שינויים

הדף הזה הוא ניסיון לסכם את הרעיונות שעלו בסוף הפגישה ב 4.4.07 בשיחה שהייתה בהשתתפות, דרור, רוני ויונתן.

הדף הזה הוא ניסיון לסכם את הרעיונות שעלו בסוף הפגישה ב 4.4.07 בשיחה שהייתה בהשתתפות, דרור, רוני ויונתן.

==סוקסציה - מאפיינים==

==מבוא==

סוקסציה הינה תהליך בו לאחר קטסטרופה אקולוגית ישנה התפתחות רציפה של חברות אקולוגיות המאפיינת במעבר מחברות של מינים פשוטים, חד שנתיים, נוקטים באסטרטגית R  לרבייה לחברות יותר מסובכות הבנויות ממינים יותר מורכבים, רב שנתיים, המקיימים בינהם קשרי גומלין רבים ונוקטים באסטרטגיית K. כל חברה מכינה את הקרקע לחברה הבאה לאחריה. כאשר החברות מתחלפות החברות הקודמות ממשיכות להתקיים תחתיהן (אך לא בהכרח באותם מינים כבעבר) ונוצר מארג ביולוגי מורכב הכולל את כל החברות שהתקיימו עד כה. בתום התהליך נוצרת חברת שיא, כגון יער גשם, שונית אלמוגים או יער מנגרובים. בד"כ מחלקים את התהליך לשלוש חברות: הראשונה של צמחים חד שנתיים, השניה של שיחים והשלישית של עצים.

ביולוגיה וכלכלה חולקים מאפיינים משותפים רבים כמו תחרות בין פרטים על משאבים מוגבלים, ייצור, שיתופי פעולה וכו'. עם זאת, הסקת מסקנות מביולוגיה לכלכלה היא בעייתית, ורצוי יותר לבצע רדוקציה של תהליכים ביולוגים וכלכליים לתחום שיקרא "אקו-אקו". תהליכים המקוריים הם אינסטציות מסויימות של התהליך באקו-אקו, בהנתן פרמטרטים מסויימים. ננסה לחקור דבר זה באמצעות מושג הסוקציה, שקיים במספר מקרים באקולוגיה, וניתן לצפות למצוא תהליך "מקביל" לו גם בכלכלה.

 

==סוקצסיה ביולוגית==

סוקצסיה הינה תהליך בו לאחר קטסטרופה אקולוגית (כמו שריפה חזקה או התפרצות געשית) ישנה התפתחות רציפה של חברות אקולוגיות המאפיינת במעבר מחברות של מינים פשוטים, חד שנתיים, הנוקטים באסטרטגית R  לרבייה לחברות יותר מסובכות הבנויות ממינים יותר מורכבים, רב שנתיים, המקיימים בינהם קשרי גומלין רבים ונוקטים באסטרטגיית K. כל חברה מכינה את הקרקע לחברה הבאה לאחריה. כאשר החברות מתחלפות החברות הקודמות ממשיכות להתקיים במקביל אך באופן חלש בהרבה (אך לא בהכרח באותם מינים כבעבר) ונוצר מארג ביולוגי מורכב הכולל את כל החברות שהתקיימו עד כה. בתום התהליך נוצרת חברת שיא, כגון יער גשם, שונית אלמוגים או יער מנגרובים. אפשר לחלק את התהליך לשלוש חברות: הראשונה של צמחים חד שנתיים, השניה של שיחים והשלישית של עצים.

==התיאוריה==

==התיאוריה==

הרעיון שסידרנו בוחן את התהליך מנקודת מבט תרמודינמית. בבסיס הניתוח עומדים שני יסודות: רמת האנטרופיה של הסביבה המדוברת, אשר ניתנת לתיאור ע"י מספר ההבדלים בסביבה, והגורמים המפחיתים את האנטרופיה ומאפייניהם. בתחילת התהליך ("שלב 0") ישנה אדמה חרוכה, מונוטונית ואחידה מאוד (מעוטת הבדלים) ולכן בעלת אנטרופיה גבוה. חברת החלוץ המתיישבת בה מורכבת מצורות חיים פשוטות בעלות משך חיים קצר, אשר כמעט ואינן מקיימות אינטראקציות. צורות החיים הללו משתמשות באנרגיה אותן הן מטמיעות ומפחיתות באופן דרסטית את האנטרופיה של הסביבה. זאת ע"י מגוון תהליכים ובעיקרם: יצירת מולוקולות ארוכות משמעותית לעומת אלו הקיימות , יצירת הבדלים בסביבה (ראשיתן של נישות אקולוגיות מובחנות) ויצירת קשרי גומלין פשוטים בסביבה . חברת הביניים מתאפיינת במינים מורכבים יותר, בעלי משך חיים ארוך יותר, יוצרים יותר קשרי גומלין וכו'.  הפחתת האנטרופיה שחברה זו גורמת הינה משמעותית אך פחותה מהחברה הקודמת. עיקרה ביצירת מורכבות גדולה יותר בתוך היצורים החיים (נשימה מפותחת, חלבונים מורכבים ומגוונים וכו') ומחוצה להם (מעגלי מזון ארוכים יותר, סימביוזות ושיתופי פעולה ראשוניים). חברת השיא מתאפיינת ביצורים מורכבים המקיימים בינהם כמות גדולה מאוד של קשרי גומלין ובעלי משך חיים ארוך מאוד. מידת הפחתחת האנטרופיה שהם יוצרים הינה נמוכה יחסית וחלק משמעותי שלה נמצא במישור שבין היצורים החיים ולא בתוכם.

הרעיון שסידרנו בוחן את התהליך מנקודת מבט תרמודינמית. בבסיס הניתוח עומדים שני יסודות:  

*רמת האנטרופיה של הסביבה המדוברת, אשר ניתנת לתיאור ע"י מספר ההבדלים בסביבה,  

*והגורמים המפחיתים את האנטרופיה ומאפייניהם.  

 

בתחילת התהליך ("שלב 0") ישנה אדמה חרוכה, מונוטונית ואחידה מאוד (מעוטת הבדלים) ולכן בעלת אנטרופיה גבוה.  

 

חברת החלוץ המתיישבת בה מורכבת מצורות חיים פשוטות בעלות משך חיים קצר, אשר כמעט ואינן מקיימות אינטראקציות. צורות החיים הללו משתמשות באנרגיה אותן הן מטמיעות ומפחיתות באופן דרסטית את האנטרופיה של הסביבה. זאת ע"י מגוון תהליכים ובעיקרם:

* יצירת מולוקולות ארוכות משמעותית לעומת אלו הקיימות  

* יצירת הבדלים בסביבה (ראשיתן של נישות אקולוגיות מובחנות - לדוגמה ייצוב קרקע במדבר, תיחוח הקרקע בשורשים)

* ויצירת קשרי גומלין פשוטים בסביבה .  

אם נסכם נראה מגמה שבה "מכונות להפחתחת אנטרופיה" (יצורים חיים) משתנות בכמה מאפיינים מרכזיים: יכולת הפחתת האנטרופיה, משך החיים, העליה במורכבות התכליכים הפנימיים לעומת החיצוניים. בנוסף ישנם מספר מאפיינים המשתנים גם הם: אסטרטגיות רבייה (R לעומת K), השקעה (אנרגיה וחומרי מזון) ברביה לעומת תחזוקה עצמית. עניין תרמודינמי נוסף שחשוב לשים לב אליו הוא שככל שמתקדמים במעלה הסולם מספר האפשרויות להתפתחות מצתמצם וכנראה בסדרי גודל. יער גשם עתיד להיות ברוב המקרים יער גשם, חברה של חד שנתיים יכולה להתפתח למאות חברות וחברת ביניים יכולה להתפתח לעשרות חברות שונות. נסכם בגרף את המאפיינים התרמודינמיים המרכזיים: הפחתת אנטרופיה, היחס בין הפחתת האנטרופיה מחוץ ובתוך הייצור ומשך החיים.

 

אם נסכם נראה מגמה שבה "מכונות להפחתחת אנטרופיה" (יצורים חיים. הכוונה כמובן להפחתה באופן לוקאלי) משתנות בכמה מאפיינים מרכזיים: יכולת הפחתת האנטרופיה, משך החיים, העליה במורכבות התכליכים הפנימיים לעומת החיצוניים. בנוסף ישנם מספר מאפיינים המשתנים גם הם: אסטרטגיות רבייה (R לעומת K), השקעה (אנרגיה וחומרי מזון) ברביה לעומת תחזוקה עצמית.  

 

עניין תרמודינמי נוסף שחשוב לשים לב אליו הוא שככל שמתקדמים במעלה הסולם מספר האפשרויות להתפתחות מצטמצם (וכנראה בסדרי גודל). יער גשם עתיד להיות ברוב המקרים יער גשם, חברה של חד שנתיים יכולה להתפתח למאות חברות וחברת ביניים יכולה להתפתח לעשרות חברות שונות. נסכם בגרף את המאפיינים התרמודינמיים המרכזיים: הפחתת אנטרופיה, היחס בין הפחתת האנטרופיה מחוץ ובתוך הייצור ומשך החיים.

[[תמונה:Succession - basic Graph.gif|center|thumb|500px]]

[[תמונה:Succession - basic Graph.gif|center|thumb|500px]]

===מהו הגורם המכתיב את סדר הופעת החברות?===

===מהו הגורם המכתיב את סדר הופעת החברות?===

ככל שחברה מורכבת יותר, כך היא זקוקה לסביבה מסודרת יותר כדי להתחיל לפעול. לכן יש צורך בהפחתות אנטרופיה משמעותיות לפני שיכולה להופיע חברה מורכבת.

השערה: ככל שחברה מורכבת יותר, כך היא זקוקה לסביבה מסודרת יותר כדי להתחיל לפעול. לכן יש צורך בהפחתות אנטרופיה משמעותיות לפני שיכולה להופיע חברה מורכבת. הידע כיצד להפוך סביבה לא ביוטית לסביבה המסודרת של השיא לא מוכל בייצור אחד או אפילו בחברה אחת, אלא מתקיימת כאן "התמחות" והידע מפוזר על פני היצורים של חברות שונות. כאשר הסביבות הראשוניות "מרעילות" את עצמן וסוללות את הדרך לחברה הבאה בתור.

 

שאלה - מדוע לא נוצר מצב בו יצור אחד מכיל את כל הידע (וכך זוכה ליתרון)? לשמירת ידע ויכולת פעולה יש מחיר בצורה של תחזוקת הידע, וצורך לשמור יכולת מטבוליזם של תרכובות שונות.  

===מדוע קיים קשר בין משך החיים, מידת הפחתת האנטרופיה ואופי ההפחתה?===

===מדוע קיים קשר בין משך החיים, מידת הפחתת האנטרופיה ואופי ההפחתה?===

ככל שהפחתת האנטרופיה נעשית ברמת אנטרופיה נמוכה יותר, היא נאלצת להתבצע באמצעות תהליכים מורכבים יותר ובעיקר בעלי משכי זמן ארוכים יותר. נשימה ועיכול הינם תהליכים בסיסיים להפחתת אנטרופיה משמעותית אך הם קצרים במשכם. מארג מזון וסימביוזה הם תהליכים המפחיתים מעט אנטרופיה ועושים זאת בצורה "מעודנת" יותר ונמשכים זמנים ארוכים בהרבה, בסדרי גודל. ניתן לומר שככל שהסביבה מורכבת יותר ישנה יותר תחרות על הפחתת אנטרופיה ולכן המפחיתים האחרונים בתור, חברת השיא, נאלצים לפנות למסלולים בהתמחות גבוהה ו"בגומחות אקולוגיות של הפחתת אנטרופיה" קטנות יותר.

ככל שהפחתת האנטרופיה נעשית ברמת אנטרופיה נמוכה יותר ("יותר סדר"), היא נאלצת להתבצע באמצעות תהליכים מורכבים יותר ובעיקר בעלי משכי זמן ארוכים יותר אולי בגלל שיש לשמור מידע (גנטי) רב יותר לצורך כך. נשימה ועיכול הינם תהליכים בסיסיים להפחתת אנטרופיה משמעותית אך הם קצרים במשכם. מארג מזון וסימביוזה הם תהליכים המפחיתים מעט אנטרופיה ועושים זאת בצורה "מעודנת" יותר ונמשכים זמנים ארוכים בהרבה, בסדרי גודל. ניתן לומר שככל שהסביבה מורכבת יותר ישנה יותר תחרות על הפחתת אנטרופיה ולכן המפחיתים האחרונים בתור, חברת השיא, נאלצים לפנות למסלולים בהתמחות גבוהה ו"בגומחות אקולוגיות של הפחתת אנטרופיה" קטנות יותר.

 

טענה של קורטן - החברים בחברה הראשונה הינם פחות יעילים בייצור מסה מאנרגיית שמש ולכן מפנים את מקומם לבאים אחריהם.  

==התמונה המלאה - הגרף החלק==

==התמונה המלאה - הגרף החלק==