Hvilken art er bedst egnet til livet? Alle har lige chancer siger videnskabsmænd

Der er mere end 8 millioner arter af levende ting på Jorden, men ingen af ​​dem-fra 100 fod blåhvaler til mikroskopiske bakterier-har en fordel i forhold til de andre i den universelle kamp for tilværelsen.

I et papir, der blev offentliggjort 8. januar i det prestigefyldte tidsskrift Natur Økologi &Evolution , en trio af videnskabsmænd fra universiteter i USA og Storbritannien beskriver den dynamik, der begyndte med livets oprindelse på Jorden for 4 milliarder år siden. De rapporterer, at uanset meget forskellig kropsstørrelse, placering og livshistorie, de fleste planter, dyre- og mikrobielle arter er lige "egnede" i kampen for tilværelsen. Dette skyldes, at hver overfører omtrent den samme mængde energi i løbet af sin levetid for at producere den næste generation af sin art.

"Det betyder, at hver elefant eller blåhval ikke bidrager med mere energi pr. gram forælder til næste generation end en ørred eller endda en bakterie, "sagde medforfatter Charles A.S. Hall, en systemøkolog ved College of Environmental Science and Forestry (ESF) i Syracuse, New York. "Vi fandt, ret forbavsende, ved at undersøge produktionshastigheden og generationstiden for tusindvis af planter, dyr og mikrober, som hver ville give videre, gennemsnitlig, samme mængde energi til den næste generation pr. gram forælder, uanset størrelse. En encellet akvatisk alge genskaber sin egen kropsmasse på én dag, men lever kun en dag. En stor hunelefant tager årevis at få sin første baby, og lever meget længere end algen. For alle planter og dyr af alle størrelser balancerer disse to faktorer - hastigheden af ​​biomasseproduktion og generationstid - hinanden nøjagtigt, så hver af dem bidrager med den samme energi pr. gram forældre til den næste generation i deres levetid."

Bundlinjen, Hall sagde, er, at alle organismer er, gennemsnitlig, lige så egnet til at overleve.

Halls medforfatter, James H. Brown, en fysiologisk økolog ved University of New Mexico, sagde, "Den kendsgerning, at alle organismer er næsten lige velegnede, har dybtgående implikationer for evolutionen og persistensen af ​​liv på Jorden."

Den tredje forfatter på papiret, som blev offentliggjort online, er matematisk biolog Richard M. Sibly fra University of Reading i Storbritannien.

Forskerne besvarede et spændende spørgsmål om livet på planeten, begyndende med noget almindelig viden. På den ene side, de bemærkede, mikroskopisk, encellede bakterier, alger og protister, der kun vejer et par mikrogram, lever hurtigt, generere meget ny biomasse pr. dag eller endda pr. minut, og dø ung, ofte inden for timer. På den anden side, pattedyr som en 100 fods blåhval kan leve op til 100 år, men generere ny biomasse, inklusive babyer, meget langsommere.

Forfatterne stiller et omfattende spørgsmål:Hvordan kan en sådan enorm variation i reproduktion og overlevelse tillade vedholdenhed og sameksistens af så mange arter? Deres svar:Fordi der er en universel afvejning i, hvordan organismer erhverver sig, transformere og bruge energi til overlevelse og produktion inden for begrænsninger pålagt af fysik og biologi.

I deres forskning, forfatterne byggede en model for energiallokering, baseret på data, der involverer energiinvesteringer i vækst og reproduktion, generationstider (almindeligvis betragtes som 22 til 32 år for mennesker) og kropsstørrelser af hundredvis af arter lige fra mikrober til pattedyr og træer. De fandt et nøjagtigt lige, men modsat forhold mellem væksthastighed og generationstid blandt alle disse organismer.

Nettoresultatet er, hvad forfatterne kalder "lige fitness-paradigmet." Arter er næsten lige egnede til at overleve, fordi de alle bruger den samme mængde energi pr. kropsvægtsenhed til at producere afkom i næste generation; små organismers højere aktivitet og kortere levetid kompenseres nøjagtigt af store organismers langsommere aktivitet og længere levetid.

Hall sagde, at afvejningen mellem levehastighed og generationstid er en årsag til den store mangfoldighed af liv på Jorden:Ingen størrelse eller livsform har en indbygget fordel frem for en anden. De tilsyneladende fordele ved at være større (f.eks. større hanner er mere tilbøjelige til at vinde i konkurrence om makker) kompenseres for, at større dyr typisk er mindre produktive over tid.

"Der er ingen enkelt måde at leve og bruge energi på, der er bedst, "Hall og Brown sagde." I betragtning af de mange miljøforhold på planeten, en slags organisme kan opnå en midlertidig fordel, men sådanne gevinster vil snart blive imødegået af andre, konkurrerende organismer. Resultatet er, hvad evolutionærbiologen Leigh Van Valen kaldte 'Red Queen -fænomenet, 'baseret på Lewis Carroll's Through the Looking Glass:Alle arter skal blive ved med at løbe for at følge med andre og blive i den evolutionære race. "