iPon Hírek

Háromezer faj nem tévedhet

Dátum | 2012. 07. 24.
Szerző | Jools
Csoport | EGYÉB

Mi a közös a kolibriben és az elefántban? Hát a skorpióban, a varacskosdisznóban, az amőbában és a pálmafában? Egy új tanulmány eredményei alapján a biológia egyik legfontosabb momentuma, mégpedig az, hogy mennyi energiára van szükségük az élethez.

A bevitt tápanyagok mennyisége nyilvánvalóan alapvetően meghatározza a viselkedést és azt, hogy egy adott faj milyen életmódot folytat. De vajon mennyi energia szükséges egy-egy egyed életben maradásához? És milyen összefüggésben van ez a testmérettel?

Első pillantásra úgy tűnhet, hogy egy egér, amelynek szíve ötszázat ver percenként, sokkal gyorsabban égeti el bioenergetikai üzemanyagait, mint egy bálna, amely 7 szívdobbanást produkál ugyanennyi idő alatt. Ez az elképzelés évek óta meghatározó pontja a tudományos kutatásoknak, és számos jelentés erősíti meg, hogy az anyagcsere folyamatainak testtömeg-egységekre lebontott gyorsasága egyre csökken, ahogy egyre nagyobb tömegű állatokat vizsgálnak a tudósok.


Anastassia Makarieva és nemzetközi kutatócsoportja azonban kétkedve tekintett ezen eredményekre, mivel szerintük túlságosan is leegyszerűsítik a képet. Úgy döntöttek tehát, hogy annyi mérést végeznek el és hasonlítanak össze a témában, amennyit csak tudnak. Hamar világossá vált, hogy a meglévő adatokkal komoly gondok vannak, mivel azok gyakran csak különféle szervek energiafelhasználását rögzítették, eltérő számú egyedből vontak le következtetéseket, és különböző korú élőlényeket próbáltak energetikailag összevetni.

A mikrobiális kutatások során például általában az exponenciális növekedés időszakában szokás mérni az energiafelhasználást, az emlősök esetében viszont ugyanezt többnyire nyugalmi periódusokban vizsgálják. A mikrobák anyagcseréjének sebességét a száraz tömeg egységeire lebontva szokás megadni, míg nagyobb állatoknál a nedves tömeg használatos. A növényi kutatások pedig hajlamosak az élőlény egy-egy részére ‒ a levelekre vagy a gyökerekre ‒ koncentrálni.

Világos tehát, hogy valamiféle rendet kellett teremteni a többségükben összehasonlíthatatlan adatok ezen erdejében. Makarieva ezt úgy oldotta meg, hogy kizárólag olyan energetikai információkat vett alapul, amelyek felnőtt (tehát nem növekedő), nyugalmi állapotban lévő, jóllakott organizmusokra vonatkoztak, és ezeket hasonlította össze.


A felmérés végeztével a kutatócsoport 3006 különböző fajjal kapcsolatban rendelkezett adatokkal, és valami egészen meglepőre lettek figyelmesek: az energiafelhasználás meglepően kiegyensúlyozott képet mutat a fajok mindegyikében. Konkrétan 0,3‒9 watt között alakult az egyedek által (nedves) testsúlykilogrammonként felhasznált energia mennyisége. Ez azért is meglepő, mert nagyon változatos méretekben és formákban érkeztek a vizsgált fajok. A legkisebb vizsgált alany, a Francisella tularensis nevű baktérium (az első képen) mindössze 10‒14 grammot nyom, amikor eléri testtömegének maximumát. A skála másik végén az ázsiai elefánt foglalt helyet, amely 4 millió grammos. Az energiafelhasználással kapcsolatos hagyományos meggyőződés szerint ekkora testtömeg-különbség esetén az állatok energiafelhasználása között legalább 65 ezerszeres relatív eltérésnek kellene lennie, Makarieva és kollégái azonban mindössze harmincszoros eltérést találtak.

Az energiafelhasználás ilyetén kiegyensúlyozottsága az élővilágon belül arra utal, hogy valamiféle evolúciós optimumról lehet szó. Makarieva elmélete szerint egyszerűen ez a tartomány bizonyult a legsikeresebbnek az anyagcsere sebessége szempontjából, így az energiát ennél gyorsabb vagy lassabb ütemben égető fajok és egyedek hátrányba kerültek az ebben a zónában operálókkal szemben, és lassan eltűntek a porondról.

Érdekes lehet a szűknek tűnő tartomány további vizsgálata is. Hiszen ha valóban ez az anyagcsere-sebesség az optimális, akkor mit nyer egy-egy faj a kicsit lassabb vagy gyorsabb energiafogyasztás révén? Más szemszögből tekintve a dolgot, ha valóban a 0,3‒9 wattos energiamennyiség az, ami egy kilogrammnyi élethez szükséges, akkor lehetséges, hogy meg kellene változtatni az idegen életformák utáni keresés stratégiáját. A NASA azt mondja, hogy a vizet kell keresni. Lehet, hogy eztán az energiát is célszerű lenne követni.
 

Új hozzászólás írásához előbb jelentkezz be!

Eddigi hozzászólások

23. atti2010
2012.07.24. 08:12
akkor lehetséges, hogy meg kellene változtatni az idegen életformák utáni keresés stratégiáját.

Nem értem hogy miért kell az idegen lények kutatásakor mindig a földi életformát alapul venni hiszen fogalmunk sincs milyen életformák létezhetnek még, és mi van ha teljesen más életformák is létrejöttek amilyenekre nem is gondolunk?
 
Válasz írásához előbb jelentkezz be!
22. zodiac83
2012.07.24. 10:01
@#1:
Ráadásul erre a feltételezett optiumra szvsz legfeljebb annyit mondhatunk, hogy földi körülmények között tűnik annak. Kíváncsi lennék az adatok élettér szerinti eloszlására is. Pl. sarkvidéki vs. sivatagi vs. mélytengeri vs. ... élőlények. Hogyan viszonyul ez az azonos környezetben élő különböző méretű élőlények adatainak eloszlásához?
 
Válasz írásához előbb jelentkezz be!
21. princeps
2012.07.24. 10:10
#1 mert a földit ismerjük, sokban eltérő életformáknak nem is merjük a feltételeit
 
Válasz írásához előbb jelentkezz be!
20. lorddiablo
2012.07.24. 10:19
Csak kötözködés: Ha az indiai elefánt volt a vége, akkor miért egy afrikai elefánt van a képen?
 
Válasz írásához előbb jelentkezz be!
19. atti2010 lordd...
2012.07.24. 10:49
Az Indiai nem járult hozzá a képek médiában való közléséhez, valószínűleg félt a zaklatásoktól.
 
Válasz írásához előbb jelentkezz be!
18. Balucsek
2012.07.24. 12:08
Engem meg az érdekelne, hogy a különböző életvitelű élőlényeknek mennyi az energia szükséglete. Pl egy lajhár ami napi 23 órát döglik a fákon és egy sokkal aktívabb agilisebb élőlény mennyit fogyaszt százon
Nah meg pl hogy az átlagos élethossznak megfelelően melyik jobb pl egy teknős mennyit fogyaszt meg mondjuk egy tiszavirág mennyi energiát használ (bár lehet nem a legjobb összevetés mert utóbbi nem is eszik)
 
Válasz írásához előbb jelentkezz be!
17. atti2010 princ...
2012.07.24. 12:22
Igen de annak a legkisebb az esélye hogy pontosan a földi életformához hasonlót találunk, hiszen valószínű ott más a légnyomás, gravitáció,légkör összetétele,stb, nem kis böszmeség így keresgélni mikor a földön élő élőlények összességét és életkörülményeit sem ismerjük, ráadásul ami nekem a legirritálóbb hogy mindenre próbálják ráhúzni az "embert és annak tulajdonságait", de mi van akkor ha az adott bolygón nem a majomból hanem a húsevő virágból fejlődött ki a civilizáció, ez csak 1 példa mert bármi lehet ami állat vagy növény, köztük olyan is amiről fogalmunk sincs, vagy álmunkban sem jön elő, tehát biztosat próbálnak állítani 1-2-3 ezer fényévnyi bolygók lakóiról mikor még a földet sem ismerik.
 
Válasz írásához előbb jelentkezz be!
16. maverick13
2012.07.24. 12:55
"...a Francisella tularensis nevű baktérium (az első képen) mindössze 10‒14 grammot nyom, amikor eléri testtömegének maximumát."

Hű... Azért az kemény. Nekiáll osztódni, és itt a világvége.
 
Válasz írásához előbb jelentkezz be!
15. hakosh2
2012.07.24. 13:03
@atti2010: szóval az a gondod, hogy a Földhöz hasonló bolygókon földihez hasonló életet keresnek, mert azt ismerik. Tudsz ettől jobbat? Most legalább tudják, hogy mit keressenek.
 
Válasz írásához előbb jelentkezz be!
14. atti2010 hakos...
2012.07.24. 13:17
És hány százalék az esély hogy a földi körülmények megismétlődnek? Például ha a hold nem lenne akkor mi sem, apró dolog de számottevő, ha a Jupiter nem lenne akkor mi sem stb. nagyon sok a ha! vajon megismétlődhetett valaha? Szerintem sokkal nagyobb az esély hogy élőlények a mienktől totálisan eltérő körülmények között születtek.
 
Válasz írásához előbb jelentkezz be!
13. Asagrim atti2...
2012.07.24. 13:54
Túlértékeled a szerepüket, itt az a lényeg hogy van-e élet vagy nincs, az hogy milyen az mindegy. Élet márpedig mindenképpen megjelent volna a földön, Hold és Jupiter nélkül is, max soha nem alakult volna ki komplex formában, maradt volna sejt szinten.

Az ember maga már valóban más tészta, mert több tucat dolog volt szükséges a megjelenéséhez.
 
Válasz írásához előbb jelentkezz be!
12. atti2010 Asagr...
2012.07.24. 14:00
Nem értékelem túl mert pld. a Jupiterben akkora becsapódások vannak mint maga föld átmérője, ha nem vonzotta volna oda ezeket a meteorokat a nagy tömege által a földet már rég szétbombázták volna, ha nem lenne a hold a föld olyan kilengésekkel keringene ami +- 200 fokot is jelentene így nagyon kevés élőlény maradhatott volna fenn, jórészt csak sejt szinten.
 
Válasz írásához előbb jelentkezz be!
11. Asagrim atti2...
2012.07.24. 14:07
Éppen a napokban olvastam, hogy a Jupiter jelenléte a korábbi feltételezések ellenére az égvilágon semennyivel nem csökkenti a belsőbb bolygók becsapódásainak arányát.

Szerk.:
" It was thought that the planet served to partially shield the inner system from cometary bombardment. Recent computer simulations suggest that Jupiter does not cause a net decrease in the number of comets that pass through the inner Solar System, as its gravity perturbs their orbits inward in roughly the same numbers that it accretes or ejects them."

http://en.wikipedia.org/wiki/Jupiter#Impacts
 
Válasz írásához előbb jelentkezz be!
10. ChoSimba
2012.07.24. 14:46
Miért lennének 200 fokos kilengések ? A többi bolygónál sincs ilyen.
Egyébként meg miért is zavarna a 200 fokos kilengés ? Össze-vissza lenne nappal meg éjjel, max más bioritmusban élnénk. A hőelosztás is egyenletesebb lenne, nem lennének sarkvidékek, több hely lenne a fennmaradásra.
Lehet még jobban is járnánk, buzi Hold takarodj az égről !
 
Válasz írásához előbb jelentkezz be!
9. Asagrim ChoSi...
2012.07.24. 14:54
Több biztos nem, de valamennyi tuti. A merkúron is ahol 450 fokos kilengések vannak, állítólag van jégsapka.
 
Válasz írásához előbb jelentkezz be!
8. ChoSimba
2012.07.24. 15:47
Bazz, hőfok, nem dőlés, de egy állat vagyok !
Nem tudom miért gondoltam dőlésre, de nem csoda hogy nem értettem DDD
 
Válasz írásához előbb jelentkezz be!
7. Asagrim ChoSi...
2012.07.24. 16:03
Furcsa is volt mit zagyválsz!
 
Válasz írásához előbb jelentkezz be!
6. prohlep
2012.07.24. 19:41
"Konkrétan 0,3‒9 watt között alakult az egyedek által (nedves) testsúlykilogrammonként felhasznált energia mennyisége."

"Makarieva elmélete szerint egyszerűen ez a tartomány bizonyult a legsikeresebbnek az anyagcsere sebessége szempontjából, így az energiát ennél gyorsabb vagy lassabb ütemben égető fajok és egyedek hátrányba kerültek az ebben a zónában operálókkal szemben, és lassan eltűntek a porondról."

Érdekes lenne mindezt a mobil eszközökre is vonatkoztatni.

15.4 laptop tipikusan 35W proci és nagy képernyő, és mindez 2.6 kg szokott lenni, ... és lassan eltűntek a porondról. Szerintem is sok az a 35W.

 
Válasz írásához előbb jelentkezz be!
5. Edviiin89 atti2...
2012.07.24. 21:35
atti2010, igazából a kémiára alapszik nem a Földi összetett életre. A kémiai elemek tulajdonságai más bolygókon is ugyan olyanok lesznek, mint itt a Földön. Tehát egy másik életforma építőelemei nem lehet csak akármiből. A legnagyobb esély a szén-alapú életformák kialakulására van egyszerűen csak azért, mert a szén-alapú vegyületekből bőven van az űrben és a szén atomok bírnak a legjobb tulajdonságokkal az élet számára. Például az élet kémiai kialakulását és működését a szén-alapú vegyületek nyújtják és ezek a reakciók a vízben mennek végbe. Lehetnek persze más hasonló tulajdonságú elemekből felépülő életformák is, mint például a szilícium vagy az ammónia alapú élet, de ezek tulajdonságai jóval előnytelenebbek az élet számára így lehet nincs is vagy csak nagyon ritkák.

Tehát érdemesebb folyékony vizet keresnünk más életformák után. Folyékony víz meg a Földhöz hasonló bolygókon lehet, ami csak annyit jelent, hogy a lakhatósági zónában legyen, anyacsillag hőmérséklete lehetővé tegye a cseppfolyós víz létét. Illetve még fontos, hogy a tömege elég nagy legyen a légkör megtartásához. Ha ez megvan, akkor megnézik, milyen elemek vannak rajta és meghatározzák alkalmas-e az életre. Az egyszerű élet létrejöttéhez elegendő, ha van kőzet, víz és széndioxid. Ha ez megvan, akkor élhetőnek nyilvánítják az egyszerű életformák számára. De ez nem jelenti, hogy van is rajta, de itt a legnagyobb az esély rá. Már a Földön is a korai időszakban kialakult az élet egyszerű formája. Az összetett élet kifejlődését meg még nem ismerjük, de az biztos, hogy ritka véletlen eseményeknek kell végbemennie hozzá.
 
Válasz írásához előbb jelentkezz be!
4. atti2010 ChoSi...
2012.07.24. 21:41
A 200 fok a hőmérsékletre vonatkozik, nem hiszem hogy jót tenne bárkinek is.
 
Válasz írásához előbb jelentkezz be!
3. Edviiin89 princ...
2012.07.24. 22:00
princeps, ismerhetjük a feltételeit ha tudjuk mely alkotó elemekből épülnek fel. Még azt is, hogy milyenek lehetnek, de sokban eltérő életformák kémiailag nem valószínűek.
 
Válasz írásához előbb jelentkezz be!
2. crowly
2012.07.25. 10:01
Ez nem annyira meglepő információ szerintem. Csupán azt vizsgálják, hogy adott tömegű sejt mennyi energiát fogyaszt, hogy működjön. Ha feltételezzük, hogy sok hasonlóság van az állati sejtek között akkor nyilván hasonló fogyasztásúak lesznek.

Érdekesebb lenne megvizsgálni vajon egy-egy élőlény mennyi energiát fogyaszt tömegéhez képest a mindennapi mozgásával. Különösen embereknél lenne ez meglepő érték. Míg egy egész nap fekvő 200 kilós ember nem mozog semmit, az izmai nincsenek megterhelve és nem fogyasztanak sokat, minden tápanyag lerakódik benne vagy kiürül, addig egy 60 kilós sportoló naponta elfogyaszt annyi energiát mozgással, mint a másik példabeli egy hónap alatt...
Állatoknál is nagyon eltérő lehet ez az érték, de ott inkább különböző fajok közt és nem egy fajon belüli egyedek közt. Állatoknál nincsenek ennyire szélsőséges fajon belüli eltérések, mint embereknél azt hiszem. Esetleg az élőhely miatt lehet eltérés. Pl. egy kevésbé élelemben gazdag helyen többet kell dolgozniuk míg össze szedik a napi szükségletet mint egy olyan helyen ahol szinte eléjük öntik.
 
Válasz írásához előbb jelentkezz be!
1. freyr
2012.07.25. 20:11
Edviiin89: azért azt is hozzá kell tenni, hogy mindez az általunk ismert kémiára vonatkozik. Azt nem lehet megállapítani, hogy egészen más körülmények közt a fizikai reakciók teljesen más "anyagok" esetében hogy zajlanak ténylegesen. Itt a Földön csak nagyon hozzávetőlegesen lehet ezt szimulálni, de nagyságrendekkel több az ismeretlen, mint amivel itt a tudósok dolgoznak, így az elméletek, miszerint a szén a legalkalmasabb, egyáltalán hogy az anyag a legalkalmasabb, lehet annyira megalapozottak, mint hogy a Nap kering a Föld körül. Bizonyos nézőpontból, a szükséges ismeretek híján utóbbi állítás márpedig igaz. Most aki szerint nem így vagyunk a modern kémiával és fizikával - mondjuk a kémia is fizikára vezethető vissza - az elég erősen túlbecsüli a saját képességeit és tudományos ismereteit. Nem azért kell elsősorban szén alapú életformát keresni, mert arra a legnagyobb az esély, hanem mert azt fogjuk a legnagyobb eséllyel felismerni, ha meglátjuk. A többi lehetőség annyira más lenne, hogy talán sosem fognánk fel. Jelenlegi ismereteink azt sem zárhatnák ki, hogy a csillagok felszíne alatt legyenek hozzánk hasonló bonyolultságú élőlények, hisz egyáltalán bármilyen anyag szükségessége sem biztos, hogy feltétel. Az, hogy van egy periódusos táblázatunk, egy vagonnyi megfigyelésünk és egy raklapnyi elméletünk, még nem jelent semmit ebből a szempontból, de még az sem javít sokat az egészen, hogy a részecskegyorsítókban milyen megfigyelések történtek, hisz egy-egy ütközést is elelemeznek hónapokig, ha nem évekig, és akkor azt még meg is kell ismételni másik helyen, ráadásul akkor sem kizárható, hogy a műszerek működése megfelelő és a kapott adatok egyáltalán helyesek. És itt még csak nincs is filozófiai kérdés, bár az sem elhanyagolható ez esetben, mert még definiálni sem sikerült az életet, anélkül meg igen nehéz nem hozzánk hasonlót keresni.

atti2010: mint előbb írtam, azért hozzánk hasonló élőlényeket kell keresni, mert mást lehet akkor sem vennénk észre, ha direkt ránk "nézne", "beszélne" hozzánk és előttünk "ugrálna".
 
Válasz írásához előbb jelentkezz be!