В работе, опубликованной 8 января в журнале Nature Ecology & Evolution, трио ученых из университетов в Соединенных Штатах и Соединенном Королевстве описывает динамическое, которое началось с происхождения жизни на Земле 4 миллиарда лет назад. Они сообщают, что независимо от весьма различного размера тела, местоположение и жизненная история, большая часть завода, животного и микробных разновидностей одинаково «пригодны» в борьбе за существование. Это вызвано тем, что каждый передает приблизительно ту же самую сумму энергии по ее жизни, чтобы произвести следующее поколение ее разновидностей.«Это означает, что каждый слон или голубой кит не вносят больше энергии за грамм родителя к следующему поколению, чем форель или даже бактерия», сказал соавтор Чарльз А.С.
Холл, эколог систем с Колледжем Науки об окружающей среде и Лесоводства (ESF) в Сиракузах, Нью-Йорк. «Мы нашли, скорее удивительно, исследовав производительность и время поколения тысяч заводов, животных и микробов, что каждый передаст, в среднем, ту же самую сумму энергии к следующему поколению за грамм родителя, независимо от размера. Одноклеточная водная морская водоросль воссоздает свою собственную массу тела за один день, но живет в течение только дня.
Большая слониха занимает годы, чтобы произвести ее первого ребенка и живет намного дольше, чем морская водоросль. Для всех растений и животных всех размеров эти два фактора – темп производства биомассы и время поколения – точно уравновешивает друг друга, таким образом, каждый вносит ту же самую энергию за грамм родителя к следующему поколению в их жизни."Итог, Холл сказал, то, что все организмы, в среднем, одинаково подходят для выживания.
Соавтор зала, Джеймс Х. Браун, физиологический эколог в Университете Нью-Мексико, сказал, «То, что все организмы почти одинаково пригодны, имеет глубокие последствия для эволюции и постоянства жизни на Земле».Третий автор на работе, которая была опубликована онлайн, является математическим биологом Ричардом М. Сибли из Университета Чтения в Соединенном Королевстве.Ученые занялись интригующим вопросом о жизни на планете, начав с некоторой общепринятой истины. С одной стороны они отметили, микроскопические, одноклеточные бактерии, морские водоросли и протесты, которые весят только несколько микрограммов, прожигают жизнь, производят много новой биомассы в день или даже в минуту и умирают молодые, часто в течение часов.
С другой стороны, млекопитающие, такие как 100-футовый голубой кит могут соответствовать 100 годам, но произвести новую биомассу, включая младенцев, намного более медленно.Авторы задают широкий вопрос: Как может, такое огромное изменение в воспроизводстве и выживании позволяет постоянство и сосуществование такого количества разновидностей?
Их ответ: Поскольку есть универсальный компромисс в том, как организмы приобретают, преобразовывают и расходуют энергию для выживания и производства в рамках ограничений, наложенных физикой и биологией.В их исследовании авторы построили модель из энергетического распределения, на основе данных, включающих ставки энергетических инвестиций в рост и воспроизводство, времена поколения (обычно рассматривал 22 – 32 года для людей), и размеры тела сотен разновидностей в пределах от микробов млекопитающим и деревьям. Они нашли точно равные, но противоположные отношения между темпом роста и время поколения среди всех этих организмов.Конечный результат – то, что авторы называют «равной парадигмой фитнеса».
Разновидности почти одинаково подходят для выживания, потому что они все посвящают то же самое количество энергии за единицу массы тела, чтобы произвести потомков в следующем поколении; за более высокую деятельность и более короткую жизнь маленьких организмов точно компенсируют более медленная деятельность и большая долговечность больших организмов.Холл сказал, что компромисс между темпом проживания и время поколения – одна причина большого разнообразия жизни на Земле: ни у Какого размера или формы жизни нет встроенного преимущества перед другим. Очевидная выгода того, чтобы быть больше (например, более крупные мужчины, более вероятно, победят в борьбе за помощников), за компенсирует то, что более крупные животные, как правило, менее продуктивны со временем.
«Нет никакого единственного способа жить и использовать энергию, которая является лучшей», сказали Холл и Браун. «Учитывая множество условий окружающей среды на планете, один вид организма мог бы получить временное преимущество, но такой прибыли будет скоро противостоять другой, конкурирующие организмы. Результат – то, что эволюционный биолог Ли Ван Вэлен назвал ‘Красным явлением Королевы’, на основе Льюиса Кэрролла Через Зеркало: Все разновидности должны продолжать бежать, чтобы не отставать от других и остаться в эволюционной гонке».