Échelle Allométrique Métabolique des Organismes Multicellulaires comme Produit du Développement Évolutif et de l'Optimisation des Chaînes Alimentaires

La production d'énergie est une fondation de la vie. Le taux métabolique des organismes (quantité d'énergie produite par unité de temps) augmente généralement plus lentement que la masse des organismes, ce qui a des implications importantes pour l'organisation de la vie. Ce phénomène, lorsqu'il est considéré à travers différents taxons, est appelé échelle allométrique interspécifique. Son origine a intrigué les scientifiques pendant plusieurs décennies et est toujours considérée comme inconnue. Dans cet article, nous posons que la sélection naturelle, déterminée par les pressions évolutives, conduit à une distribution des ressources, et en conséquence de l'énergie, au sein d'une chaîne alimentaire, qui est optimale du point de vue de la stabilité de la chaîne alimentaire, lorsque chaque espèce dispose d'une quantité suffisante de ressources pour une reproduction continue, mais pas trop pour compromettre l'existence des autres espèces. L'échelle allométrique métabolique (EAM) est alors une représentation quantitative de cette distribution optimale. En prenant en compte la locomotion et le mécanisme principal de distribution de l'énergie, nous avons développé un modèle biomécanique pour trouver les dépenses énergétiques, en considérant la longueur des membres, la masse squelettique et la vitesse. En utilisant les exposants allométriques interspécifiques pour ces trois mesures et en les substituant dans le modèle dérivé de locomotion pour les dépenses énergétiques, nous avons calculé les exposants allométriques pour les mammifères, les reptiles, les poissons et les oiseaux, et avons comparé ces valeurs avec les exposants allométriques dérivés d'observations expérimentales. Les exposants allométriques calculés étaient quasiment identiques aux exposants observés expérimentalement pour les mammifères, et très proches pour les poissons, les reptiles et le métabolisme de base (MBR) des oiseaux. Le résultat principal de l'étude est que l'EAM est une fonction d'un mécanisme d distribution optimale de l'énergie entre les espèces d'une chaîne alimentaire. Ce partage optimisé des ressources communes fournit une stabilité d'une chaîne alimentaire pour un habitat donné et est guidé par des pressions évolutives et la sélection naturelle.