Dabas mācības

Enerģija organismiem ir vitāli svarīgs un dārgs resurss. Pārmērīgs enerģijas patēriņa risks ir nāve vai nespēja vairoties, tāpēc organismi to izmanto taupīgi un izmanto enerģiju, kas ir atjaunojama, atrodas tuvumā un kuras iegūšanai nav nepieciešams patērēt daudz enerģijas. Brīvi pieejama ir, piemēram, enerģija no Saules, ko augi izmanto fotosintēzes procesā, gaisa masu pārvietošanās un vēja, organisko materiālu sadalīšanas, enerģija no augiem un dzīvniekiem barošanās procesā.

Dabā viena organisma atkritumi vai atmirušās daļas kļūst par pārtikas un materiālu avotu citiem organismiem. To, kas notiek dabā, pareizāk būtu saukt par “upcycling” – pārstrādi ar augstāku pievienoto vērtību, kur rezultātā rodas augstākas kvalitātes produkts. Dabā ir daudz organismu, kas sarežģītus organiskos materiālus s sadala mazākās molekulās, kuras pēc tam var uzņemt un no jauna salikt pilnīgi jaunos materiālos. Dabā pastāv vairāki vielu aprites cikli (oglekļa cikls, slāpekļa cikls utt.), kuros norit organisko vielu aprite.

Būt elastīgam nozīmē spēju atgūties pēc traucējumiem vai būtiskām izmaiņām vidē, tādiem kā ugunsgrēks, plūdi, vētras. Dabā daudzveidība, dublēšana, decentralizācija, pašatjaunošanās veicina noturību un spēju saglabāt funkciju, par spīti traucējumiem. Daudzveidība sistēmu līmenī var ietvert dažādas uzvedības, fiziskas vai fizioloģiskas reakcijas uz vides izmaiņām, lai nodrošinātu nepieciešamo funkciju.

Tā kā enerģija un materiāli ir tik vērtīgi, dabā svarīgs līdzsvars starp uzņemtajiem un iztērētajiem resursiem. Tērējot enerģiju, piemēram, pārmērīgai augšanai, var rasties nepietiekamas enerģijas rezerves vai īpašības, kas kaitē organisma spējai izdzīvot un vairoties, kas nozīmē, ka tas nespēs nodot tālāk savus gēnus. Izaugsme izaugsmes dēļ rada kaitīgas blakusparādības. Dažreiz šīs blakusparādības ir uzreiz pamanāmas un novēršamas, un dažreiz tās paliek slēptas ilgu laiku, līdz kļūst neatgriezeniskas.

Lai gan dabā ir daudz plēsonības, parazītisma un konkurences piemēru, dominē attiecības, kas ir uz sadarbību vērstas. Ieguvumi var būt vienkārši blakusprodukti, piemēram, ja viena organisma atkritumi ir cita organisma resurss, vai arī specifiska uzvedība, kas attīstījusies laika gaitā. Sadarbības attiecības var rasties starp diviem organismiem vai starp daudziem dažādiem organismiem. Daži izplatīti sadarbības veidi ir savstarpējās attiecības, kur abas puses gūst labumu no attiecībām (simbioze), un komensālisms, kur viens partneris gūst labumu, bet otrs nesaņem ne labumu, ne kaitējumu. Ilgtermiņā pat plēsonība, parazītisms un konkurence, kaut arī ir kaitīgi indivīda līmenī, bieži vien sniedz priekšrocības sistēmu līmenī.

Organismiem un ekosistēmām ir jāsaņem informācija no vides un jāspēj atbilstoši rīkoties, reaģējot uz šo informāciju, lai pielāgotos mainīgajiem apstākļiem. Šī informācijas un signālu sūtīšanas, saņemšanas un atbildes sistēma ir precīzi noregulēta miljoniem gadu ilgas evolūcijas gaitā. Organismos un ekosistēmās iestrādāta atgriezeniskā saite, lai iegūtu informāciju un izdzīvotu.

Ķīmiskie procesi notiek organisma šūnās un to tuvumā. Tāpēc ir svarīgi izmantot ķīmiskas vielas, savienojumus un ķīmiskos procesus, kas uztur dzīvību un nekaitē organismam. Kā šķīdinātājs tiek izmantots galvenokārt ūdens, un ķīmiskie elementi ir konfigurēti precīzās 3D struktūrās. Šāda uzbūves un sastāva kombinācija palielināt pašsavienošanos, vadītu ķīmisko aktivitāti un materiālu veiktspēju un ļauj vielām sadalīties noderīgās sastāvdaļās, kad darbs ir paveikts.

Dabas materiāli ir bagātīgi un ir vietēji iegūti. Tiek izmantoti arī daži retāk sastopami minerāli, taču tie ir atrodami uz vietas un ir viegli pieejami.

Izdzīvošanas iespējas palielinās, ja indivīdi labi apzinās vietējos apstākļus un iespējas, kā arī pārzina pieejamos resursus. Izdzīvošana ir atkarīga arī no adekvātas reaģēšanas uz informāciju, kas iegūta no vietējās vides. Organismi un ekosistēmas noteiktā vietā attīstījās, tieši reaģējot uz vietējiem vides apstākļiem. Daži no šiem apstākļiem mainās cikliski, piemēram, plūdmaiņas, diena un nakts, gadalaiki un ikgadēji plūdi vai ugunsgrēki. Organismi izmanto šos paredzamos cikliskos modeļus kā iespēju attīstīties, lai aizpildītu noteiktu nišu.

Lai izpildītu funkcionālās prasības, daba izmanto formu biežāk, nekā materiālu vai enerģiju. Citiem vārdiem sakot - forma seko funkcijai. Tas ļauj organismam vai ekosistēmai paveikt vajadzīgo, izmantojot minimālu enerģijas un resursu daudzumu. Ja mēs pamanām dabā formu, gandrīz vienmēr šai formai ir funkcionāls iemesls.