Механическая работа, совершаемая при локомоции
Механическая работа, совершаемая при локомоции, обеспечивается энергией, высвобождающейся при химических реакциях в клетках тела животного (см. гл. 11), однако химическая работа необязательно равна по величине механической.
Человек может очень устать, стараясь поднять слишком тяжелый для него предмет однако по определению он не совершает при этом механической работы. Разумеется в его теле происходит метаболическая работа: мышцы используют АТР, т. е. энергию, запасенную в ходе обмена веществ, и их усилия приводят к выделению тепла. Поэтому при оценке эффективности локомоции мы должны учитывать то, что затраченная энергия не всегда вызывает движение тела. Механическая работа определяется величиной массы и расстоянием, на которое она переместилась. Это можно назвать полезной работой. Общие затраты энергии при движении животного измерить труднее, но их можно оценить по интенсивности поглощения кислорода. Тогда эффективность проделанной животным работы (как и к.п.д. любой машины) выразится отношением полезная работа затраченная энергия
Мы увидим далее, что одни локомоторные системы могут быть эффективнее, чем другие, но в то же время иметь ограниченную мощность, т. е. скорость выполнения работы. Как и повсюду в биологии, здесь наблюдается целый ряд компромиссов, среди которых один из важнейших — между эффективностью (к.п.д.) и абсолютной мощностью.
Как показано в приложении 10.2. существует инерция движения; кроме того, на движущиеся организмы влияют силы, действующие в направлении, противоположном направлению перемещения, обусловленные сопротивлением среды. Их роль очень сильно зависит от вязкости (или трения) последней, относительного размера организма и его абсолютной скорости.Число Рейнольдса — это мера относительного влияния инерции и трения. Для очень мелких движущихся систем типа сперматозоидов, жгутиковых, инфузорий, покрытых ресничками личинок и крохотных беспозвоночных вроде коловраток (разд. 4.9) число Рейнольдса очень мало где-то между 10 1 и 10 '. В этих случаях движение почти целиком обусловлено силами трения. Некоторые более крупные беспозвоночные достигают скоростей, при которых число Рейнольдса значительно больше единицы; их движение уже нельзя объяснить лишь действием сил трения. Это относится прежде всего к насекомым и головоногим моллюскам