Главная Новости Как температура влияет на физические процессы организма

Биологи выяснили, как температура влияет на физические процессы

Новая теория объясняет, как обычная температура влияет на физические процессы. Исследователи утверждают, что могут прогнозировать биологические реакции на изменение климата, распространение инфекционных заболеваний и производство продуктов питания, передает Альтернативная наука.

Любой биологический процесс в значительной степени зависит от температуры. Это касается как молекул, так и живых организмов, и экологических систем.

Общая теория, описывающая зависимость жизни от температуры, до сих пор отсутствовала. В статье, опубликованной в Proceedings of the National Academy of Sciences, биологи под руководством Хосе Игнасио Арройо, постдокторанта Института Санта-Фе, представили схему, которая демонстрирует, как температура влияет на живые организмы.

«Теория фундаментальна, - говорит профессор SFI Пабло Марке, эколог Понтификального католического университета, Сантьяго. - Ее можно применить практически к любому процессу, на который влияет температура".

Предыдущим попыткам обобщить влияние температуры на биологию не хватало "масштабных" последствий, заложенных в новой модели, говорит Марке.

Биологи и экологи часто используют уравнение Аррениуса, например, для описания влияния температуру на скорость химических реакций. Такой подход объясняет ряд биологических процессов, но он не учитывает метаболизм и скорость роста.

Изначально Арройо пхотел разработать общую математическую модель, позволяющую предсказать поведение исходной переменной в условной биологической системе. Однако он быстро понял, что температура является своего рода универсальным предиктором и может служить руководством для разработки новой модели.

Днепровско-Бужский лиман на Херсонщине

Он начал с химической теории, описывающей кинетику ферментов, но с помощью нескольких дополнений и допущений расширил модель с квантово-молекулярного уровня до более крупных, макроскопических масштабов.

Важно, что модель сочетает в себе три элемента, отсутствовавшие в предыдущем теоретическом опыте.

  • Во-первых, как и ее аналог в химии, она основана на первых принципах.
  • Во-вторых, в основе модели лежит одно простое уравнение с небольшим количеством параметров. (Большинство существующих моделей требуют множества допущений и параметров).
  • В-третьих, "она универсальна в том смысле, что может объяснить модели и поведение любых микроорганизмов или любых таксонов в любой среде», - поясняет ученый.

Все температурные реакции для различных процессов, таксонов и масштабов сводятся к одному и тому же функционалу.

 

"Я думаю, что наша способность систематизировать температурные реакции имеет потенциал для выявления новых унификаций в биологических процессах", - утверждает профессор SFI Крис Кемп.

В статье PNAS описываются модели, которые согласуются с эмпирическими наблюдениями различных явлений, включая скорость метаболизма насекомого, относительную всхожесть люцерны, скорость роста бактерии и смертность плодовой мушки.

В будущих публикациях, по словам Арройо, группа планирует вывести новые предсказания - многие запланированы для первой публикации.

"Просто статья была быь слишком большой", - поясняет он.