Jak temperatura wpływa na procesy życiowe? Jaki ma to związek ze zmianami klimatu?
Każdy proces jest zależny od temperatury niezależnie od tego, czy są to pojedyncze atomy, czy całe ekosystemy. Do tej pory brakowało ogólnej teorii opisującej tę zależność.
Tę lukę postanowił wypełnić Jose Ignacio Arroyo z zespołem w ramach stypendium postdoktorskiego. Wyniki zostały opublikowane w czasopiśmie Proceedings of the National Academy of Sciences.
Opracowane ramy pozwalające przewidywać, jak temperatura wpływa na organizmy żywe niezależnie od skali.
- Można go zastosować do prawie każdego procesu, na który ma wpływ temperatura. Mamy nadzieję, że będzie to przełomowy wkład - mówi profesor SFI Pablo Marquet, ekolog z Pontifica Universidad Catolica de Chile w Santiago, który również pracował również nad modelem.
Prof. Marquet ma nadzieję, że opracowana przez zespół teoria pomoże w formułowaniu wielu prognoz, od reakcji organizmów na zmiany klimatu, po rozprzestrzenianie się chorób zakaźnych.
Poprzednie próby nie rozwiązywały problemu skali. Biolodzy i ekolodzy używali klasycznego równania Arrheniusa w celu opisania wpływu temperatury na szybkość reakcji chemicznych
Odkrycie przez przypadek?
Początkowo Jose Ignacio Arroyo planował opracować ogólny model matematyczny do opisywania procesów biologicznych uwzględniających zmiany różnych parametrów. Okazało się, że temperatura może być podstawą nowego modelu opisującego zależności w różnych skalach
Liczy się prostota
Stworzony model uwzględnia trzy elementy:
- Nawiązuje do podstawowych praw fizyki i chemii
- Bazuje na prostym wzorze uwzględniającym kilka parametrów, podczas gdy istniejące modele wymagają dużej ilości skomplikowanych założeń i danych
- Jest uniwersalny. Może być stosowany zarówno dla pojedynczych organizmów jak i całej populacji
Potwierdzenie skuteczności
W celu zbadania zgodności i skuteczności przewidywania modelu porównano z obserwacjami różnych zjawisk. Obejmowały m.in. tempo metabolizmu owada, kiełkowanie lucerny, tempo wzrostu bakterii, czy śmiertelność muszki owocowej.
Badacze ujawniają, że w przyszłych publikacjach pojawią się inne prognozy, których ze względu na ograniczenie co do długości artykułu, nie można było zamieścić.
