Budżet energetyczny organizmu zwierzęcego

Do prawidłowego przebiegu procesów życiowych wszystkie organizmy potrzebują substancji odżywczych. Zachodzące w ustroju przemiany materii wymagają ciągłego dostarczania paliwa, jakim jest pokarm. Cukry, tłuszcze i – w mniejszym stopniu – białka zaspokajają potrzeby energetyczne zwierząt.

Wielkość potrzeb energetycznych uwarunkowana jest przynależnością do organizmów zmienno- lub stałocieplnych. Temperaturę ciała zwierząt zmiennocieplnych warunkuje temperatura otoczenia. Płazy i gady, zanim rozpoczną poszukiwania pokarmu, muszą wygrzać się w promieniach słońca, co podnosi ich temperaturę ciała i pozwala na aktywność fizyczną. Również po zdobyciu pożywienia zwierzęta ektotermiczne przebywają w zasięgu potencjalnego źródła ciepła, co reguluje przebieg ich procesów trawiennych w odpowiednim tempie i gwarantuje przekształcenie substancji odżywczych w związki budulcowe oraz energię niezbędną do procesów życiowych.

Organizmy stałocieplne same regulują temperaturę organizmu, w zależności od potrzeb podwyższając ją lub obniżając, co, odpowiednio, przyspiesza bądź spowalnia metabolizm.

Wymagania energetyczne uwarunkowane są między innymi stosunkiem powierzchni ciała organizmu do jego objętości. W przypadku mniejszych zwierząt, takich jak drobne gryzonie czy kolibry, stosunek ten jest niekorzystny: powierzchnia ciała jest większa niż jego objętość, stąd ciepło wytworzone przez organizm jest intensywniej oddawane do otoczenia. Pociąga to za sobą konieczność ciągłego poszukiwania pokarmu będącego źródłem energii.

Kolejnym uwarunkowaniem związanym z nakładami energetycznymi jest płeć organizmu. W zależności od gatunku większe zapotrzebowanie na energię mogą mieć samice, na przykład wydatkując ją na produkcję jaj u ptaków, bezkręgowców czy płazów. Zwiększone zapotrzebowanie na energię u samców może być z kolei związane z koniecznością walki o samicę lub regularnymi utarczkami o utrzymanie obszaru rozrodczego.

Bilans energetyczny organizmów, czyli sposób porównania ilości energii dostarczonej z pokarmem z wydatkami energetycznymi, można podzielić na trzy rodzaje. Pierwszy to bilans zrównoważony, w którym ilość energii wytworzonej jest równa energii wykorzystanej.

Drugi to bilans dodatni. W tym przypadku wielkość energii wydatkowanej jest mniejsza niż ilość energii dostarczanej z pokarmem. Natomiast w bilansie ujemnym energia wydatkowana na procesy życiowe jest większa niż uzyskana z pokarmu.

Dla organizmu najkorzystniejszy jest bilans zrównoważony – przy dodatnim bilansie energetycznym dochodzi do wzrostu masy ciała, czego jednak nie obserwuje się naturalnie w przyrodzie. Inaczej jest na przykład ucywilizowanej populacji ludzkiej, gdzie nadmiar energii z pożywienia powoduje otyłość i sprzyja rozwojowi chorób cywilizacyjnych – schorzeń układu krążenia, niektórych chorób nowotworowych czy dolegliwości ze strony układu pokarmowego.

Ujemny bilans energetyczny doprowadza z kolei do utraty masy ciała, osłabienia organizmu i wzrostu podatności na choroby, w tym także na zarażenia pasożytnicze.

W populacjach organizmów żywych zasoby energetyczne fluktuują. W zależności od pory roku i dostępności pożywienia bilans ujemny zostaje sezonowo przekształcony w dodatni i odwrotnie.