《规模》06生长、衰老和死亡
十行采集:
1.生长是由新陈代谢驱动的,生物的亚线性规模缩放变化会让它的体形在成熟之后可预测地近似稳定下来。
2.增长不可能是无限制的。作为不变单元的每个毛细血管能向组织供应的氧气是固定的。同时,氧气的扩散距离也是有限的,这个距离被称为最大克罗半径。
3.生长主要由能量如何传递到细胞中决定,这受到超越身体设计的网络普遍性限制。
用以维持细胞所需的能量比新陈代谢所能提供的能量增长得更快,这迫使可用于生长的能量系统地减少并最终为零,从而导致生长停止。
4.所有化学反应速率都以指数方式受到温度影响。
温度每上升10℃,ATP的生成就翻番,导致代谢率翻番,从而使得生命速率翻番。
周围温度变化2℃便会导致生物生长率和死亡率上升20%~30%。
5.物理学家使用通常是恒定的“衰变率”来量化放射性物质的衰变过程,放射性物质的数量随时间呈指数级减少。
“半衰期”:即原始放射性原子的一半发生衰变所需的时间。
6.自然选择只需保证一个物种中的大部分个体活得够长,能繁衍足够多的后代,并保证进化适应性得到充分利用即可。
7.衰老过程即便在我们最年轻的时候也在发生,比成熟来得还要早,但衰老会被成长的压倒性优势掩盖。
8.所有哺乳动物一生的心跳总次数大致相同,约为15亿次左右。而现代人类的心脏平均能够跳动25亿次左右,
9.进化过程的必要组成部分之一便是个体最终会死亡,其后代才能遗传基因的全新组合,并最终通过自然选择新特点和新变化加以适应,实现物种的多样性。
10.生物体最为严重的损伤出现在细胞间和细胞内部,这也是人体能量和物质交换的终端单元。
损伤大致可分为两类:
一是传统的由黏性阻力引起的物理磨损;
二是自由基(游离基)引起的化学损伤。
11.在细胞层级上,动物体形越大,代谢率越低,其细胞就会产生越少的系统性损伤,这会使其寿命得到相应的延长。
12.寿命与细胞总数和终端单元数之比成比例。终端单元的数量随质量呈幂指数变化,细胞数量呈线性变化,因此寿命随身体质量的1/4次幂变化。
一行精华:
生长主要由能量如何传递到细胞中决定,这受到超越身体设计的网络普遍性限制。
衰老早已发生,但会被成长的压倒性优势掩盖。
个体最终会死亡,其后代才能遗传基因的全新组合,实现物种的多样性。
触动,反思,改变:
生长会受到身体网络结构的限制,会逐渐趋缓。而衰老几乎与生长同步就发生了,因为能量与物质交换时,物理与化学损伤是无可避免的存在着的。
这些特性,决定了个体最终会死亡的结局。但同时,这又是整个复杂群体系统通过遗传进化,得以持续发展存活的根本。
成长与衰老、生存与死亡,在个体与群体之间循环发生,推动了复杂系统走上螺旋式上升发展的道路。