Биология

Ученые вывели уравнения биоразнообразия жизни

Dano/Flickr

Исследователи из США создали набор уравнений, которые описывают и предсказывают общие черты развития всех форм жизни, несмотря на их огромное разнообразие. Статья ученых была опубликована в Proceedings of the National Academy of Sciences.

«Наше исследование развивает теорию биоразнообразия, используя простые правила, общие для всех видов. Мы можем далее применять эти правила для предсказания конкретных особенностей видов, о которых мы, возможно, знаем сейчас очень мало», — рассказал один из исследователей, постдокторант Университета Аризоны Джозеф Бургер.

Хотя количество форм жизни огромно, а их эволюционная история достаточно сложна, ученые полагают, что есть универсальные механизмы и ограничения, которые движут распространением и развитием организмов. В своей работе ученые как раз представили такие биофизические ограничения и наложили их на математическую модель, чтобы лучше понять эволюцию отдельных видов и их особенности.

Одним из сдерживающих факторов оказалась демография. Независимо от количества потомства, произведенного за всю жизнь, в среднем из всех них выживают только две особи, заменяющие родителей. Другим ограничением является баланс массы и энергии. Живые существа выделяют энергию для поддержания жизнедеятельности организма, роста и размножения. Но количества потребляемой и выделяемой в окружающую среду энергии и массы должны уравновешиваться в течение всего жизненного цикла.

Чтобы лучше понять, как устроены эти балансы энергии и массы, ученые использовали в своей работе массивы данных о жизни различных видов животных в стабильных популяциях. Их новая теория уточняет старые представления о компромиссах в истории развития жизни. В прошлом предполагалось, что размер и численность потомства увеличивались или уменьшались с одинаковой скоростью. Например, у слонов относительно крупные детеныши, так что за всю свою жизнь они вынашивают их немного, в то время как тунец производит миллионы крошечных яиц. Оказывается, что такие отношения не так уж и просты, и новые уравнения показывают это.

«Теперь мы планируем применить эти уравнения на практике, разработав удобные инструменты программирования, сотрудничества с учеными, проводящими полевые исследования, совершенствования моделей экосистем и информирования», — говорит Бургер.

Понравился материал? Добавьте Indicator.Ru в «Мои источники» Яндекс.Новостей и читайте нас чаще.