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来自研究机构

破译生命的方程式

日期:
2019年12月11日
来源:
亚利桑那大学
简介:
研究得出了一组方程,这些方程描述并预测了生命的共性,尽管生命有着巨大的多样性。这一新理论允许对科学可能无法很好理解的生物体进行预测。
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完整的故事

亚利桑那大学(University of Arizona)领导的一项研究得出了一组方程,这些方程描述并预测了生命的共性,尽管生命有着巨大的多样性。

“我们的研究发展了一个通用理论,用所有物种共同的简单规则来研究生命的非凡多样性。“我们可以进一步应用这些规则来预测我们可能知之甚少的物种的特定特征,”约瑟夫'罗比'伯格说,他是亚利桑那大学环境研究所和桥梁生物多样性与保护科学项目的生态学和进化生物学博士后。爱博网投领导者这些特定的特征,包括有机体繁殖和死亡的时间,称为生物体的生活史。

伯格是发表在该杂志上的一篇论文的主要作者美国国家科学院院刊这项研究还包括来自密苏里大学科技大学和新墨西哥大学的合作者。

他说:“当考虑到生命形式的巨大多样性时,生命似乎非常复杂,不可能那么可预测。”但无论你是像鲸鱼一样大还是像浮游生物一样小,无论你是一次产数百万个蛋的巨大蛤蜊还是一生只生几只250磅重的小象,所有物种都在普遍的生物物理限制下进化,繁殖,成长,生存和替换。

“如果你对数学模型施加这些约束,那么某些统一的模式就会出现,”伯格说。

限制因素之一是人口结构。无论一生中产生多少后代,平均而言,只有两个存活下来取代父母。另一个限制是质能平衡。生物将能量分配给身体的维持、生长和繁殖,所有这些都必须在生命周期中保持平衡。

施加这些限制解释了生物体如何繁殖的两个基本权衡:后代数量和大小之间的权衡,以及亲代对后代的投资和后代生长之间的权衡。

伯格说:“这些方程最酷的地方在于,要解出它,你只需要知道两个值——独立时后代的体型和成年后的体型。”“如果你把它代入方程,你就能得到一个生物体一生中产生的后代数量,以及无数其他生命史特征。”

为了对生物如何将能量分配给生长、繁殖和生存有新的认识,伯格和他的同事们汇编了已发表的关于稳定种群中各种野生动物生活史的数据。

他们的新理论完善了对生命史权衡的旧理解。过去的假设是后代的大小和数量以相同的速度增加或减少。例如,大象的幼崽相对较大,所以它们一生中只有很少的幼崽,而金枪鱼则会产生数百万个小卵。事实证明,这种关系并不是那么直接,这一认识激发了伯格的研究。

他说:“我们现在需要通过开发用户友好的编程工具,与现场科学家合作,完善生态系统模型,并为管理决策提供信息,将这些方程付诸实践。”

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故事来源:

材料所提供的亚利桑那大学注:内容可能会根据风格和长度进行编辑。


期刊引用

  1. Joseph Robert Burger, Chen Hou, James H. Brown。走向生命历史的新陈代谢理论美国国家科学院院刊, 2019;201907702 . DOI:10.1073 / pnas.1907702116

引用此页

亚利桑那大学。“破译生命的方程式。”《科学日报》。《科学日报》,2019年12月11日。< www.koonmotors.com/releases/2019/12/191211115640.htm >。
亚利桑那大学。(2019年12月11日)破译生命的方程式。《科学日报》.2023年6月22日检索自www.koonmotors.com/releases/2019/12/191211115640.htm
亚利桑那大学。“破译生命的方程式。”《科学日报》。www.koonmotors.com/releases/2019/12/191211115640.htm(2023年6月22日访问)。

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