Τρίτη
25 Ιουλίου 2017
Ημερήσια ηλεκτρονική εφημερίδα, Αρ. φύλλου 2500RSS FEED
Εξίσωση υπολογίζει τη διάρκεια ζωής των οργανισμών
28/01/2013
Κάθε οργανισμός πάνω στη Γη αναπόφευκτα κάποτε θα πεθάνει, είτε πρόκειται για το μεγαλύτερο θηλαστικό είτε το μικρότερο βακτήριο. Ποιος είναι όμως ο μηχανισμός  πίσω από τη γήρανση και τη θνησιμότητα; Ποια είναι η σχέση μεταξύ των τριών ετών που ζει για παράδειγμα ένα ποντίκι, με τα 10 ή 15 χρόνια που μπορεί να ζήσει ένας σκύλος; Αυτά τα ερωτήματα προσπαθεί να ποσοτικοποιήσει ο Βρετανός διακεκριμένος φυσικός Τζόφρι Γουέστ.

Παρατηρώντας σε διαφορετικούς οργανισμούς ένα μεγάλο αριθμό φυσιολογικών μεταβλητών, όπως ο ρυθμός διάχυσης του οξυγόνου στους πνεύμονες ή το μήκος των αορτών, ο Γουέστ συνειδητοποίησε ότι η συντριπτική πλειονότητα των μεταβλητών αυτών κλιμακώνεται με έναν παρόμοιο και αναλογικό τρόπο.

Σε γενικές γραμμές, οι μεγάλοι οργανισμοί ζουν περισσότερο από τους μικρότερους. Η μαθηματική εξίσωση προκύπτει εφαρμόζοντας το νόμο του Kleiber, ο οποίος πρώτος παρατήρησε ότι ο μεταβολικός ρυθμός ενός ζώου είναι ανάλογος με τη μάζα του ζώου υψωμένη στη δύναμη ¾ (q0 ~ M¾). Συνεπώς, μία γάτα που έχει 100 φορές μεγαλύτερη μάζα από ένα ποντίκι, θα έχει περίπου 31 φορές μεγαλύτερο ρυθμό μεταβολισμού. Για τα φυτά ο αντίστοιχος εκθέτης είναι περίπου μία μονάδα.

Σύμφωνα με τον Γουέστ, παρά το γεγονός ότι θα περιμέναμε κάποια πιο πολύπλοκη σχέση, στην πράξη πρόκειται για μία απλή εξίσωση όπου ο εκθέτης είναι πάντα ένα απλό πολλαπλάσιο του ¼. Ο αριθμός 4 (στον παρονομαστή) εμφανίζεται να κυριαρχεί και να καθορίζει όλες τις βιολογικές κλάσεις, μικροσκοπικά και μακροσκοπικά.

Αξίζει να σημειωθεί ότι το 2007 πραγματοποιήθηκε μία έρευνα πάνω σε παραπάνω από 700 είδη φυτών, και σχεδόν κάθε φορά που εφαρμόστηκε η εξίσωση προέβλεψε τη σωστή διάρκεια ζωής.

Ο ελέφαντας και το ποντίκι

Γενικεύοντας, θα μπορούσαμε να πούμε ότι η φύση «διευκολύνει» τα μεγαλύτερα πλάσματα ώστε να μη φθείρονται και εξαντλούνται γρήγορα. Ένα παράδειγμα είναι τα κύτταρα ενός ελέφαντα και ενός ποντικιού. Ο ελέφαντας διαθέτει τρισεκατομμύρια περισσότερα κύτταρα απ' ό,τι ένα ποντίκι, τα οποία πρέπει να εκτελούν πολύ περισσότερες διεργασίες και συνδέσεις.

Για την αποφυγή της γρήγορης φθοράς, τα κύτταρα αυτά έγιναν (πιθανότατα μέσω της φυσικής επιλογής) πιο αποτελεσματικά. Τόσο τα κύτταρα του ελέφαντα όσο και του ποντικιού φθείρονται μετά από 1.5 δισεκατομμύρια παλμούς, αλλά ο ρυθμός των παλμών των κυττάρων του ελέφαντα είναι πολύ πιο αργός λόγω αυτής της αυξημένης αποτελεσματικότητας, και έτσι έχουν μεγαλύτερη διάρκεια ζωής.

Η εξαίρεση του σύγχρονου ανθρώπου

Φυσικά αυτή η εξίσωση δεν εφαρμόζει σε κάθε ξεχωριστό οργανισμό, καθώς παίζουν ρόλο παράγοντες όπως η τύχη, ατυχήματα και ιδιοτροπίες. Όμως μπορεί να αποτελέσει ένα γενικό κανόνα που διέπει όλα τα είδη. Ο σύγχρονος άνθρωπος έχει καταφέρει, μέσω των φαρμάκων και της προόδου της ιατρικής και της υγιεινής, να αποτελέσει εξαίρεση, αλλά πριν από 50.000 χρόνια πιθανότατα υπάκουε και αυτός στον ίδιο κανόνα.
 

Ενιαίος Ευρωπαϊκός Αριθμός Έκτακτης Ανάγκης