pondelok, 12. decembra 2011

Je nás 7 miliárd


Už viac ako mesiac žije na Zemi oficiálne 7 miliárd ľudí. Od začiatku priemyselnej revolúcie vďaka zvyšujúcej sa životnej úrovni, veľkým pokrokom v medicíne, lacnej energii a v neposlednom rade vďaka zelenej revolúcii v polovici 20. storočia rastie ľudská populácia prakticky exponenciálne. Vždy som sa zaujímal o mikroorganizmy, občas si dokonca nejaké, hlavne tie prokaryotické, pestujem, no skrátka, mám k nim vzťah. Prečo to spomínam? Pretože exponenciálny rast má naša populácia s ich populáciami spoločný. Áno, uznávam, porovnávať ľudí s baktériami, mikroskopickými hubami, riasami, či prvokmi nie je práve typické, no ja mám pocit, že to v tomto prípade vôbec nie je také nezmyselné, ako by sa mohlo zdať.
     
Čas, za ktorý sa rozdelí priemerná baktéria je zhruba 20 minút. Pri takejto rýchlosti by teoreticky dokázalo z jednej bunky za 48 hodín vzniknúť 2,5*1043 buniek. V skutočnosti také enormné množstvo nikdy nevznikne a to jednak preto, že sa z prostredia relatívne rýchlo vyčerpajú dostupné živiny a súčasne sa nahromadia produkty bunkového metabolizmu v takých koncentráciách, ktoré sú pre bunky škodlivé a ak ich neusmrtia, zabránia im rozmnožovať sa. (Hudecová, 2011)

Z vyššie uvedených informácií vyplýva, že baktérie sa nerozmnožujú vždy rovnakou rýchlosťou, ale prechádzajú niekoľkými fázami. Prvou fázou je takzvaná Lag fáza - v tejto fáze sa bunky nerozmnožujú, ale len naberajú objem, dalo by sa povedať, že si zvykajú na nové prostredie, táto fáza sa líši dĺžkou podľa druhu a okolností. Nasleduje krátka fáza zrýchleného rastu a hneď za ňou sa bunky začínajú množiť exponenciálne - počas tejto fázy sa bunky delia najrýchlejšie a veľkosť populácie prudko narastá. Nasleduje krátka fáza spomaleného rastu, ktorá je dôsledkom toho,  že sa znížila koncentrácia živín a koncentrácia baktérií začala byť taká veľká, že produkty ich metabolizmu pre ne začínajú byť toxické. Situácia sa od tohto okamžiku už len zhoršuje, až je koncentrácia živín natoľko nízka a toxínov je tak veľa, že sa počet buniek, ktoré odumrú,  vyrovná počtu novovzniknutých buniek a veľkosť populácie sa nemení, tým začína stacionárna fáza -  buniek postupne odumiera stále viac a viac, veľkosť populácie sa začne postupne, no neodvratne znižovať.



Keď už máme jasno v tom ako to vyzerá s baktériami, mohli by sme sa pozrieť na to, ako sa zatiaľ darí ľuďom. Väčšinu histórie ľudského druhu rástli naše počty len veľmi pomaly a celosvetová populácia sa držala hlboko pod jednou miliardou. Až v antike sa situácia trošku zlepšila a hoci sme stále boli ďaleko od miliardovej hranice, už sa aspoň dalo hovoriť o stovkách miliónov. Miliarda živých ľudí chodila po Zemi prvý krát v osemnástom storočí, ktoré bolo aj dobou priemyselnej revolúcie, štartéra našej fázy exponenciálneho rastu, ktorej dôsledkom je, že dnes, ledva o tristo rokov neskôr, chodí po Zemi sedem miliárd ľudí. Ale vlastne načo to píšem, keď lepšie ako sto slov, poslúži jeden graf?


Na prvý pohľad sa druhý graf zdá výrazne odlišný od toho prvého, je tomu však skutočne tak? Pozrite sa naň ešte raz a skúste si predstaviť, ako by vyzeral, ak by lag fáza bola dlhšia ako exponenciálna fáza a graf by sa snažil aspoň približne odrážať reálne počty buniek v miliardách, teda počas lag fázy by populáciu tvorili napríklad desiatky buniek, inak povedané nula miliárd a na konci exponenciálnej fázy by ich bolo napríklad toľko, koľko všetkých ľudí na Zemi, teda sedem miliárd. Časť prvého grafu od začiatku lag fázy do konca exponenciálnej fázy, by po úprave vyzerala napríklad takto.


Myslím si, že teraz už väčšina ľudí podobnosť vidí. Samozrejme, podobnosť ešte nič neznamená. Problém je však v tom, že exponenciálny rast našej populácie je závislý, rovnako ako u baktérií, od dostatku živín, u ľudí pod nimi nemyslím len jedlo, ale aj fosílne palivá a ostatné suroviny, na ktorých je naša spoločnosť odkázaná. Presne tak ako baktériám vždy dôjdu živiny a produkty ich metabolizmu sa pre ne stanú toxické, aj ľudstvo  časom nevyhnutne vyčerpá zásoby fosílnych palív, ak nás neprestane  pribúdať, nebudeme mať dostatok pôdy, aby sme sa  uživili a možno nakoniec budú produkty našej civilizácie také škodlivé, že už nikdy nenájdeme dosť sily na to, aby sme napravili škodu. 
  
Na rozdiel od baktérií sme však schopní predvídať dôsledky našich činov. A  hoci doteraz rast našej populácie vyzeral skoro ako rast tých bakteriálnych, ešte je čas zabrániť tomu, aby sme s nimi zdieľali aj fázu nedobrovoľnej stagnácie a neodvratného vymierania. Je síce pravda, že ak sa ľudstvu v budúcnosti nepodarí osídliť iné planéty, skôr či neskôr iste vymrie, s tým sa však budú musieť popasovať iné storočia, my im k tomu musíme dať príležitosť a odvrátiť najprv tieto aktuálnejšie hrozby. Všetky naše problémy majú iste riešenie, no cesta k nim vedie jedine pomocou vedy a snahy pochopiť,  ako vesmír funguje a čo musíme urobiť preto, aby sme si svoje miesto v ňom zaslúžili. Toto tvrdenie je možno pre mnohých až smiešne samozrejmé. Naša spoločnosť sa však podľa neho ani zďaleka nespráva a je len na nás, aby sme sa to pokúsili zmeniť.  

Zdroje: Hudecová, D. – Šimkovič, M.: Mikrobiológia. Bratislava: 2009, 127 s. ISBN  978-80-227-3194-2

Grafy: rast baktérií , rast ľudskej populácie


10 komentárov:

  1. "Na rozdiel od baktérií sme však schopní predvídať dôsledky našich činov."
    To nie je až tak celkom pravda.
    To, že pár jedincov uvažuje týmto smerom je z hľadiska celej sedemmiliardovej populácie v podstate irelevantné a nás pár krikľúňov dav rútiaci sa do priepasti cestou poľahky ušliape.

    OdpovedaťOdstrániť
    Odpovede
    1. Nebudem tvrdiť že takýto výsledok nieje pravdepodobný naopak myslím si že je možné že to tak nakoniec aj dopadne. No Kým sa to ešte nestalo mali by sme sa snažiť postaviť ponad tú priepasť most, verím totiž že je tu nenulová šanca že sa nám to podarí a aj keď možno nieje veľká bolo by hlúpe ani to neskúsiť.

      Odstrániť
  2. To som ja Anonymný
    Samozrejme súhlasím, že to treba skúsiť, ba treba robiť všetko pre to aby sa apokalypse zabránilo. Bol by som naozaj nerád, keby ten môj vyššieuvedený povzdych niekto pochopil ako nabádanie k nečinnosti. Ja som skôr chcel trochu zapolemizovať s tou vetou: "Na rozdiel od baktérií sme však schopní predvídať dôsledky našich činov."
    A možno som chcel upriamiť pozornosť na to, že ľudstvo ako celok nie je až o toľko múdrejšie od tých nešťastných baktérií a preto by tí, čo vedia predvídať dôsledky rastúcej populácie popri devastácii pôvodných ekosystémov a popri poklese biodiverzity mali robiť viac než doteraz - možno omnoho viac.

    OdpovedaťOdstrániť
    Odpovede
    1. Nuž tak v takom prípade súhlasím so všetkým napísaným

      Odstrániť
  3. Od roku 1969 klesá tempo populačního růstu.(http://www.google.cz/publicdata/explore?ds=d5bncppjof8f9_&met_y=sp_pop_grow&idim=country:CZE&dl=cs&hl=cs&q=popula%C4%8Dn%C3%AD+r%C5%AFst#!ctype=l&strail=false&bcs=d&nselm=h&met_y=sp_pop_grow&scale_y=lin&ind_y=false&rdim=region&idim=country:CZE&ifdim=region&tdim=true&hl=cs&dl=cs&ind=false). Pokud se nemýlím, tak nejčastější projekce očekávají, že stropem světové populace bude 10 mld. Není to však z důvodů ekologických katastrof, ale z důvodu změny životního stylu. Analogie s buňkami je tedy imho neplatná, minimálně dodnes se nijak neprojevuje. Korelace mezi kvalitou životního prostředí a porodností je spíše negativní.
    Pokud jde o živiny (potraviny a ostaní přírodní zdroje zdroje) a pokud bych měl mluvit v analogii s mikroorganismy, člověk je schopen neobyčejně rychlé mutace - technologického rozvoje. Ten je právě stimulován rostoucí vzácností (a tedy rostoucími cenami) statků. Člověk je někdy schopen a ochoten zplodiny znovu zpracovat (za všechny "vyhořelé" jaderné palivo) či dostupné zdroje efektivněji využívat (za všechny produkce potravin a zelená revoluce). Externality jako třeba emise CO2 se dají internalizovat (příkladem budiž uhlíková daň či povolenky).

    OdpovedaťOdstrániť
    Odpovede
    1. To je veľmi dobrá pripomienka.

      Akurát chcem podotknúť že korelácia medzi kvalitou životného prostredia a pôrodnosťou môže byť kľudne aj negatívna (čo by bolo dosť nebezpečné) ale domnievam sa že kauzalita bude skôr v chudobe.

      Nuž po pravde myslím že som nútený s Vami súhlasiť a uznať že máte asi pravdu.

      Len by som možno rád dodal že technologický rozvoj sám o sebe nedokáže zmeniť nič na tom že naša planéta má pomerne obmedzené zdroje a ak ich nezačneme časom získavať aj z iných vesmírnych telies tak či tak sa nevyhneme vypytovaniu podstatnej väčšiny užitočných surovín.

      Odstrániť
    2. Jistě chudoba a úloha žen ve společnosti jistě jsou hlavními determinanty porodnosti. Souhlasím. Naznačoval jsem, že mezi kvalitou životního prostředí a porodností je žádný nebo velmi slabý vztah, nikoliv že je opačný než jste v původním textu odhadoval.

      Planeta má samozřejmě omezené zdroje. Nebudu se ani přít o tom, že někdy v budoucnu bude ekonomicky zajímavé těžit i na ostatních vesmírných tělesech. Ale stejně si myslím, že nás předtím čeká ještě dlouhé období čím dal hlubší těžby (viz např. tento obrázek z The Economist http://images.angelpub.com/2010/11/4138/deepwater-oil-drilling.png) a čím dál efektivnější recyklace.

      Na druhou stranu s rostoucím bohatstvím roste i spotřeba (což je vlastně stále ta jedna strana mince :) ). Tam by již bylo možné mluvit o nějakém riziku. Zdroje planety více využívá jeden Čech než tři Somálci (pokud bych přijal metodiku výpočtu ekologické stopy). Dlouhodobým rizikem pro naše životní prostředí tedy není ani tak porodnost jako prosperita v dnešních chudých zemích. Kdybyste takto ten argument postavil od začátku (byď by ta analogie asi musela být komplikovanější a nevycházet z tak jednoduchého modelu), asi bych vám sem ani nepsal. :)

      Odstrániť
    3. Nuž každý robí chyby samozrejme od začiatku som chápal že je to dosť zjednodušená analógia a v podstate čo som tým chcel povedať bolo len že zdroje našej planéty sú vyčerpateľné a dajú sa trvalo znehodnotiť tak by bolo fajn kebyže si dáme pozor a pripravujeme sa na budúcnosť kde bude treba získavať suroviny aj z iných zdrojov.

      Každopádne v podstate súhlasím so všetkým čo ste napísali a nemám k tomu ani veľmi čo dodať tak napíšem akurát že v budúcnosti sa budem snažiť pred tým ako niečo napíšem to trochu dôkladnejšie premyslieť, respektíve pokúsim sa to lepšie sformulovať. :)

      Odstrániť
    4. Hehe, já jsem jsem totálně paf z toho, že mi někdo dal na internetu za pravdu. Tohle chce charakter. :-D

      Odstrániť
    5. Tak keď vidím že máte pravdu nebudem predstierať že ju nemáte :)

      Odstrániť