у такырной круглоголовки. Обе зависимости вполне корректно аппроксимируются, о

Наземные экосистемы

М±т, мг/г-ч

0,22±0,032

0Д9±0,035

Температура, °С

Р. ЬеНоэсориз

Р. каПсйия

Р. ЬеНоэсориз

Р.

Р. ЬеИоэсориэ

Р.

Р. ЬеМоясория

Р.

0,42±0,026

0,64±0,049

<0,05

0,54±0,101

0,89±0,058

<0,05

Температур л, °С

• Удельное потребление кислорода такырной круглоголовкой, мг/г-ч

А Удельное потребление кислорода такырной круглоголовкой, ыг г-ч

Линейная регрессия

Линейная регрессия

Рис. Зависимость потребления кислорода от температуры у двух видов круглоголовок

Таблица 1. Сравнение удельного потребления кислорода двумя видами круглоголовок при различных температурах

чем свидетельствует достаточно высокое значение коэффициентов достоверности аппроксимации Я".

Выяснено, что присутствует статистически достоверная связь между рассматриваемыми параметрами: для такырной круглоголовки г°= 0,611 (р < 0,01), для круглоголовки-вертихвостки -/•/= 0,773 (р< 0,01).

Таким образом, можно сделать предварительный вывод, что удельное потребление кислорода из двух видов круглоголовок в большей степени зависит от температуры у круглоголовки-вертихвостки.

При сравнении удельного потребления кислорода двумя видами круглоголовок были выявлены статистически достоверные различия как при 30, так и при 40°С (табл. 1).

Известия Самарского научного центра Российской академии наук. 2014. Т. 16, № 5

На наш взгляд, более низкое потребление кислорода такырной круглоголовкой объясняется ее лучшей адаптерованностью к высоким температурам.

29.

Работа выполнена при поддержке ПСР/НИР-

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

1. Bartholomew G.A., Tucker V.A. Control of changes in body temperature, metabolism, and circulation by the agamid lizard, Amphibolurus barbatus II Physiol. Zool. 1963. V. 36. P. 199-218.

2. Bennett A.F. Structural and functional determinates of metabolic rate //Amer. Zool. 1988. V. 28. P. 699-708.

3. Bennett A.F., Dawson W.R. Metabolism / In C. Gans & W.R. Dawson (Eds.) Biology of the Reptilia. Vol. 5, Physiology A. Academic Press, London. 1976. pp. 127223.

4. Regnault V., Reiset J. Recherches chimiques sur la respiration des animaux des diverses classes // Annls Chim. Phys. 1849. Sir 3, 26. P. 299-519.

5. Secor S.M., Diamond J.M. A vertebrate model of extreme physiological regulation // Nature. 1998. V. 395. P. 659-662.

6. Toledo L.F., Brito S.P., Milsom W.K., Abe AS. & Andrade D.V. Effects of season, temperature, and body mass on the standard metabolic rate of Tegu lizards (Tupi-nambis merianae) II Physiol. Biochem. Zool. 2008. V. 81(2). P. 158-164.

7. Vleck D. Measurement of 02 consumption, C02 production, and water vapor production in a closed system // J. App. Phys. 1987. V. 62. P. 2103-2106.

EFFECT OF TEMPERATURE ON THE METABOLIC RATE IN TWO SPECIES

PHRYNOCEPHALUS

© 2014 N.A. Chetanov, N.A. Litvinov, M.V. Yugov

Perm State Humanitarian Pedagogical University, Perm

The data on the metabolic rate in two species: sunwatcher toadhead agama Phrynocephalus helioscopus (Pallas, 1771) and spotted toadhead agama Phrynocephalus guttatus (Gmelin, 1789) at different temperatures. Revealed a smaller dependence of the intensity of metabolism of the ambient temperature at the sunwatcher toadhead agama that, apparently due to its better adaptation to high temperatures.

Key words: metabolism intensity, Phrynocephalus helioscopus, Phrynocephalus guttatus

Chetanov Nikolay Anatolevich, Candidate of Biology, Senior Lecturer of Zoology Department chetanov@yandex.ru; Litvinov, Nikolai Antonovich, Candidate of Biology, Associate Professor, Head of the Department of Zoology, Ganshchuk@mail.ru; Yugov Maxim, a Post-graduate Student of the Department of Zoology, Ganshchuk@mail.ru