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jingchen:生物学和生态学的结合
送交者: jingchen 2016年12月12日23:51:35 于 [教育学术] 发送悄悄话

 生物学和生态学的结合

生物学和生态学通常被认为是不同的学科,但是把它们结合起来往往使我们更简单地理解问题, 而且生物系统和生态系统都服从同样的经济学原理.

首先,生物学和生态学的区别经常只是角度的不同,比如说,我们认为人体属于生物学范畴,但从人体内部的细菌的角度,人体是个巨大的生态系统。

第二,生物学和生态学的综合理解对人的健康很有好处,比如说,过去用抗生素较多,经常杀死人体内部有用的细菌,现在更多地把人体作为一个生态系统,抗生素的使用减少了很多,再比如,过去主流医学强调勤洗澡,勤洗手,洗掉细菌,保持健康,但人们的日常经验又告诉我们洗澡太多,容易得病,这是由于我们皮肤上的细菌会抵御别的细菌,我们人体内部的免疫系统对常驻在表皮的细菌比较熟悉,而对别的细菌可能会陌生而没有准备,所以洗澡,洗手太多会损害健康,这从生态学的角度就容易理解。从历史上看,北宋联合金灭了邻国辽,不久就被金灭掉了,后来,南宋联合元灭了邻国金,不久就被元灭掉了.两宋的外交政策,对今天有极大的借鉴意义。从生态学的角度,理解生物和社会,都会清晰很多

第三,在实际应用中,我们经常不能把生物学和生态学分开,比如说,alder能够利用根瘤菌固氮,所以可以生长在贫瘠的土地上,但当土地变得肥沃之后,竞争不过杉树,因为根瘤菌消耗 alder很多能量,而杉树则没有这种消耗,大家都知道生物体和生态环境有交集,但如果交集巨大,为什么要把它们分开研究

第四,生态系统和生物个体内部服从同样的经济学原理, 比如说,在波动幅度很大的环境,r类物种(r species) 有优势,在稳定的环境里,K 类物种 (Kspecies) 占统治地位。r类物种固定成本低,K类物种固定成本高,生物个体内部,病毒很小,固定成本低,就可以用低成本但不穏定的RNA作基因,比病毒大的,固定成本高,就只能用昂贵但稳定的DNA作基因.

第五,生物学和生态学的结合, 可以很清晰的理解某些单纯从生物学角度很难理解的问题.比如说,不断有研究人员声称,随着医疗科学的进展,将来人类的平均寿命可以达到100岁,120岁,甚至两百岁。这可不可能?生态学中有一条规律,寿命越长的动物,往往出生率越低,这可以用资源的分配来理解,花在自己身上的资源越多,寿命就越长,同时花在下一代身上的资源越少,出生率越低。如果平均出生率低于二,这个社群一定会消亡的。我们来看一下平均寿命最高的20个国家,除了以色列,其他国家的出生率都低于二,也就是说,这些高平均寿命的社会是逐渐衰亡的社会。目前最高平均寿命的国家,其平均寿命低于85岁,由此推断,将来整个人类的平均寿命,不管医疗科学如何进步,上限不会高于85岁。

第六,生物体内部的结构复杂性通常和规模有关,这和生态系统一样.比如说,There are twenty types of amino acids. Glutamine is often the first amino acid to be synthesized. But glutamine is sometimes converted to arginine before amino acids are transported to somewhere else. It may be difficult to understand why organisms take the extra step in performing a task.But each arginine molecule contains four nitrogen atoms, the most nitrogen atoms for any amino acids. Transporting one arginine molecule carries four times as many nitrogen atoms as glutamine. Similarly, a hemoglobin molecule can carry four oxygen molecules while a myoglobin molecule only carries one oxygen molecule. Hemoglobin molecules transport oxygen over long distance and myoglobin molecules deliver oxygen to nearby cells. By carrying four oxygen molecules, hemoglobin reduces the cost of oxygen transportation. By carrying one oxygen molecule, myoglobin supplies the oxygen need for nearby cells. The amount of fixed cost in each investment depends on the size of the output.

生物学和生态学结合在一起考虑,可以简化很多问题,我们没有必要总把它们分开.


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  很好的科普,谢谢  /无内容 - 五十肩 12/15/16 (787)
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