Det finns mer än 8 miljoner arter av levande varelser på jorden, men ingen av dem – från 100 fots blåvalar till mikroskopiska bakterier – har en fördel framför de andra i den universella kampen för tillvaron.

I en artikel publicerad 8 januari i den prestigefyllda tidskriften Naturekologi och evolution , en trio av forskare från universitet i USA och Storbritannien beskriver den dynamik som började med livets uppkomst på jorden för 4 miljarder år sedan. De rapporterar att oavsett mycket olika kroppsstorlek, plats och livshistoria, mest växt, djurarter och mikrobiella arter är lika "passade" i kampen för tillvaron. Detta beror på att var och en överför ungefär samma mängd energi under sin livstid för att producera nästa generation av sin art.

"Detta betyder att varje elefant eller blåval inte bidrar med mer energi per gram förälder till nästa generation än en öring eller ens en bakterie, " sa medförfattaren Charles A.S. Hall, en systemekolog vid College of Environmental Science and Forestry (ESF) i Syracuse, New York. "Vi hittade, ganska förvånande, genom att undersöka produktionshastigheten och generationstiden för tusentals växter, djur och mikrober som var och en skulle föra vidare, i genomsnitt, samma mängd energi till nästa generation per gram förälder, oavsett storlek. En encellig vattenalg återskapar sin egen kroppsmassa på en dag, men lever bara en dag. En stor elefanthona tar år att få sitt första barn, och lever mycket längre än algen. För alla växter och djur av alla storlekar balanserar dessa två faktorer - hastigheten på biomassaproduktion och generationstid - varandra exakt, så var och en bidrar med samma energi per gram förälder till nästa generation under sin livstid."

Poängen, Hall sa, är att alla organismer är, i genomsnitt, lika lämplig för överlevnad.

Halls medförfattare, James H. Brown, en fysiologisk ekolog vid University of New Mexico, sa, "Det faktum att alla organismer är nästan lika vältränade har djupgående konsekvenser för livets utveckling och beständighet på jorden."

Den tredje författaren på tidningen, som publicerades på nätet, är matematisk biolog Richard M. Sibly från University of Reading i Storbritannien.

Forskarna tacklade en spännande fråga om livet på planeten, börjar med lite allmän kunskap. Å ena sidan, de noterade, mikroskopisk, encelliga bakterier, alger och protister som bara väger några mikrogram lever snabbt, generera mycket ny biomassa per dag eller till och med per minut, och dö ung, ofta inom timmar. Å andra sidan, däggdjur som en 100-fots blåval kan leva upp till 100 år men generera ny biomassa, inklusive spädbarn, mycket långsammare.

Författarna ställer en svepande fråga:Hur kan en sådan enorm variation i reproduktion och överlevnad tillåta uthållighet och samexistens av så många arter? Deras svar:Eftersom det finns en universell kompromiss i hur organismer förvärvar, omvandla och förbruka energi för överlevnad och produktion inom begränsningar från fysik och biologi.

I sin forskning, författarna byggde en modell för energiallokering, baserat på data som involverar energiinvesteringar i tillväxt och reproduktion, generationstider (vanligtvis 22 till 32 år för människor) och kroppsstorlekar för hundratals arter, allt från mikrober till däggdjur och träd. De fann ett exakt lika men motsatt förhållande mellan tillväxthastighet och generationstid bland alla dessa organismer.

Nettoresultatet är vad författarna kallar "likvärdighetsparadigmet". Arter är nästan lika lämpliga för överlevnad eftersom de alla ägnar samma mängd energi per kroppsviktsenhet för att producera avkomma i nästa generation; den högre aktiviteten och kortare livslängden hos små organismer kompenseras exakt av den långsammare aktiviteten och längre livslängden hos stora organismer.

Hall sa att avvägningen mellan levnadshastighet och generationstid är en anledning till den stora mångfalden av liv på jorden:ingen storlek eller livsform har en inbyggd fördel framför en annan. De uppenbara fördelarna med att vara större (t.ex. större hanar är mer benägna att vinna i konkurrens om kompisar) kompenseras av det faktum att större djur vanligtvis är mindre produktiva över tiden.

"Det finns inget enskilt sätt att leva och använda energi som är bäst, ", sa Hall och Brown. "Med tanke på mångfalden av miljöförhållanden på planeten, en sorts organism kan få en tillfällig fördel, men sådana vinster kommer snart att motverkas av andra, konkurrerande organismer. Resultatet är vad evolutionsbiolog Leigh Van Valen kallade "Red Queen-fenomenet", ' baserat på Lewis Carrolls Through the Looking Glass:Alla arter måste fortsätta springa för att hålla jämna steg med andra och stanna i den evolutionära rasen."