根据前两天发表在Science上的一篇论文，研究人员提出了新的动物生长模型。模型描述了随着年龄的增长和体型的增加，动物如何将能量用于生长和繁殖。

莫纳什大学生物科学学院和几何生物学中心的主要作者克雷格·怀特教授说：“尽管生物体不能打破物理定律，但进化已经证明自己非常善于优化。”

生物学中一个无法解释的问题涉及能量代谢和体型大小之间的非比例(异速生长)关系。

“发现动物的新陈代谢可以在不援引物理限制的情况下得以解释，这意味着我们寻求在这种普遍模式的答案时一直使错了劲。我们认为，物理限制并没有像以前假设的那样驱动我们观察到的生物学机制，而且进化的选择范围比以前想象的要广泛。”

在发育或演化过程中，体型的增加通常伴随着能量需求的不成比例的增加，因此，大型动物比小型动物燃烧更少的能量并且需要相对更少的食物。

例如，像鼩鼱这样的小型哺乳动物每天可能需要摄入相当于其体重3倍的食物，而体型最大的鲸鱼——每天只吃其体重 5-30% 的磷虾。

“我们的研究反对传统观点，即异速生长等生物模式是由于物理限制而发生的。”怀特教授说。“我们设计了一个动物生长的数学模型，描述了随着年龄和体型的增加，动物如何将能量分配从生长转移到繁殖，并表明当新陈代谢与体型不成比例时，终生繁殖的优势可以最大化。”

“自 19 世纪初以来提出的许多模型都使用物理或几何约束来解释这种模式，但我们的没有。简单地说，经典理论认为动物之所以如此新陈代谢，是因为它们必须如此，但我们发现，它们具有这样的新陈代谢模式，是因为那是最好的模式。”

怀特教授说，这项研究表明，异速生长不一定是物理或几何限制的结果。相反，自然选择，而不是物理学，让异速生长成为现实。

https://phys.org/news/2022-08-mathematical-animal-growth-life-biology.html

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