Но почему закон Клайбера (скорость метаболизма пропорциональна массе организма в соотношении ¾) правильный? Несколько поколений ученых безуспешно искали простое и убедительное объяснение. В новой статье исследователи выдвигают гипотезу, что формы растений и животных эволюционировали в соответствии с одинаковыми математическими и физическими принципами. Ученые взяли логику, которая лежит в основе математической формулы Клайбера, и по очереди применили ее к геометрии растений и животных, что позволило им объяснить десятки лет полевых наблюдений.

«Геометрия растений и животных эволюционировала более-менее параллельно, — говорит ботаник Тодд Кук (Todd Cooke) из Университета штата Мэриленд (UMD). — Первые растения и животные имели простые и довольно разнообразные тела, однако в результате естественного отбора остались только два типа геометрии, которым подчиняются современные деревья и животные, отражая эквивалентную эффективность энергозатрат. Обе четко соответствуют потребностям. И именно об этом нам говорит закон Клайбера».

Представьте себе два организма: дерево и тигра. С точки зрения эволюции, у дерева задача проще: преобразовывать солнечный свет в энергию и передвигать ее в своем теле, которое практически никогда не движется. Для того чтобы выполнить эту задачу как можно эффективнее, эволюция привела дерево к разветвленной форме с большой площадью поверхности – листьями.

«Поверхность дерева и объем пространства, которое оно занимает, почти всегда остаются одинаковыми, — говорит физик Джаянт Банавар (Jayanth Banavar), декан Колледжа компьютерных, математических и естественных наук в UMD. — Питательные вещества в дереве передаются с одинаковой скоростью, независимо от его размера».

Имея эти переменные, команда рассчитала отношение между массой различных видов деревьев и их метаболизмом, в результате обнаружив, что это отношение соответствует закону Клайбера.