Mi a közös a kolibriben és az elefántban? Hát a skorpióban, a varacskosdisznóban, az amőbában és a pálmafában? Egy új tanulmány eredményei alapján a biológia egyik legfontosabb momentuma, mégpedig az, hogy mennyi energiára van szükségük az élethez.
A bevitt tápanyagok mennyisége nyilvánvalóan alapvetően meghatározza a viselkedést és azt, hogy egy adott faj milyen életmódot folytat. De vajon mennyi energia szükséges egy-egy egyed életben maradásához? És milyen összefüggésben van ez a testmérettel?
Első pillantásra úgy tűnhet, hogy egy egér, amelynek szíve ötszázat ver percenként, sokkal gyorsabban égeti el bioenergetikai üzemanyagait, mint egy bálna, amely 7 szívdobbanást produkál ugyanennyi idő alatt. Ez az elképzelés évek óta meghatározó pontja a tudományos kutatásoknak, és számos jelentés erősíti meg, hogy az anyagcsere folyamatainak testtömeg-egységekre lebontott gyorsasága egyre csökken, ahogy egyre nagyobb tömegű állatokat vizsgálnak a tudósok.
Anastassia Makarieva és nemzetközi kutatócsoportja azonban kétkedve tekintett ezen eredményekre, mivel szerintük túlságosan is leegyszerűsítik a képet. Úgy döntöttek tehát, hogy annyi mérést végeznek el és hasonlítanak össze a témában, amennyit csak tudnak. Hamar világossá vált, hogy a meglévő adatokkal komoly gondok vannak, mivel azok gyakran csak különféle szervek energiafelhasználását rögzítették, eltérő számú egyedből vontak le következtetéseket, és különböző korú élőlényeket próbáltak energetikailag összevetni.
A mikrobiális kutatások során például általában az exponenciális növekedés időszakában szokás mérni az energiafelhasználást, az emlősök esetében viszont ugyanezt többnyire nyugalmi periódusokban vizsgálják. A mikrobák anyagcseréjének sebességét a száraz tömeg egységeire lebontva szokás megadni, míg nagyobb állatoknál a nedves tömeg használatos. A növényi kutatások pedig hajlamosak az élőlény egy-egy részére ‒ a levelekre vagy a gyökerekre ‒ koncentrálni.
Világos tehát, hogy valamiféle rendet kellett teremteni a többségükben összehasonlíthatatlan adatok ezen erdejében. Makarieva ezt úgy oldotta meg, hogy kizárólag olyan energetikai információkat vett alapul, amelyek felnőtt (tehát nem növekedő), nyugalmi állapotban lévő, jóllakott organizmusokra vonatkoztak, és ezeket hasonlította össze.
A felmérés végeztével a kutatócsoport 3006 különböző fajjal kapcsolatban rendelkezett adatokkal, és valami egészen meglepőre lettek figyelmesek: az energiafelhasználás meglepően kiegyensúlyozott képet mutat a fajok mindegyikében. Konkrétan 0,3‒9 watt között alakult az egyedek által (nedves) testsúlykilogrammonként felhasznált energia mennyisége. Ez azért is meglepő, mert nagyon változatos méretekben és formákban érkeztek a vizsgált fajok. A legkisebb vizsgált alany, a Francisella tularensis nevű baktérium (az első képen) mindössze 10‒14 grammot nyom, amikor eléri testtömegének maximumát. A skála másik végén az ázsiai elefánt foglalt helyet, amely 4 millió grammos. Az energiafelhasználással kapcsolatos hagyományos meggyőződés szerint ekkora testtömeg-különbség esetén az állatok energiafelhasználása között legalább 65 ezerszeres relatív eltérésnek kellene lennie, Makarieva és kollégái azonban mindössze harmincszoros eltérést találtak.
Az energiafelhasználás ilyetén kiegyensúlyozottsága az élővilágon belül arra utal, hogy valamiféle evolúciós optimumról lehet szó. Makarieva elmélete szerint egyszerűen ez a tartomány bizonyult a legsikeresebbnek az anyagcsere sebessége szempontjából, így az energiát ennél gyorsabb vagy lassabb ütemben égető fajok és egyedek hátrányba kerültek az ebben a zónában operálókkal szemben, és lassan eltűntek a porondról.
Érdekes lehet a szűknek tűnő tartomány további vizsgálata is. Hiszen ha valóban ez az anyagcsere-sebesség az optimális, akkor mit nyer egy-egy faj a kicsit lassabb vagy gyorsabb energiafogyasztás révén? Más szemszögből tekintve a dolgot, ha valóban a 0,3‒9 wattos energiamennyiség az, ami egy kilogrammnyi élethez szükséges, akkor lehetséges, hogy meg kellene változtatni az idegen életformák utáni keresés stratégiáját. A NASA azt mondja, hogy a vizet kell keresni. Lehet, hogy eztán az energiát is célszerű lenne követni.
