A természet egyesítő modelljei

Az energia drága erőforrás minden szervezet számára; a felesleges energia felhasználásának kockázata a halál vagy a szaporodás sikertelensége. Ezért takarékosan használják, igényeiket a rendelkezésre álló korlátozott mennyiségű energiához igazítva. Bár egyetlen energia sem "ingyenes", mert minden energianyeréshez energiafelhasználásra van szükség, a természet energiaforrásai szabadon hozzáférhetők, mert megújulók, helyben találhatók, és nem kell bányászni őket. A szabadon hozzáférhető energia magába foglalja az olyan forrásokat, mint a növények által fotoszintézisre használt napfényből származó elektronok, az emelkedő légáramlatok, a szél, a mélytengeri árkokból származó oldott ásványi anyagok, a lebomló szerves anyagok, valamint a növényekből és állatokból származó tápanyagok, amelyekből a szervezetek táplálkoznak.

A természetben az egyik szervezet hulladéka vagy bomló teste más szervezetek élelmiszer- és anyagforrásává válik. Miközben az "újrahasznosításról" beszélünk, az "upcycling" pontosabb leírása annak, hogy mi történik a természetben. Általában sok olyan organizmus van, pontosabban az organizmusok ökoszisztémája, amelyek összetett szerves anyagokat és molekulákat bontanak kisebb molekulákra, amelyeket aztán fel lehet venni és teljesen új anyagokká lehet összerakni. Csakúgy, mint egy hidrológiai ciklus, sok más ciklus is szerves anyagot tartalmaz (szénciklus, nitrogénciklus stb.), amelyek helyi, regionális és globális rendszerként működnek.

A rugalmasság arról szól, hogy képesek vagyunk felépülni a helyi környezet zavarai vagy jelentős, kiszámíthatatlan változásai után, például tűz, árvíz, hóvihar vagy sérülés által okozott változások után. A sokszínűség, a redundancia, a decentralizáció, az önmegújítás és az önjavítás mind lehetővé teszik a természet ellenálló képességét és a funkció fenntartásának képességét a zavar ellenére. Rendszerszinten a "sokféleség" több olyan forma, folyamat vagy rendszer jelenlétére utal, amelyek megfelelnek egy funkcionális igénynek. A sokféleség magában foglalhatja a környezet változására adott különféle viselkedési, fizikai vagy fiziológiai válaszokat.

Mivel az energia és az anyagok nagyon értékesek, a természet egyensúlyt keres a felvett erőforrások és a felhasznált erőforrások között. A túlzott növekedésre fordított energia például elégtelen energiatartalékokat eredményezhet, amelyek károsítják a szervezet túlélési és szaporodási képességét, ami azt jelenti, hogy nem lesz képes továbbadni génjeit. Fékek és ellensúlyok vannak az organizmusokban és az ökoszisztémákban is, amelyek közül néhány generációkon keresztül is előfordul. A „növekedés a növekedés érdekében” káros mellékhatásokat eredményez. Néha ezek a mellékhatások azonnal nyilvánvalóak és esetleg visszafordíthatók, de néha hosszú ideig rejtve maradnak, mikor már késő visszafordítani.

Az organizmusok kölcsönhatásai között, számos példa van olyan hatásokra, amelyek kölcsönös előnyöket biztosítanak. Az előnyök lehetnek bizonyos viselkedések egyszerű melléktermékei - például amikor az egyik szervezet hulladéka egy másik szervezet erőforrása -, vagy az idő múlásával kialakult szoros kapcsolatokból eredhetnek. A kölcsönös szimbiózis a különböző organizmusok közötti szoros kapcsolat egyik példája, ahol minden partner nyer a kapcsolatból. Egy másik fajta szoros kapcsolat magában foglalja a család csoporttagjai közötti együttműködést.

Ahhoz, hogy az organizmusok és az ökoszisztémák ráhangolódjanak a környezetükre, információt kell kapniuk a környezetből, és képesnek kell lenniük arra, hogy megfelelően reagáljanak erre az információra. Ez magában foglalja a jelzések küldését és fogadását más szervezetek felé vagy akár a szervezet testén belül. A küldés, fogadás és reagálás e rendszere az evolúció évmilliói során hangolódott össze.

Az organizmusokban kémiai folyamatok mennek végbe a saját sejtjeiken belül és azok környezetében. Ez elengedhetetlenné teszi, hogy az organizmusok vegyi anyagokat, kémiai folyamatokat és kémiai eredetű anyagokat használjanak, amelyek támogatják az élet folyamatait. Az élet kémiája vízalapú, és a kémiai elemek egy részét használja, amelyek pontos 3D-s struktúrákba rendeződnek. A 3D-s szerkezet és összetétel kombinációja a kulcs az önszerveződés maximalizálásához, a kémiai aktivitás és az anyagtermelés irányításához, valamint a biológiai lebomlás termékeinek hasznos alkotóelemekké való átalakításához, miután elvégezték a munkájukat.

A természet bőséges erőforrások felhasználásával épít, ritka erőforrásokat csak kis mértékben használ.

A túlélési esélyek akkor nőnek, ha az egyének jól ismerik fel a helyi feltételeket és lehetőségeket, valamint megtalálják és kezelik a rendelkezésre álló erőforrásokat. A túlélés attól is függ, hogy megfelelően reagálunk-e a helyi környezetből gyűjtött információkra. Egy adott helyen jelenlevő organizmusok és ökoszisztémák, a helyi környezeti feltételekre adott közvetlen válaszuk során fejlődtek. Ezeknek a környezeti feltételeknek egy része ciklikus mintázatban változik, mint például az árapály, a nappal és az éjszaka, az évszakok és az éves árvizek vagy tüzek. Az organizmusok ezeket a kiszámítható ciklikus mintákat lehetőségként használják, és kielégítenek egy adott igényt.

A természet alakot vagy formát használ, hogy megfeleljen a funkcionális követelményeknek, anyag- és energiabefektetés helyett. Ez lehetővé teszi a szervezet számára, hogy minimális erőforrásokkal megvalósítsa a céljait. Ilyen formák találhatóak a bogár hátának alakjában vagy a trópusi esőerdő többrétegű szerkezetében. Ha észreveszünk egy alakot a természetben, szinte mindig van egy funkcionális oka, nagyon ritka kivételekkel.