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jingchen:生物學和生態學的結合
送交者: jingchen 2016年12月12日23:51:35 於 [教育學術] 發送悄悄話

 生物學和生態學的結合

生物學和生態學通常被認為是不同的學科,但是把它們結合起來往往使我們更簡單地理解問題, 而且生物系統和生態系統都服從同樣的經濟學原理.

首先,生物學和生態學的區別經常只是角度的不同,比如說,我們認為人體屬於生物學範疇,但從人體內部的細菌的角度,人體是個巨大的生態系統。

第二,生物學和生態學的綜合理解對人的健康很有好處,比如說,過去用抗生素較多,經常殺死人體內部有用的細菌,現在更多地把人體作為一個生態系統,抗生素的使用減少了很多,再比如,過去主流醫學強調勤洗澡,勤洗手,洗掉細菌,保持健康,但人們的日常經驗又告訴我們洗澡太多,容易得病,這是由於我們皮膚上的細菌會抵禦別的細菌,我們人體內部的免疫系統對常駐在表皮的細菌比較熟悉,而對別的細菌可能會陌生而沒有準備,所以洗澡,洗手太多會損害健康,這從生態學的角度就容易理解。從歷史上看,北宋聯合金滅了鄰國遼,不久就被金滅掉了,後來,南宋聯合元滅了鄰國金,不久就被元滅掉了.兩宋的外交政策,對今天有極大的借鑑意義。從生態學的角度,理解生物和社會,都會清晰很多

第三,在實際應用中,我們經常不能把生物學和生態學分開,比如說,alder能夠利用根瘤菌固氮,所以可以生長在貧瘠的土地上,但當土地變得肥沃之後,競爭不過杉樹,因為根瘤菌消耗 alder很多能量,而杉樹則沒有這種消耗,大家都知道生物體和生態環境有交集,但如果交集巨大,為什麼要把它們分開研究

第四,生態系統和生物個體內部服從同樣的經濟學原理, 比如說,在波動幅度很大的環境,r類物種(r species) 有優勢,在穩定的環境裡,K 類物種 (Kspecies) 占統治地位。r類物種固定成本低,K類物種固定成本高,生物個體內部,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,就只能用昂貴但穩定的DNA作基因.

第五,生物學和生態學的結合, 可以很清晰的理解某些單純從生物學角度很難理解的問題.比如說,不斷有研究人員聲稱,隨着醫療科學的進展,將來人類的平均壽命可以達到100歲,120歲,甚至兩百歲。這可不可能?生態學中有一條規律,壽命越長的動物,往往出生率越低,這可以用資源的分配來理解,花在自己身上的資源越多,壽命就越長,同時花在下一代身上的資源越少,出生率越低。如果平均出生率低於二,這個社群一定會消亡的。我們來看一下平均壽命最高的20個國家,除了以色列,其他國家的出生率都低於二,也就是說,這些高平均壽命的社會是逐漸衰亡的社會。目前最高平均壽命的國家,其平均壽命低於85歲,由此推斷,將來整個人類的平均壽命,不管醫療科學如何進步,上限不會高於85歲。

第六,生物體內部的結構複雜性通常和規模有關,這和生態系統一樣.比如說,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.

生物學和生態學結合在一起考慮,可以簡化很多問題,我們沒有必要總把它們分開.


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  很好的科普,謝謝  /無內容 - 五十肩 12/15/16 (787)
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