Evolution from a Thermodynamic Perspective: Implications for Species Conservation and Agricultural Sustainability

Survival of the fittest" یک توتولوژی است، زیرا آنهایی که "مناسب" هستند آنهایی هستند که زنده می مانند، اما برای زنده ماندن، یک گونه باید "مناسب" باشد. تئوری تکاملی مدرن با تعریف تناسب اندام به عنوان موفقیت باروری از مشکل اجتناب می کند، اما پیچیدگی زندگی که امروز می بینیم نمی تواند بر اساس انتخابی که فقط به نفع توانایی تولید مثل است، تکامل یابد. هیچ چیز ذاتی در موفقیت باروری به تنهایی وجود ندارد که بتواند به اشکال بالاتر زندگی منجر شود. تکامل از دیدگاه ترمودینامیکی یک تعریف غیر دایره ای از تناسب اندام و یک تعریف ترمودینامیکی از تکامل ارائه می دهد. تناسب اندام به معنای به حداکثر رساندن توان خروجی است که برای زنده ماندن در دنیای رقابتی ضروری است. تکامل "ذخیره آنتروپی" است. "ذخیره آنتروپی" به این معنی است که انرژی خورشیدی به جای اتلاف گرما در زمین، در ساختار موجودات زنده و اکوسیستم ها ذخیره می شود. بخش اول این را با عباراتی توضیح می‌دهد که برای مخاطبان علمی فراتر از بیوفیزیکدانان و مدل‌سازان اکوسیستم قابل درک است. بخش دوم تئوری ترمودینامیکی را به زبان غیر باطنی برای پایداری کشاورزی و حفاظت از گونه‌های در معرض خطر به کار می‌برد. در حالی که سیستم‌های طبیعی با بازخورد تثبیت می‌شوند، سیستم‌های کشاورزی در حالت رشد دائمی باقی می‌مانند که تحت فشار تراز تجاری و افزایش جمعیت قرار دارند. محدودیت های تحمیل شده توسط قوانین ترمودینامیکی به طور فزاینده ای احساس می شود زیرا گسترش اقتصادی سیستم های منابعی را که توسعه به آنها بستگی دارد بی ثبات می کند.

Survival of the fittest” is a tautology, because those that are “fit” are the ones that survive, but to survive, a species must be “fit”. Modern evolutionary theory avoids the problem by defining fitness as reproductive success, but the complexity of life that we see today could not have evolved based on selection that favors only reproductive ability. There is nothing inherent in reproductive success alone that could result in higher forms of life. Evolution from a Thermodynamic Perspective presents a non-circular definition of fitness and a thermodynamic definition of evolution. Fitness means maximization of power output, necessary to survive in a competitive world. Evolution is the “storage of entropy”. “Entropy storage” means that solar energy, instead of dissipating as heat in the Earth, is stored in the structure of living organisms and ecosystems. Part one explains this in terms comprehensible to a scientific audience beyond biophysicists and ecosystem modelers. Part two applies thermodynamic theory in non-esoteric language to sustainability of agriculture, and to conservation of endangered species. While natural systems are stabilized by feedback, agricultural systems remain in a mode of perpetual growth, pressured by balance of trade and by a swelling population. The constraints imposed by thermodynamic laws are being increasingly felt as economic expansion destabilizes resource systems on which expansion depends.