Gelten die gleichen Regeln der Natur zu Elefanten und E. Coli


Auf der Oberfläche scheinen Herden von Zebras in der Serengeti roaming nicht viel gemein mit der Anzahl der Zellen in unserem Körper haben. Aber was, wenn es gibt eine versteckte Logik dahinter – eine Reihe von universellen Regeln die Zahl der Dinge, die auf allen Größenskalen gilt?

Das ist die provokante These hinter The Serengeti Rules: The Quest zu entdecken, wie Leben funktioniert und warum es Angelegenheiten, das neueste Buch von renommierten Biologe Sean B. Carroll. Gizmodo haben uns kürzlich mit Carroll erfahren Sie mehr über diese faszinierende Idee.

Gizmodo: Was inspiriert Sie, dieses Buch zu schreiben? Offenbar begann es mit einer Reise Sie mit Ihrer Familie in die Serengeti in Tansania, Afrika nahm.

Sean B. Carroll: das ist richtig. Zu der Zeit gab es eine Debatte darüber, ob man eine asphaltierte Straße durch die Serengeti zu setzen, die als eine Extraktion-Route im Westen Tansanias dienen würde tobt. Dies ist ein UNESCO-Welterbe mit der letzten großen Migration auf dem Planeten. Straßen sind keine tolle Sache dafür. Ich dachte, ich sollte mindestens gehen, diesen Ort zu sehen, und meine Familie zu bringen. Obwohl ich darüber gelesen und im Fernsehen und im Kino gesehen, ist es eine ganz andere Sache, dorthin und sehen mehr prächtigen Tiere als dein Geist sich vorstellen kann. Die Zahlen sind überwältigend.

"Du musst die Regeln und die Spieler in das Spiel zu wissen, wann Sie eingreifen zu verstehen."

Es hat mich zum Nachdenken. Ich bin ein indoor Biologe. Ich verbrachte meine Karriere Gene auseinander zu nehmen und versuchen herauszufinden, wie die Tiere als Embryonen gebaut werden. Ich bin über die Serengeti, sah, und ich merke, dass ich keine Ahnung wie das alles funktioniert. Warum gibt es 1 Million Gnus und nur 1000 Topi, wenn sie über die gleiche Größe haben? Glücklicherweise fand ich ein Buch von [Zoologe] Tony Sinclair, der fünf Jahrzehnte die Serengeti zu studieren. Seine Geschichte führte mich zu den anderen Geschichten über die Pioniere, die herausgefunden, wie Tier Bevölkerungen auf alle diese verschiedenen geregelt skaliert, und was das für unsere Zukunft bedeuten könnte.

Also, was sind die Serengeti-Regeln?

Carroll: Es ist eine Reihe von allgemeinen Regeln, die helfen, die Zahl der Tiere in jedem beliebigen Ort zu erklären. Es befasst sich mit den Wechselwirkungen zwischen Kreaturen, die Rollen der Fleischfresser, Pflanzenfresser, Grasfresser und Pflanzen. Diese Regeln zu erklären was die Pyramide von Zahlen nennt. Warum gibt es ein Tiger und 50 Hirsche, aber 10.000 Mäuse und 40.000 Bäume an einem Ort? Wie Sie oben auf der Skala von Pflanzen, die Dinge gehen, die auf Pflanzen, auf die Dinge, die die Dinge fressen, die auf Pflanzen, Weiden grasen bekommen die Zahlen immer kleiner. Ich nannte sie die Serengeti-Regeln, aber ich könnte auch einfach haben nannte sie die Lake Erie Regeln oder die Monterey Bay Regeln.

Ein Zitat zu Beginn eines fiel mir Ihre Kapitel: "Alles, was gefunden wird, von E. Coli zutreffen muss auch zutreffen der Elefanten." Es ist irgendwie erstaunlich, dass diese Regeln bei so vielen unterschiedlichen Größenskalen arbeiten.

Carroll: die Mechanismen sind unterschiedlich, aber die Logik ist ziemlich das gleiche, sogar in verschiedenen Maßstäben. Alles dreht sich um Pufferung Änderungen in beide Richtungen: nicht zuviel, nicht zuwenig. Innerhalb der Zellen funktioniert Produktion irgendwie wie ein Thermostat. Wie ein Enzym Kurbeln Weg und Produkt baut, das Produkt feeds zurück und schaltet sich das Enzym. Aber das Produkt fällt dann wieder auf ein niedriges Niveau — da das Enzym heruntergefahren worden — und das Enzym beginnt Kurbeln wieder entfernt.

Heraus auf dem Serengeti, in einem Hinterhof-Teich oder einer Ursuppe, die gleiche Art der Sache geschieht: mit steigender Anzahl von etwas die Ressourcen pro Kopf sinken, und die Wachstumsrate kann sinken. Aber wenn das passiert, Ressourcen pro Person steigen, und Wachstum wird fortgesetzt. Ich hatte genug Instanzen dieses Booms gesehen und Büste Zyklus mich [Mobilfunk] Ebene und als ich, diese Herden und das Verhalten von Gnus sah, Büffel, oder Elefantenpopulationen, dachte ich, "Ich habe gesehen, dass irgendwo vor, das Feedback ist."

Haben Sie Pushback von Ihren Kolleginnen und Wissenschaftler auf diese Vorstellung einer universellen Logik zum Leben bekommen?

Carroll: Ich warte auf sie! Vor allem dachte ich, dass ich von den Ökologen für übermäßige Vereinfachung Ökologie klopfte bekommen würde. Aber sie waren unglaublich hilfsbereit und aufgeschlossen. Sie würde nicht unbedingt diese Ideen in einem Buch zu finden. Wir sind stets bemüht, die Natur am besten beschreiben, was wir können, und Sie wissen, ein bisschen chaotisch ist. Du musst einige allgemeinen Regeln aus dem nicht immer ein einfaches System zu extrahieren. Aber Verordnung ist eine Tatsache des Lebens. Es gibt Kräfte, die die Menge von irgendetwas zu bestimmen: die Anzahl der Cholesterin-Moleküle in unserem Blut, die Anzahl der Gnus in der Savanne.

Für die längste Zeit Wissenschaftler glaubten, dass alles von unten nach oben geregelt wurde: grün bereitgestellt das Futter für die erste Ebene der Tiere, und dann diese Tiere das Futter für die nächste Stufe. Aber dann entdeckten wir in den 1960er und 1970er Jahren, dass Raubtiere von oben nach unten die Struktur der Gemeinden fuhren. Der Akt der Prädation war beeinflussen welche Vegetation wuchs.

Alles ist wirklich, die Serengeti. [Regeln] helfen uns zu verstehen, dass Wölfe und Haie, Spinnen und Löwen ähnliche Rollen spielen. Sie beginnen, einige der Logik dieser ökologischen Systeme zu sehen.

Also auch die fiesen Mücken, die Verbreitung der Zika-Virus dienen einem Zweck?

Carroll: die Mücken liegt daran, daß wir ihre Nahrungskette beigetreten sind. Menschen haben einen Aufschwung. Es gibt 7,4 Milliarden von uns, und bist du ein Insekt, das sich von Blut ernährt, ist Ihre beste Ziel dieser zweibeinigen Tiere herumlaufen. Viele wilde Tiere ist viel seltener als früher, und wir überall sind. Wir sind leichte Beute. Also Mücken im wesentlichen angepasst haben, Leben in der Nähe von uns, in unsere stehendes Wasser-Reservoirs und Fütterung Weg von uns. Wir sind am oberen Rand so viele-Food-Ketten, aber wir sind so zahlreich, dass wir uns in die Nahrungskette von Mücken eingefügt haben. Das ist der Nachteil.

Sie stellen eine breitere Argument in dem Buch für mehr Aufmerksamkeit für die Störungen in unseren Ökosystemen, damit wir letztlich unsere eigene Nahrungsquellen zerstören.

Carroll: die Geschichten, die ich in dem Buch erzählen gehört über diese kleinen Fehler genannt Werk Hoppers, die Sie in Reisfeldern zu finden. Reis ist eine wichtige Kulturpflanze in vielen Regionen der Welt. Wenn wir Fehler auf Reis sehen, ist unser erste Instinkt, das Pestizid greifen. Das ist ein Irrtum. Die Hoppers Werk werden tatsächlich Zahl erhöhen. Wie zum Teufel passiert das? Der Grund ist, dass sie eine Resistenz gegen Pestizide [zeitlich] aufgebaut haben, also alles, was wir tun ist ihre natürlichen Feinde, die ihre unter Kontrolle, wie Spinnen Nummern zu töten. Sie wollen genug natürliche Feinde herum zu halten, so dass die Hoppers Werk niemals in solch großer Zahl wachsen.

Die Ozeane sind ein weiteres gutes Beispiel. Es ist ein Fisch-essen-Fisch-Welt, und wir lieben die Spitzenprädatoren wie Thunfisch und Kabeljau. Wir haben sie seit Jahrzehnten über geerntet. Also sind wir mit viel kleiner Fisch links. Etwa zwei Drittel der massive große Fische sind aus den Meeren verschwunden, während die Zahl der kleineren Fische verdoppelt hat.

Diese Regeln sind nicht so gerade über wollen, um sicherzustellen, dass Yellowstone und die Serengeti nicht verschwinden. Sie sind auch über die Erhaltung der Nahrungsketten, die wir Überleben abhängt. Sie müssen verstehen die Regeln und die Spieler in das Spiel zu wissen, wann Sie eingreifen. Das ist wirtschaftlich nur sinnvoll, es gibt nichts über diese ideologische. Wenn wir diese Bestände vollständig zum Abbau — Null ist null. Unsere kollektive Eigeninteresse ist es, diese Dinge gut zu verwalten. Wir unterliegen der Verordnung, und wir müssen auch selbst zu regulieren, da gibt es keine natürlichen Feinde draußen Regulierung unsere Zahlen.

Zumindest bis die Aliens überfallen.

Carroll: Los geht's. Das ist vollkommen richtig.

Ihr Buch schließt mit einer überraschenden Note der Optimismus angesichts des Schadens, den wir auf ökologische Systeme des Planeten gewirkt haben. Warum bist du so sicher, dass die menschliche Rasse nicht zwangsläufig zum Scheitern verurteilt ist?

Carroll: Ich bin erstaunt, der Natur Ausfallsicherheit. Wenn man einige der menschlichen entlasten (jagen, Fischen und Ernten), ist es ziemlich erstaunlich, wie schnell die Dinge wieder hüpfen können. Auch Arten, die an den Rand des Aussterbens, bis auf ein paar hundert Personen aufgenommen wurden – Weißkopf-Seeadler, Grizzly-Bären, Seeotter, Fischbestände oder Seekühe – kommen brüllend zurück. Florida Krokodil wurde in den späten 1960er Jahren eine gefährdete Spezies erklärt, und spazieren Sie über Florida auf dem Rücken der Alligatoren heute. Es gibt Millionen von ihnen.

Als Biologen auf dem Serengeti in den späten 1950er Jahren ankommen begann, sie fragte mich, ob gab es genügend Ressourcen, um diese Tiere zu unterstützen. Sie ahnten, dass die Serengeti durch einen bösen Virus verwüstet hatte, die in den nächsten Jahren besiegt wurde. Die 400.000 Tiere sahen sie in den späten 1950er Jahren würde 1,5 Millionen in den nächsten 15 Jahren werden. Es ist genau dasselbe, was jetzt in diesem herrlichen Ort in Mosambik genannt Gorongosa geht. Vor zehn Jahren war dies ein Ort in der Wüste von Bürgerkrieg und Wilderei dezimiert, und heute die Anzahl von großen Tieren gegangen von 1.000 auf 71.000. Das ist wie belastbar Natur ist, eine Chance gegeben.

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