Naukowcy z australijskiego Uniwersytetu Monasha mają już pewność. Życie na Ziemi jest definiowane przez prawa biologii, a nie prawa fizyki. W ostatnich latach pojawiło się coraz więcej wątpliwości dotyczących tej kwestii, ale najnowsze badania, które opisano w Science, rozwiewają je wszystkie.
Czytaj też:Mamy potwierdzenie – zwierzęta potrafią odbierać pozytywne i negatywne emocje
Zespół kierowany przez prof. Craiga White’a zaprezentował matematyczny model wzrostu zwierząt, który opisuje, jak poświęcają one energię na wzrost i reprodukcję w miarę starzenia się i zwiększania rozmiarów. To niezwykle ważna obserwacja, nie tylko dla biologów, ale i uczonych z innych dziedzin przyrodniczych.
Prof. Craig White mówi:
Pomimo faktu, że żywe organizmy nie mogą łamać praw fizyki, ewolucja okazała się wyjątkowo sprawna w znajdowaniu luk.
Prawo nad prawami
Do tej pory biolodzy mieli problem z nieproporcjonalnym (tzw. allometrycznym) związkiem między metabolizmem energetycznym a wielkością. Potwierdzono, że jest on zgodny z prawami biologii.
Prof. Craig White dodaje:
Odkrycie, że metabolizm zwierząt można wyjaśnić bez odwoływania się do fizycznych ograniczeń oznacza, że szukaliśmy w złym miejscu, jeśli chodzi o znalezienie odpowiedzi, dlaczego ten powszechny wzór występuje. Uważamy, że ograniczenia fizyczne nie napędzają tak wielu obserwowanych przez nas zjawisk biologicznych, jak wcześniej przypuszczano, a sama ewolucja ma szerszy zakres opcji niż wcześniej sądzono.
Podczas ewolucji każdego organizmu, wzrostowi wielkości towarzyszy zwykle mniej niż proporcjonalny wzrost wymagań energetycznych. Duże zwierzęta spalają mniej energii i często wymagają mniej pożywienia niż małe. Dobrym przykładem są ryjówki, które potrzebują codziennie pochłonąć pokarm o równowartości aż trzykrotności swojej masy ciała. Walenie jedzą dziennie kryl o równowartości masowej zaledwie 5-30% masy swojego ciała. Jak to możliwe?
Czytaj też:Biologia zaskakuje w tym jednym przypadku. Chodzi o kształt naszego mózgu
Prof. Craig White wyjaśnia:
Nasze badanie argumentuje przeciwko konwencjonalnej mądrości, że biologiczne wzorce, takie jak skalowanie allometryczne, występują z powodu ograniczeń fizycznych. Opracowaliśmy matematyczny model wzrostu zwierząt, który opisuje, jak zwierzęta przesuwają swoją alokację energii ze wzrostu na reprodukcję, gdy rosną w wieku i rozmiarze, i pokazują, że reprodukcja w ciągu życia jest zmaksymalizowana, gdy metabolizm skaluje się nieproporcjonalnie do wielkości.
Warto zaznaczyć, że wiele modeli pochodzących z początku XIX w. wykorzystywało fizyczne lub geometryczne ograniczenia, aby wyjaśnić tę rozbieżność. Nowy model sugeruje, że metabolizmy wszystkich organizmów żywych są najlepszymi, jakie mogłyby się u nich pojawić i dlatego zostały utrwalone w trakcie ewolucji. Decydują o tym prawa biologii, a nie prawa fizyki, jak przez długi czas uważano.