生物与医学2018pnas.org
地球上的生物量分布
The Biomass Distribution on Earth
进阶 · 约 60 分钟读完前置知识：生态学基础（生物量、初级生产力）、食物链与营养级概念、单位换算（Gt C、干重与碳量）
导读
这篇 PNAS 论文系统估算了地球各类生物的生物量分布，覆盖海洋与陆地、生产者和消费者、人类与家畜等类群。研究指出海洋生物量金字塔是「倒置」的——消费者生物量多于生产者，原因是生产者周转极快（以天计）而消费者周转慢（以年计），因此现存量与生产力并不一致。附录还估算了人类文明前后野生哺乳动物生物量的巨大变化。
HN 关注点：HN 读者被文中反直觉的数字和结论吸引：海洋倒置生物量金字塔、病毒总生物量远超人类、以及人类与家畜已远超更新世前的野生巨型动物。
后来怎么样
这篇论文给出的全球各类群生物量估算，成为生态学与地球系统科学中被广泛引用的标准参考数据；其「海洋生物量金字塔倒置」的结论被写进教科书式综述，并引出对病毒、家畜、人类世生物量等一系列后续核算工作。
HN 评论精选
这几条评论里：支持 1 质疑 1 补充 2
补充海洋倒置金字塔源于生产者与消费者周转速率差异，可用农业人口比例类比理解。
对我来说，文章最令人惊讶的一点是：「我们的分析显示，全球海洋生物量金字塔中消费者多于生产者，即倒置的食物金字塔。」读到后面的解释我才明白怎么可能：「当初级生产者的生物量周转很快（量级为天），而消费者的生物量周转慢得多（中层鱼类是几年）时，就会出现这种倒置分布。因此消费者的现存量更大，尽管生产者的生产力必然更高。」人类世界有类似类比：1790 年美国农民占劳动力的 90%，1990 年只有 2.6%。农业效率提高太多，一小部分人就能养活全国。
mysterypie查看英文原文
For me, the most surprising point in the article was this: > Our analysis reveals that the global marine biomass pyramid contains more consumers than producers, thus an inverse food pyramid. I didn't understand how such a thing was possible until I read the explanation further down: > Such inverted biomass distributions can occur when primary producers have a rapid turnover of biomass [on the order of days], while consumer biomass turns over much more slowly [a few years in the case of mesopelagic fish]. Thus, the standing stock of consumers is larger, even though the productivity of producers is necessarily higher. There's an analogy in the "human world": Farmers were 90% of labor force in the U.S. in 1790, but only 2.6% in 1990.[1] Farming has become so much more efficient that a small group can feed the whole country. [1] https://www.agclassroom.org/gan/timeline/farmers_land.htm
补充附录数据：人类与家畜生物量已远超史前野生巨型动物，人类单独即约为其两倍。
附录里有些惊人的内容：「第四纪巨型动物灭绝事件之前，野生哺乳动物总生物量约为 0.04 Gt C，比现存野生哺乳动物约 0.007 Gt C 高约 6 倍。我们目前无法给出人类文明前后野生哺乳动物生物量变化的不确定度，因为缺乏对前人类时期野生陆生哺乳动物生物量的不确定度估计。」「在野生巨型动物生物量崩溃的同时，人类生物量在同一时期逐渐增加。自工业革命以来，人类人口指数式增长，家畜生物量也快速增加。今天家畜生物量（约 0.1 Gt）比第四纪巨型动物灭绝前所有陆生野生巨型动物的生物量高一个数量级。甚至仅人类自身的生物量（约 0.05 Gt）就约为灭绝事件前全部野生巨型动物生物量的两倍。」
mirimir查看英文原文
There's some wild stuff in the appendix:[0] > The total wild mammal biomass before the Quaternary Megafauna Extinction event of ≈0.04 Gt C is about 6-fold higher than the ≈0.007 Gt C of extant wild mammal biomass. We cannot currently derive the uncertainty associated with the change in wild mammal biomass before and after human civilization, as we do not have a projection for the uncertainty associated with the pre-human wild land mammal biomass. ... > At the same time that the biomass of wild megafauna collapsed, the biomass of humans gradually increased over the same period. Since the industrial revolution we have witnessed an exponential increase in human population, as well as a rapid increase in the domesticated livestock biomass. Today, the biomass of livestock (≈0.1 Gt) is an order of magnitude larger than that of all the terrestrial wild megafauna before the Quaternary Megafauna Extinction. Even the biomass of humans alone (≈0.05 Gt) is around twice the size of the biomass of all wild megafauna before the Quaternary Megafauna Extinction event. 0) http://www.pnas.org/content/suppl/2018/07/13/1711842115.DC1
支持读者对病毒生物量远超人类的数字感到震惊并求证。
哇，我很喜欢这种分析。病毒总生物量 0.2 吉吨，而全人类 70 亿人总共只有 0.06 吉吨。我理解得对吗？
ak39查看英文原文
Wow. I love analysis like this. Total biomass of viruses = 0.2 gigatons. Total humanity of all 7 billion souls only 0.06 gigatons. Did I understand correctly?
质疑质疑用 Voronoi 图展示这类数据的可视化选择是否优于堆叠条形图。
我不理解为什么 Voronoi 图会比堆叠条形图更好。
psychometry查看英文原文
I don't understand how Voronoi diagrams are an improvement over a stacked bar chart.
相关资源
从这篇论文所有 HN 讨论帖的全部评论里整理出来的链接。
历次讨论
- 2018Hacker News 讨论帖159 分 · 52 评
同领域还值得读
CRISPR 在活体动物中消除 HIV-1 感染
CRISPR eliminates HIV-1 infection in live animals
报告利用 CRISPR/Cas9 基因编辑技术在活体动物中清除 HIV-1 感染：研究人员通过腺病毒载体递送特定的 Cas9 系统，从被感染细胞中切除嵌入的 HIV 病毒 DNA。
生物与医学2017 · 1,455 分 · 239 评入门 · 约 30 分钟编辑精选保护区飞行昆虫生物量27年下降75%
75% decline over 27 years in total flying insect biomass in protected areas
这篇发表于 PLOS ONE 的研究通过在德国保护区长达 27 年的昆虫生物量监测，发现飞行昆虫总量下降了约 75%。
生物与医学2017 · 901 分 · 432 评入门 · 约 45 分钟编辑精选为什么大多数已发表的研究发现是错的
Why Most Published Research Findings Are False (2005)
这篇 2005 年发表于 PLOS Medicine 的经典论文由 John Ioannidis 撰写，论证了在统计功效不足、研究偏倚和多重检验等因素下，大多数已发表的医学研究发…
生物与医学2022 · 388 分 · 351 评入门 · 约 60 分钟编辑精选人类免疫系统的物理接线图
A physical wiring diagram for the human immune system
这篇 Nature 论文系统绘制了人类免疫系统的“物理接线图”：通过大规模实验鉴定免疫细胞表面受体之间的相互作用（包括约 30 种此前未知的受体互作），并结合定量计算模型模拟免疫…
生物与医学2022 · 342 分 · 49 评专业 · 约 90 分钟编辑精选脂肪组织在减重后仍保留肥胖的表观遗传记忆
Adipose tissue retains an epigenetic memory of obesity after weight loss
这篇 Nature 论文研究了肥胖对脂肪组织的长期影响：即使减重成功，脂肪细胞仍保留着肥胖时期的表观遗传记忆，可能解释为什么减重后容易反弹。
生物与医学2025 · 263 分 · 327 评进阶 · 约 45 分钟编辑精选