다음은 생물학적 시스템이 덜 효율적으로 보이는 이유에 대한 고장입니다.
1. 다기능 : 생물학적 시스템은 엄청나게 복잡하고 다기능입니다. 세포와 유기체는 성장, 수리, 움직임, 재생산 등과 같은 방대한 작업을 동시에 수행해야합니다. 이는 에너지가 종종 여러 목적으로 사용되므로 단일 기능에 대한 효율을 분리하고 정량화하기가 어렵다는 것을 의미합니다.
2. 항상성 및 중복성 : 생물학적 시스템은 안정성과 탄력성을 우선시합니다. 그들은 항상성을 유지하기위한 복잡한 규제 메커니즘을 가지고 있습니다 (지속적인 내부 환경). 이는 평형을 유지하는 데 사용되는 에너지 "손실"으로 이어질 수 있지만 생존과 적절한 기능에는 필수적입니다. 또한, 생물학적 시스템에는 종종 동일한 과정을 수행하기위한 여러 경로 또는 메커니즘이있는 중복성이 있습니다. 이것은 견고성을 보장하지만 순전히 에너지 중심의 관점에서 비효율적으로 보일 수 있습니다.
3. 엔트로피 및 열역학 제 2 법칙 : 모든 생물학적 시스템은 열역학 제 2의 법칙에 따라야하며, 이는 엔트로피 (장애)가 항상 고립 된 시스템에서 증가한다는 것을 나타냅니다. 이것은 생물학적 과정에서 일부 에너지가 불가피하게 열로 손실 될 것임을 의미합니다. 생물학적 시스템은 이러한 손실을 최소화하기위한 메커니즘을 발전 시켰지만 효율성에 영향을 미치는 기본 제한입니다.
4. 진화론 적 트레이드 오프 : 자연 선택은 환경에 가장 적합한 유기체를 선호합니다. 이는 에너지 효율이 중요하지만 속도, 강도 또는 생식 성공과 같은 다른 특성에 대해 거래 될 수 있음을 의미합니다. 예를 들어, 치타는 빠르야하지만 이는 에너지 지출 비용으로옵니다.
5. 사과와 오렌지 비교 : 생물학적 시스템의 효율성을 인공 기계의 효율성과 비교하는 것은 종종 사과 대 조직 비교입니다. 기계는 최소한의 제약으로 단일의 특정 작업을 위해 설계되었으며, 생물학적 시스템은 광범위한 조건에 적응하고 동시에 많은 기능을 수행해야합니다.
결론 : 생물학적 시스템은 진화론 적 압력과 그들이 수행하는 복잡한 생물학적 과정의 맥락에서 효율적이다. 단일 작업을 수행하는 데 인공 기계만큼 효율적이지는 않지만 생존, 적응 및 복잡하고 섬세한 내부 균형을 유지하는 데 최적화되어 있습니다.
