Danh mục

Tại sao động vật càng 'to xác' càng ăn ít? Nghịch lý này vật lý cũng không giải thích nổi

Chủ nhật, 04/09/2022 16:41

Khi các nhà sinh vật học cố gắng làm sáng tỏ những bí ẩn sâu xa của cuộc sống, chúng ta cũng có xu hướng tiếp cận với vật lý học. Nhưng theo một nghiên cứu mới được công bố trên chuyên trang Science, đôi khi vật lý - môn học của thế giới vật chất - cũng "bó tay" với vài vấn đề sinh học.

Trong nhiều thế kỷ, các nhà khoa học đã đặt câu hỏi tại sao, tính theo ki-lô-gam, động vật lớn đốt ít năng lượng hơn và đòi hỏi ít thức ăn hơn động vật nhỏ. Tại sao một con chuột chù nhỏ bé lại cần tiêu thụ lượng thức ăn gấp 3 lần trọng lượng cơ thể của nó trong khi một con cá voi khổng lồ có thể kiếm được khẩu phần ăn hàng ngày chỉ bằng 5-30% trọng lượng cơ thể ở loài nhuyễn thể?

kiến thức, khoa học, các nhà sinh vật học, động vật càng to càng ăn ít,

Trong khi những nỗ lực trước đây để giải thích mối quan hệ này đã dựa vào vật lý và hình học, các nhà khoa học tin rằng câu trả lời thực sự là tiến hóa. Mối quan hệ này là thứ tối đa hóa khả năng sinh ra con cái của một con vật.

Những ràng buộc vật chất định hình cuộc sống đến mức nào?

Lời giải thích sớm nhất cho mối quan hệ không cân đối giữa sự trao đổi chất và kích thước đã được đề xuất cách đây gần 200 năm.

Năm 1837, các nhà sinh vật học người Pháp Pierre Sarrus và Jean-François Rameaux lập luận rằng sự chuyển hóa năng lượng nên quy mô theo diện tích bề mặt, thay vì khối lượng hoặc thể tích cơ thể. Điều này là do sự trao đổi chất tạo ra nhiệt và lượng nhiệt mà động vật có thể tản ra phụ thuộc vào diện tích bề mặt của nó.

Trong 185 năm kể từ khi Sarrus và Rameaux trình bày, nhiều lời giải thích thay thế cho sự mở rộng quy mô quan sát được của quá trình trao đổi chất đã được đề xuất.

Các nhà nghiên cứu Mỹ Geoff West, Jim Brown và Brian Enquist xuất bản năm 1997 đã đề xuất một mô hình mô tả sự vận chuyển vật chất của các vật chất thiết yếu thông qua mạng lưới các ống phân nhánh, như hệ thống tuần hoàn.

Họ lập luận rằng mô hình của họ cung cấp "một cơ sở lý thuyết, cơ học để hiểu vai trò trung tâm của kích thước cơ thể trong mọi khía cạnh của sinh học."

Hai mô hình này giống nhau về mặt triết học. Giống như nhiều cách tiếp cận khác được đưa ra trong thế kỷ qua, họ cố gắng giải thích các mô hình sinh học bằng cách viện dẫn các ràng buộc vật lý và hình học.

Tiến hóa chính là câu trả lời

Các sinh vật sống không thể bất chấp các quy luật vật lý. Tuy nhiên, sự tiến hóa đã được chứng minh là rất giỏi trong việc tìm ra cách khắc phục những hạn chế về vật lý và hình học.

Trong nghiên cứu mới của mình, các nhà sinh vật học quyết định xem điều gì đã xảy ra với mối quan hệ giữa tỷ lệ trao đổi chất và kích thước nếu bỏ qua những ràng buộc vật lý và hình học như thế này.

kiến thức, khoa học, các nhà sinh vật học, động vật càng to càng ăn ít,

Vì vậy, họ đã phát triển một mô hình toán học về cách động vật sử dụng năng lượng trong vòng đời của chúng. Trong mô hình đó, động vật cống hiến năng lượng cho sự phát triển sớm trong cuộc đời của chúng và sau đó khi trưởng thành sẽ cống hiến một lượng năng lượng ngày càng tăng cho quá trình sinh sản.

Các nhà sinh vật học đã sử dụng mô hình để xác định những đặc điểm nào của động vật dẫn đến số lượng sinh sản lớn nhất trong vòng đời của chúng. Họ nhận thấy rằng những động vật được dự đoán là sinh sản thành công nhất là những loài thể hiện chính xác kiểu trao đổi chất không cân xứng với kích thước mà chúng ta thấy trong đời thực!

Phát hiện này cho thấy tỷ lệ trao đổi chất không cân xứng không phải là hệ quả tất yếu của các hạn chế về vật lý hoặc hình học. Thay vào đó, chọn lọc tự nhiên tạo ra tỷ lệ này vì nó thuận lợi cho việc sinh sản suốt đời.

Nhà sinh vật học người Mỹ Theodosius Dobzhansky từng nói: “Không gì có thể giải thích sinh học ngoại trừ đặt nó dưới ánh sáng của thuyết tiến hóa“.

Quy mô trao đổi chất không cân xứng có thể phát sinh ngay cả khi không có các ràng buộc vật lý cho thấy các nhà khoa học đã tìm sai chỗ để giải thích. Những hạn chế về thể chất có thể là động lực chính của các mô hình sinh học ít thường xuyên hơn người ta nghĩ. Những khả năng có sẵn cho sự tiến hóa rộng hơn chúng ta đánh giá cao.

Tại sao trong lịch sử, chúng ta luôn sẵn sàng viện dẫn những ràng buộc vật lý để giải thích sinh học? Có lẽ vì chúng ta cảm thấy thoải mái hơn khi ở trong nơi ẩn náu an toàn của những giải thích vật lý dường như phổ quát hơn là trong vùng hoang dã sinh học tương đối chưa được khám phá của những giải thích về tiến hóa.

Dương Huyền (Theo Thương Hiệu và Pháp Luật)

Nguồn: http://baove.congly.vn/tai-sao-dong-vat-cang-t.. Nguồn: http://baove.congly.vn/tai-sao-dong-vat-cang-to-xac-cang-an-it-nghich-ly-nay-vat-ly-cung-khong-giai-thich-noi-31186.html

Tin được quan tâm

Chính thức từ tháng 5/2025: Trẻ em, học sinh sẽ bắt đầu được hưởng chính sách ưu đãi đặc biệt này

Theo đó, trẻ em nhà trẻ bán trú được hỗ trợ tiền ăn trưa 360.000 đồng/tháng; học sinh bán trú và học viên bán trú...
Kiến thức 3 ngày, 1 giờ trước

Đổ muối vào bia. 9 trong số 10 người cần nó. Bạn sẽ cảm ơn tôi nếu bạn học được mẹo này

Muối là gia vị thiết yếu mà chúng ta sử dụng trong nấu ăn hàng ngày. Thành phần chính của muối ăn là natri clorua,...
Kiến thức 3 ngày, 8 giờ trước

Trưởng thôn, tổ trưởng tổ dân phố bị miễn nhiệm trong trường hợp nào?

Theo quy định, Trưởng thôn, Tổ trưởng tổ dân phố có thể bị miễn nhiệm trong trường hợp cụ thể sau đây.
Kiến thức 3 ngày, 23 giờ trước

Thẻ bảo hiểm y tế giấy cũ sẽ hết hiệu lực sau ngày 31/5, người dân cần làm gì để khám chữa bệnh?

Từ ngày 1/6 tới đây, người dân cần chuyển sang sử dụng thẻ bảo hiểm y tế trên ứng dụng VssID, VNeID khi đi khám...
Kiến thức 2 ngày, 5 giờ trước

Đến cuối năm 2025, mức tiền thưởng với người đủ 30 năm tuổi Đảng là bao nhiêu?

Mức tiền thưởng huy hiệu Đảng năm 2025 dự kiến được tính theo mức lương cơ sở quy định tại Nghị định 73/2024/NĐ-CP.
Kiến thức 3 ngày, 19 giờ trước

Người sinh năm này sẽ bị phạt đến 500.000 đồng và tạm dừng toàn bộ giao dịch ngân hàng nếu không làm lại CCCD

Việc sử dụng thẻ CCCD hết hạn sẽ bị xử phạt hành chính và tạm dừng toàn bộ giao dịch ngân hàng.
Kiến thức 2 ngày, 22 giờ trước

Tin cùng mục

Nhắc nhở: Đừng mua “6 loại” đồ này trực tuyến. Nhiều người không hiểu và đã rơi vào bẫy

Từ khi các nền tảng mua sắm xuất hiện, nhiều người đã chuyển sự chú ý từ mua sắm ngoại tuyến sang trực tuyến. Xét...
Kiến thức 2 giờ, 17 phút trước

Nghịch lý 'cốt tử' của Shark Bình: 'Học người thành công là sai lầm phổ biến nhất'

Trong một chia sẻ mới đây trên Fanpage Shark Tank Việt Nam, Shark Nguyễn Hòa Bình, Chủ tịch Tập đoàn NextTech, đã gây chú ý...
Kiến thức 3 giờ, 10 phút trước

Thủ đoạn mới liên quan shipper: Đối tượng nắm rõ thông tin phạt nguội, đọc chính xác tên và biển số xe

Điều đáng chú ý là các đối tượng này thông tin chính xác tên và biển số xe, khiến người dân càng tin tưởng vào...
Làm sao 3 giờ, 11 phút trước

Trước khi sáp nhập, đây là xã có diện tích lớn nhất Việt Nam, rộng hơn 3 tỉnh Bắc Ninh - Hà Nam - Hưng Yên

Với diện tích 1.113km2, xã này có diện tích rộng hơn 3 tỉnh gồm Hà Nam, Hưng Yên và Bắc Ninh.
Kiến thức 3 giờ, 11 phút trước

Cấp sổ đỏ cho đất nông nghiệp xen kẹt trong khu dân cư nếu đáp ứng điều kiện này

Đất xen kẹt chủ yếu là đất nông nghiệp nằm trong khu đất dân cư (xen lẫn đất ở) hoặc diện tích đất còn dư...
Kiến thức 3 giờ, 11 phút trước

Người Thụy Sĩ rất giàu có, vậy tại sao họ lại từ chối lắp đặt máy điều hòa? Cuối cùng tôi đã hiểu sau khi đọc nó

Khi tháng 5 đến, chúng ta đã chính thức bước vào mùa hè nóng nực. Mặt trời nóng bỏng treo cao trên bầu trời, tỏa...
Kiến thức 3 giờ, 12 phút trước

Tin mới cập nhật

Những con giáp nào may mắn vào thứ sáu ngày 9 tháng 5, tức ngày 12 tháng 4 âm lịch?

Người xưa dùng thuật ngữ mặt trời và Thiên Can, Địa Chi để diễn tả sự tiến hóa của tự nhiên. Ngày 9 tháng 5...
Đời sống số 8 phút trước

Loại cây thân gỗ trồng nhiều ở Việt Nam có thể hút vàng dưới lòng đất, có loại giá hàng triệu đồng/m3

Nhờ bộ rễ dài và khỏe, cây có thể đâm sâu tới 40m để tìm kiếm nguồn nước và các khoáng chất khác, bao gồm...
Kiến thức 20 phút trước

Người phụ nữ đóng hơn 460 triệu đồng tiền bảo hiểm xã hội một lần, khi nghỉ hưu lại không được trả lương, tòa án: 'Lỗi là ở bà'

Không chỉ không được hoàn trả số tiền bảo hiểm đã vay mượn để đóng, bà còn bị nơi làm việc sa thải ngay sau...
Kiến thức 20 phút trước

Từ 1/7/2025, phụ nữ sinh đủ 2 con trước 35 tuổi được nhận trợ cấp 3 triệu đồng/tháng, đúng không?

Có nhiều thông tin cho rằng từ 1/7/2025 những phụ nữ sinh đủ 2 con trước 35 tuổi sẽ được nhận trợ cấp 3 triệu/tháng....
Kiến thức 20 phút trước

Cứ tưởng bật điều hòa 26 hay 28 độ tiết kiệm điện hóa ra sai bét, trên điều khiển có nút này bấm là mát nhanh, giảm nửa tiền điện

Thực tế, nếu muốn tiết kiệm điện hiệu quả, việc chỉ chỉnh nhiệt độ là chưa đủ. Bí quyết nằm ở một nút bấm nhỏ...
Kiến thức 20 phút trước

'Tình tin đồn' gây chú ý khi đến viếng đám tang mẹ của MC Đại Nghĩa

Nhiều người dành sự quan tâm đặc biệt khi chứng kiến khoảnh khắc Võ Tấn Phát đến chia buồn cùng MC Đại Nghĩa.
Chuyện làng sao 21 phút trước

Ngô Thanh Vân xác nhận mang thai con đầu lòng nhân dịp kỷ niệm 3 năm ngày cưới

Nhân dịp kỷ niệm 3 năm ngày cưới, Ngô Thanh Vân thông báo mang thai con đầu lòng khiến nhiều người thích thú.
Chuyện làng sao 21 phút trước

Tài sản đã chia xong, con riêng có được quyền đòi hưởng thừa kế không?

Sự xuất hiện bất ngờ của con riêng sau khi tài sản thừa kế đã được phân chia là một tình huống rất phức tạp....
Kiến thức 1 giờ, 5 phút trước

Cập nhập ngay những đầu số điện thoại lừa đảo mới nhất, tuyệt đối không nghe máy, không gọi lại

Để tự bảo vệ mình, người dân cần lưu ý cập nhập ngay những đầu số điện thoại lừa đảo mới nhất dưới đây.
Kiến thức 1 giờ, 5 phút trước

Huyện đảo nhỏ nhất Việt Nam được ví như 'hòn ngọc xanh' giữa biển Đông sắp trở thành đặc khu có gì hot?

Huyện đảo Cồn Cỏ, Quảng Trị, đang nổi lên như một điểm sáng trên bản đồ du lịch và kinh tế biển đảo Việt Nam....
Tin trong ngày 1 giờ, 6 phút trước