从球藻到非洲象,生命对温度的反应遵循同一条“万能曲线”
中国物理学会期刊网
2025-12-04 10:00
文章摘要
背景:温度对所有生物学和生态学过程都有强大影响,热性能曲线(TPCs)被广泛用于评估这种影响,其普遍存在的左偏不对称形状一直是生物学领域的核心谜题,多种竞争机制模型均能解释但无法区分主导理论。研究目的:本文旨在从第一性原理出发,通过数学推导和大量实证数据分析,探究TPCs普遍形状背后的根本原因,并验证其普适性。结论:研究发现,只要将性能与温度分别用最适值和激活能重缩放,所有热性能曲线都会坍缩成同一函数y(x)≈ ex(1-x),即普适热性能曲线(UTPC)。这一数学必然性统一了以往纷繁的模型,并揭示了一个关键权衡:适应更高温度的物种,其热耐受范围更窄,对温度波动更敏感。这为理解气候变化下生物的脆弱性提供了理论基础。
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