<!DOCTYPE HTML PUBLIC "-//W3C//DTD HTML 4.0 Transitional//EN">
<HTML xmlns:o = "urn:schemas-microsoft-com:office:office" xmlns:st1 = 
<META http-equiv=Content-Type content="text/html; charset=UTF-8">
<META content="MSHTML 6.00.2900.2722" name=GENERATOR>
<BODY id=role_body style="FONT-SIZE: 12pt; COLOR: #000000; FONT-FAMILY: Arial" 
bottomMargin=7 bgColor=#ffffff leftMargin=7 topMargin=7 rightMargin=7>
<P class=MsoNormal style="MARGIN: 0in 0in 0pt"><SPAN 
style="COLOR: black; FONT-FAMILY: Arial">Dear Howard,<o:p></o:p></SPAN></P>
<P class=MsoNormal style="MARGIN: 0in 0in 0pt"><SPAN 
style="COLOR: black; FONT-FAMILY: Arial"><o:p>&nbsp;</o:p></SPAN></P>
<P class=MsoNormal style="MARGIN: 0in 0in 0pt"><SPAN 
style="COLOR: black; FONT-FAMILY: Arial">You asked two questions: <EM>What in 
the world could the answer be to the following question:</EM> "</SPAN><FONT 
face="Times New Roman"><SPAN style="COLOR: black">Our brains expanded at he same 
rate in (exponent about 1.5) evolution as did the antlers of giant deer and 
horns of giant sheep!&nbsp;... Why?"</SPAN><SPAN 
style="COLOR: black; FONT-FAMILY: Arial"><o:p></o:p></SPAN></FONT></P>
<P class=MsoNormal style="MARGIN: 0in 0in 0pt"><SPAN 
style="COLOR: black; FONT-FAMILY: Arial">&nbsp;<o:p></o:p></SPAN></P>
<P class=MsoNormal style="MARGIN: 0in 0in 0pt"><SPAN style="COLOR: black"><FONT 
face="Times New Roman"><EM>And why are periglacial environments, environments 
poor to the naked eye, richer than tropical environments, which seem very, very 
<P class=MsoNormal style="MARGIN: 0in 0in 0pt"><SPAN 
style="COLOR: black"><o:p><FONT 
face="Times New Roman">&nbsp;</FONT></o:p></SPAN></P>
<P class=MsoNormal style="MARGIN: 0in 0in 0pt"><SPAN style="COLOR: black"><FONT 
face="Times New Roman">They are good questions, which I think I can answer. In 
the first, the similarity extends much beyond the fact that both, horns and 
brains, grow within or from skull bones! Large antlers/horns as well as brains 
stand, in an odd way, for supreme, highly adaptive all-round ability, for 
supreme competence and confidence. However, let me start at the real 
<P class=MsoNormal style="MARGIN: 0in 0in 0pt"><SPAN 
style="COLOR: black"><o:p><FONT 
face="Times New Roman">&nbsp;</FONT></o:p></SPAN></P>
<P class=MsoNormal style="MARGIN: 0in 0in 0pt"><SPAN style="COLOR: black"><FONT 
face="Times New Roman">Antlers as well as the cerebral cortex (the largest part 
of the brain) are both tissues of low growth priority. That is, they only grow 
when the blood stream has supplied all other tissues with their required energy 
and nutrients. Antlers and brains thus both depend for maximum growth on 
superabundant food of the highest quality. The brain in addititon to that 
superlative nutrition requires hard, but diverse exercise in order to grow. It’s 
like a muscle: no exercise, no growth! The broader the range of abilities 
mastered the larger the brain! Brain size is not related to excellence in a 
task, but in <U>many</U> tasks. Therefore, very large brains can only occur 
together with an athletic body and large body size. And that is the very picture 
of our wild, ice age ancestors from the upper Paleolithic in the cold, but 
productive periglacial zones. (It also applies to Neanderthal). The average 
Cro-magnid, athetic, six-foot plus, and with a brain 20% larger than moderns was 
a superior human specimen to Val Geist on every 
<P class=MsoNormal style="MARGIN: 0in 0in 0pt"><SPAN 
style="COLOR: black"><o:p><FONT 
face="Times New Roman">&nbsp;</FONT></o:p></SPAN></P>
<P class=MsoNormal style="MARGIN: 0in 0in 0pt"><SPAN style="COLOR: black"><FONT 
face="Times New Roman">As to antlers, they also grow only if there is lots and 
lots of excellent food. However, here is the rub! In deer societies the females 
occupy the most secure ground and graze the daylights out of it. For females and 
young the primary goal is security from predators, and they will gladly accept 
second rate food to achieve that. Consequently, males cannot thrive on the land 
occupied by the females. If they want to eat well, as they are driven to do as 
only <U>large</U> males are successful breeders so <U>chosen</U> by females, 
they must seek superior feeding grounds. However superior feeding areas are 
insecure. That is, to eat well is associated with much greater danger from 
predators and, consequently, more<SPAN style="mso-spacerun: yes">&nbsp; 
</SPAN>males get killed than females. Therefore, the larger the antlers of the 
male, the better he has succeeded feeding in very dangerous areas while 
outwitting and outrunning predators. Since antlers are tissues of low growth 
priority their size is directly related to superior competence of the male – 
precisely the male the female will choose for mating. 
<P class=MsoNormal style="MARGIN: 0in 0in 0pt"><SPAN 
style="COLOR: black"><o:p><FONT 
face="Times New Roman">&nbsp;</FONT></o:p></SPAN></P>
<P class=MsoNormal style="MARGIN: 0in 0in 0pt"><SPAN style="COLOR: black"><FONT 
face="Times New Roman">There is no escape from this: to grow into a superior 
specimen the young male deer must leave the poor feeding grounds of mother where 
he was born and raised and seek – boldly, cleverly, persistently - the best food 
in the most insecure, dangerous localities. His antler size proves his success 
as a hero! The bigger the more heroic and smart his conduct. 
<P class=MsoNormal style="MARGIN: 0in 0in 0pt"><SPAN style="COLOR: black"><FONT 
face="Times New Roman">That’s within a species.</FONT></SPAN></P>
<P class=MsoNormal style="MARGIN: 0in 0in 0pt"><SPAN style="COLOR: black"><FONT 
face="Times New Roman"></FONT></SPAN>&nbsp;</P>
<P class=MsoNormal style="MARGIN: 0in 0in 0pt"><SPAN style="COLOR: black"><FONT 
face="Times New Roman">Big antlers turn on deer fames and big intelligence in 
human males turns on females. So big antlers and big brains are probably organs 
of sexual seelction, formed by ladies choice!</FONT></SPAN></P>
<P class=MsoNormal style="MARGIN: 0in 0in 0pt"><SPAN 
style="COLOR: black"><o:p><FONT 
face="Times New Roman">&nbsp;</FONT></o:p></SPAN></P>
<P class=MsoNormal style="MARGIN: 0in 0in 0pt"><FONT 
face="Times New Roman"><SPAN style="COLOR: black">Now antler size in deer and 
brain size in humans progress in size, stepwise from the equator outward towards 
the poles. Each step away from the Equatorial Forests towards the poles 
increases the climates seasonality and severity as shown by 
style="COLOR: black">Savannah</SPAN></st1:place></st1:City><SPAN 
style="COLOR: black">, Steppe, Deserts, Temerate zones, Periglacial, 
Arctic/Alpine. Ungulates and omnivores many times, but Primates only once, bud 
off discrete “species” or “forms” from the tropic to the </SPAN><st1:place><SPAN 
style="COLOR: black">Arctic</SPAN></st1:place><SPAN style="COLOR: black">. Note: 
in this progression of new “forms” each has to 
style="COLOR: black">del</SPAN></st1:place></st1:State><SPAN 
style="COLOR: black"> with the consequences of increased seasonality, with 
increasing extremes in climate, with ever wider fluctuations temporally and 
geographically – of resource abundance. Food availability and security demands 
are totally different in spring, than in summer, than in fall, than in winter. 
The further from the equator, the greater the demand on the diversity of skills 
and information to be mastered – and brain size keeps pace with that. Another 
important point: as poulations are limited by the scarce food supplies of 
winter, they are increasingly overwhelmed by the abundance of foods during the 
productivity pulse of summer. So, no productivity pulse in tropical moist 
forests, some pulse in </SPAN><st1:City><st1:place><SPAN 
style="COLOR: black">Savannah</SPAN></st1:place></st1:City><SPAN 
style="COLOR: black">, good pulse in steppe, better pulse in temperate zones 
good, large pulse in cold temperate, sharp but tall<SPAN 
style="mso-spacerun: yes">&nbsp; </SPAN>productivity spike in the Arctic/Alpine. 
During the productivity spike individuals enjoy freedome from want or luxury. 
The further north the greter the luxury – except for time! Towards the 
</SPAN><st1:place><SPAN style="COLOR: black">Arctic</SPAN></st1:place><SPAN 
style="COLOR: black"> the spike becomes shorter and shorter – not enough Time to 
grow! Summer in the </SPAN><st1:place><SPAN 
style="COLOR: black">Arctic</SPAN></st1:place><SPAN style="COLOR: black"> is 
very productive, but too short to allow luxurious body growth. 
<P class=MsoNormal style="MARGIN: 0in 0in 0pt"><SPAN 
style="COLOR: black"><o:p><FONT 
face="Times New Roman">&nbsp;</FONT></o:p></SPAN></P>
<P class=MsoNormal style="MARGIN: 0in 0in 0pt"><SPAN style="COLOR: black"><FONT 
face="Times New Roman"><SPAN style="mso-spacerun: yes">&nbsp;</SPAN>And another 
factor: in the tropics leaching drains fertility form the land making it 
nutrient poor except where nutrients are washed into soils deposited by rivers – 
alluvial soils. In the north glaciatons have liberated fertility from ground up 
rock. Ergo, our glaciated north is filthy rich in fertility. Filthy rich! 
Therefore the progression of species adapts each species to incasing seasonal 
luxury – totally missing in the moist tropics. In the tropics ferocious 
competition for nutrients drives species into narrow specialization increasing 
biodiversity. Each species, though is of minimum design and struggling to make 
ends meet. In the north, one species does what several species do in the 
tropics, lowering biodiversity. Also, logically, each northern species grows 
during the productivity pulse and stores fat for the bad times ahead in winter – 
lacking in tropical forms. Ergo, we are filthy fat and chimps and gorillas are 
<P class=MsoNormal style="MARGIN: 0in 0in 0pt"><SPAN 
style="COLOR: black"><o:p><FONT 
face="Times New Roman">&nbsp;</FONT></o:p></SPAN></P>
<P class=MsoNormal style="MARGIN: 0in 0in 0pt"><FONT 
face="Times New Roman"><SPAN style="COLOR: black">Now lets quickly go through 
the species progression south top north in the only primate lineage – 
anthropoids - which was able to achieve this, what has been achieved many, many 
times by ungulates. Note the rogression inro climatic severity and its 
ecological repercussions.</SPAN><SPAN 
style="COLOR: black; FONT-FAMILY: Arial"><o:p></o:p></SPAN></FONT></P>
<P class=MsoNormal style="MARGIN: 0in 0in 0pt"><o:p><FONT 
face="Times New Roman">&nbsp;</FONT></o:p></P>
<OL style="MARGIN-TOP: 0in" type=1>
  <LI class=MsoNormal 
  style="MARGIN: 0in 0in 0pt; mso-list: l0 level1 lfo1; tab-stops: list .5in"><FONT 
  face="Times New Roman">primitive tropical moist forest ancestor – with 
  chimp/bonobo adaptations holding the genetic foundations for human 
  <LI class=MsoNormal 
  style="MARGIN: 0in 0in 0pt; mso-list: l0 level1 lfo1; tab-stops: list .5in"><FONT 
  face="Times New Roman">the Savannah-adapted gracile <I 
  style="mso-bidi-font-style: normal">Australopithecu</I>s form, breaking free 
  from territoriality by adapting to the “selfish herd”. <U>Surface forager</U> 
  in the most productive tropical ecosystems. Climbs trees and builds nests for 
  security at night.</FONT></LI>
  <LI class=MsoNormal 
  style="MARGIN: 0in 0in 0pt; mso-list: l0 level1 lfo1; tab-stops: list .5in"><FONT 
  face="Times New Roman">The first advance into the dry, seasonal step braking 
  radically with the anthropoid adaptation by (a) being able to survive 
  predators on the ground at night, (b) discovers <U>underground feeding</U> for 
  stored plant foods (tubers, corms, bulbs, roots) which are only accessible 
  through digging sticks which in turn need to be sculptured with stone tools 
  from tough branches covered densely with sharp spines (tools to make tools) 
  (c) begin to tap into the huge protein stores as represented by the ungulate 
  biomass of the steppe. (d) almost certainly: begin to explore the fat and 
  protein rich foods <U>hidden!</U> in the inter-tidal zones along ocean shores 
  – as are steppe plant foods. All this generates additional profound changes 
  away from the chimp ancestor. This is the <I 
  style="mso-bidi-font-style: normal">Homo habilis/erectus</I> form, the first 
  true humans.</FONT></LI>
  <LI class=MsoNormal 
  style="MARGIN: 0in 0in 0pt; mso-list: l0 level1 lfo1; tab-stops: list .5in"><FONT 
  face="Times New Roman">With the first major glacitation about 1.9 m y ago, the 
  beginning of the Pleistocene, this new form hardens its steppe adaptations and 
  – bypassing the desert – begins to invade progressively the temperate zones. 
  About a dozen or more major glaciations follow, desiccating 
  <st1:place>Africa</st1:place> merciless and exterminating all human advances 
  north of the Eurasian mountain chains – again and again. Still spread to 
  <st1:place>Europe</st1:place> and <st1:place>Asia</st1:place> persist. This is 
  the 1.5 my progression of our parent species <I 
  style="mso-bidi-font-style: normal">Homo erectus.</I></FONT></LI>
  <LI class=MsoNormal 
  style="MARGIN: 0in 0in 0pt; mso-list: l0 level1 lfo1; tab-stops: list .5in"><FONT 
  face="Times New Roman">Huge penultimate glaciation 225 000 y ago desiccates 
  <st1:place>Africa</st1:place> crisp and our parent species cannot make it and 
  dies out. Two branches of it however transform to supreme desert conditions, a 
  gracile form (us) and a robust form (Neanderthal). Jump in brain 
  <LI class=MsoNormal 
  style="MARGIN: 0in 0in 0pt; mso-list: l0 level1 lfo1; tab-stops: list .5in"><FONT 
  face="Times New Roman">Neanderthal first and the gracile form later, invade 
  the herbivore-rich periglacial zones in <st1:place>Eurasia</st1:place>, 
  develop advanced technology and soon culture as we know it. Both are 
  biologically grotesque and fat Ice Age giants within a fauna of grotesque and 
  fat Ice Age giants (its all dreadfully “biologica!”). Superlative luxury body 
  and brain development in both forms till Neanderthal fades away, and the 
  superlatively developed European specimen fade away with the end of the last 
  glaciation, being replaced by a small-brained starvation culture (Mesolithic) 
  followed by agriculture (followed by genetic decay, and loss of brain size 
  etc). </FONT></LI>
  <LI class=MsoNormal 
  style="MARGIN: 0in 0in 0pt; mso-list: l0 level1 lfo1; tab-stops: list .5in"><FONT 
  face="Times New Roman">Meanwhile, one late-glacial branch of the graciles 
  branches out into inner <st1:place>Asia</st1:place> and develops even more 
  brain in a process of neotinization. The supremely cold adapted mongoloid 
  people evolve that colonize the Arctic/Alpine and north 
  <st1:country-region><st1:place>America</st1:place></st1:country-region>, but 
  only with and after mega-faunal extinctions (earlier attempts by ur-caucasoids 
  and Ainu failed!).</FONT></LI></OL>
<P class=MsoNormal style="MARGIN: 0in 0in 0pt"><o:p><FONT 
face="Times New Roman">&nbsp;</FONT></o:p></P>
<P class=MsoNormal style="MARGIN: 0in 0in 0pt"><FONT face="Times New Roman">So 
much for the thumb-nail sketch! Note: no other primate went past the horrific 
barriers of the African dry steppe! In crashing through we became humans. 
<P class=MsoNormal style="MARGIN: 0in 0in 0pt"><o:p><FONT 
face="Times New Roman">&nbsp;</FONT></o:p></P>
<P class=MsoNormal style="MARGIN: 0in 0in 0pt"><FONT face="Times New Roman">So, 
antlers and brains both depend on ecological riches, and such are found 
increasingly the closer one gets to the fertile soils formed by glacial actions 
and warm, moist summers. However, the price to pay is acquisition of competence 
to deal with increasingly more complex ecological demands.</FONT></P>
<P class=MsoNormal style="MARGIN: 0in 0in 0pt"><o:p><FONT 
face="Times New Roman">&nbsp;</FONT></o:p></P>
<P class=MsoNormal style="MARGIN: 0in 0in 0pt"><FONT 
face="Times New Roman">Cheers, Val Geist</FONT></P>
<P class=MsoNormal style="MARGIN: 0in 0in 0pt"><o:p><FONT 
face="Times New Roman">&nbsp;</FONT></o:p></P>
<P class=MsoNormal style="MARGIN: 0in 0in 0pt"><o:p><FONT 
face="Times New Roman">&nbsp;</FONT></o:p></P></DIV>
style="PADDING-RIGHT: 0px; PADDING-LEFT: 5px; MARGIN-LEFT: 5px; BORDER-LEFT: #000000 2px solid; MARGIN-RIGHT: 0px">
  <DIV style="FONT: 10pt arial">----- Original Message ----- </DIV>
  style="BACKGROUND: #e4e4e4; FONT: 10pt arial; font-color: black"><B>From:</B> 
  <A title=HowlBloom@aol.com 
  href="mailto:HowlBloom@aol.com">HowlBloom@aol.com</A> </DIV>
  <DIV style="FONT: 10pt arial"><B>To:</B> <A title=paleopsych@paleopsych.org 
  href="mailto:paleopsych@paleopsych.org">paleopsych@paleopsych.org</A> </DIV>
  <DIV style="FONT: 10pt arial"><B>Sent:</B> Monday, October 10, 2005 10:52 
  <DIV style="FONT: 10pt arial"><B>Subject:</B> Re: [Paleopsych] Fwd: Universal 
  Footprint: Power Laws</DIV>
  <DIV><BR></DIV><FONT id=role_document face=Arial color=#000000 size=3>
  <DIV>Fascinating.&nbsp; But you have me hooked.&nbsp; What in the world could 
  the answer be to the following question: "<FONT face="Times New Roman">Our 
  brains expanded at he same rate in (exponent about 1.5) evolution as did the 
  antlers of giant deer and horns of giant sheep!&nbsp;... Why?"</FONT></DIV>
  <DIV><FONT face="Times New Roman"></FONT>&nbsp;</DIV>
  <DIV><FONT face="Times New Roman">And why are periglacial environments, 
  environments poor to the naked eye, richer than tropical environments, which 
  seem very, very rich?</FONT></DIV>
  <DIV><FONT face="Times New Roman"></FONT>&nbsp;</DIV>
  <DIV><FONT face="Times New Roman">How does the PERCEPTION of what's trash and 
  what's treasure, of what's a resource and what's not, feed into the 
  equation?&nbsp; Seemingly the bigger the brain, the more likely its owner is 
  to see resources where smaller brained creatures obstacles and 
  emptiness.&nbsp; But is this true?</FONT></DIV>
  <DIV><FONT face="Times New Roman"></FONT>&nbsp;</DIV>
  <DIV><FONT face="Times New Roman">Deer presumably inherit the strategies that 
  tell them what is trash and what is treasure--what is food and what is 
  not.&nbsp; They don't make discoveries that turn yesterday's waste into 
  tomorrow's resource, the way human inventors do.&nbsp; And deer don't have the 
  repository of solutions inventors draw from, then add their discoveries 
  <DIV><FONT face="Times New Roman"></FONT>&nbsp;</DIV>
  <DIV><FONT face="Times New Roman">So why do the same formulae apply in the 
  case of deer and of humans?&nbsp; Why do deer find the north, with its eight 
  months of scarcity, richer than the south, with its twelve months of 
  <DIV><FONT face="Times New Roman"></FONT>&nbsp;</DIV>
  <DIV><FONT face="Times New Roman">Where does the technology that produces 
  clothing,&nbsp; shelter, and&nbsp;tools for&nbsp;hunting and harvesting 
  fit?&nbsp; What analog of this technology is available to the 
  <DIV><FONT face="Times New Roman"></FONT>&nbsp;</DIV>
  <DIV><FONT face="Times New Roman">Are deer antlers useful for anything--for 
  scraping lichen and moss off of rocks, for example?&nbsp; Or are they simply 
  what most of us have always thought--gaudy displays of excess&nbsp;evolved to 
  appeal to the females of the species?</FONT></DIV>
  <DIV><FONT face="Times New Roman"></FONT>&nbsp;</DIV>
  <DIV><FONT face="Times New Roman">And why does the gaudy display of excess 
  show up so often in a cosmos that we think obeys strict&nbsp;laws of 
  <DIV><FONT face="Times New Roman"></FONT>&nbsp;</DIV>
  <DIV><FONT face="Times New Roman">How does this extravagance fit into the 
  notions of economy that underlie Paul Werbos' Laplaceian math?&nbsp; And how 
  does this excess production of new form fit into a universe that many think is 
  ruled by the form-destroying processes of entropy?</FONT></DIV>
  <DIV><FONT face="Times New Roman"></FONT>&nbsp;</DIV>
  <DIV><FONT face="Times New Roman">A lot of questions, Val, but you've provided 
  food for a lot of thought.&nbsp; Howard</FONT></DIV>
  <DIV>In a message dated 10/10/2005 7:31:47 PM Eastern Standard Time, 
  kendulf@shaw.ca writes:</DIV>
  style="PADDING-LEFT: 5px; MARGIN-LEFT: 5px; BORDER-LEFT: blue 2px solid"><FONT 
    style="BACKGROUND-COLOR: transparent" face=Arial color=#000000 size=2><FONT 
    <P class=MsoNormal style="MARGIN: 0in 0in 0pt"><FONT face="Times New Roman" 
    size=3>Dear Howard,</FONT></P>
    <P class=MsoNormal style="MARGIN: 0in 0in 0pt"><o:p><FONT 
    face="Times New Roman" size=3>&nbsp;</FONT></o:p></P>
    <P class=MsoNormal style="MARGIN: 0in 0in 0pt"><FONT face="Times New Roman" 
    size=3>The essay on power functions struck a cord within for a number of 
    reasons. (a) Biologists are – finally – waking up to utility of power 
    functions, which, since the 1920’s have been one of the major tools of the 
    agricultural discipline of Animal Science. These scientists – totally 
    innocent of biology – developed great mastery in the study of body growth 
    and production in agricultural animals. Their goals were strictly 
    utilitarian (how to produce bigger haunches in cattle and sheep, or longer 
    bodies in pigs so as to get longer slabs of beacon etc. because that’s where 
    the money led), however, when I took Animal Science in the late 1950’s I 
    became quickly aware of the applicability of both, their insights and 
    methods, in the study of evolution and ecology of large mammals. That 
    included anthropology, us, as I shall illustrate for the fun of it, below. 
    And then there is the Bible of Animal Science, the genial summary work of 
    Samuel Brody (1945) <I style="mso-bidi-font-style: normal">Bioenergetics and 
    Growth</I>, (mine is a Hafner reprint). An utterly timeless, brilliant work 
    if there ever was one!<SPAN style="mso-spacerun: yes">&nbsp; </SPAN>So, 
    that’s my first source of happiness! (b) Might I raise the hope that, 
    finally, after decades of working with power functions - in splendid 
    isolation - I just might be able to discuss insights about human biology and 
    evolution using power functions? The closest I ever got was explaining to 
    colleagues how to use their hand calculator to pull logs and anti-logs! So, 
    the essay raised my hopes - and there is nothing like hope! And that’s my 
    second source of happiness. (c)<SPAN style="mso-spacerun: yes">&nbsp; 
    </SPAN>In over 40 years of reading and reviewing papers I have caught only 
    one out and out fraud! And this gentleman had the gift of creatively 
    misusing power functions. The paper I got was based on the second half of a 
    PhD Thesis for which Harvard had awarded him a doctorate. He had bamboozled 
    four eminent scientists into signing off that piece of fraud. By one of 
    those co incidents I was just working on something very similar to him and 
    became suspicious because his theoretical predictions fitted his data too 
    well, and the raw data in that are never looked that good. I managed to 
    recreate all his calculations and discovered that he had misused his own 
    data, had falsely attributed data to existing authors (whom I called on the 
    phone), that he had invented not only data – his own and under the names of 
    reputable scholars, but that he had created fictitious references as well. 
    Then a buddy in mathematics looked at some of his mathematical discussions 
    and declared them as invalid on multiple counts. I returned with my friend a 
    stinging review promising we would expose him next time. The fellow had a 
    most undistinguished career in several degree mills subsequently and the 
    only other paper of his I subsequently refereed was OK, but mediocre. I 
    refused to read the published first half of his thesis, but some buddies who 
    did shook their head and wondered out loud that there is something eerie 
    about that paper! Yes indeed! However, I kept my mouth shut and a fraud was 
    able to acquire a university position. So much for happiness!</FONT></P>
    <P class=MsoNormal style="MARGIN: 0in 0in 0pt"><o:p><FONT 
    face="Times New Roman" size=3>&nbsp;</FONT></o:p></P>
    <P class=MsoNormal style="MARGIN: 0in 0in 0pt"><FONT face="Times New Roman" 
    size=3>Power functions are absolutely basic to understanding life processes, 
    and they do a sterling job of relieving the theory of evolution of 
    unnecessary ad hoc explanations. If you have it handy,<SPAN 
    style="mso-spacerun: yes">&nbsp; </SPAN>please see “<I 
    style="mso-bidi-font-style: normal">Primary rules of reproductive 
    fitness</I>” pp.2-13 of my 1978 “<I style="mso-bidi-font-style: normal">Life 
    Strategies</I>…” book. Some of the insights in the essay presented as new 
    are actually discussed in D’Arcy Thompsons (1917) <I 
    style="mso-bidi-font-style: normal">On Growth and Form</I>. To my 
    embarrassment I discovered that his book by a zoologist is known better in 
    Architecture and the Design disciplines than among current zoologists. 
    </FONT></FONT></FONT><FONT style="BACKGROUND-COLOR: transparent" face=Arial 
    color=#000000 size=2><FONT size=2><FONT face="Times New Roman" 
    size=3>Thompson uses real mathematics, where as current life scientists 
    focus on statistics. It is he who discusses that globular cells merely take 
    advantage of the fee shape-forming energy of surface tension and that it 
    costs real energy for a cell to deviate from this shape. In principle life 
    scavenges free energy from physics and chemistry to function as cheaply as 
    possible, for power functions drive home mercilessly just how costly it is 
    to live and how supremely important to life is the law of least effort, or 
    Zipf’s (1949) Law. </FONT></P></BLOCKQUOTE>
  style="PADDING-LEFT: 5px; MARGIN-LEFT: 5px; BORDER-LEFT: blue 2px solid">
    <P class=MsoNormal style="MARGIN: 0in 0in 0pt"><o:p><FONT 
    face="Times New Roman" size=3>&nbsp;</FONT></o:p></P>
    <P class=MsoNormal style="MARGIN: 0in 0in 0pt"><FONT face="Times New Roman" 
    size=3>Thje beauty of power functions is that they state rules with 
    precision and that such are essential to comparisons. Let’s look at an 
    amusing example that suddenly becomes relevant to understanding humans. As I 
    detailed in my 1998 <I style="mso-bidi-font-style: normal">Deer of the 
    World</I> (next most important magnum opus) the deer family is marvelously 
    rich in examples essential to the understanding of evolutionary processes in 
    large mammals, humans included. They show several times a pattern of 
    speciation from the Tropics to the <st1:place>Arctic</st1:place>, that among 
    primates only the human lineage followed. In several deer lineages there is 
    a progressive increase in antler – those spectacular organs beloved by 
    trophy hunters. There is a steady, but step-wise, increase in size and 
    complexity from equator to pole!<SPAN style="mso-spacerun: yes">&nbsp; 
    </SPAN>The further north, the larger the antlers!</FONT></P>
    <P class=MsoNormal style="MARGIN: 0in 0in 0pt"><o:p><FONT 
    face="Times New Roman" size=3>&nbsp;</FONT></o:p></P>
    <P class=MsoNormal style="MARGIN: 0in 0in 0pt"><FONT face="Times New Roman" 
    size=3>However, antlers do not increase in proportion to body mass (weight 
    in Kg raised to the power of 1), nor to metabolic mass (weight in Kg raised 
    to the power of<SPAN style="mso-spacerun: yes">&nbsp; </SPAN>0.75), rather, 
    antler growth follows a positive power function, which, between species is 
    1.35. So, to compare the relative antler mass of small and large deer one 
    generates for each species y<SUB>(antler mass in grams)</SUB> = f (weight in 
    kg)<SUP>1.35 </SUP>. First of I can readily compare the amount of antler 
    mass produced by species despite differences in body size. The largest 
    antler mass is found in cursors (high speed runners) the smallest in forest 
    hiders. However, in high speed runners, antler mass grows with body mass - 
    within a lineage - even faster than suggested above. The huge antlers of the 
    Irish elk, 14 feet of spread turn out to be of exactly the same relative 
    mass as those of his last living relative the fallow deer. A small fallow 
    deer, scaled up to the size of an irish elk would have 14 foot of antler 
    spread! Are antlers incresing in size passively with body size? Yes, but 
    only under <B style="mso-bidi-font-weight: normal"><U>luxury 
    </U></B>conditions. Note <B 
    style="mso-bidi-font-weight: normal"><U>luxury</U></B>! I a moment you will 
    see why! Antler mass is determined in above deer from small to large by 
    y<SUB>(antler mass in grams)</SUB> = 2.6 (wtKg) <SUP>1.50</SUP>. Horn mass 
    in wild sheep happens to be y=2.32 (wtKg)<SUP>1.49</SUP>. And increase in 
    relative brain volume from <I 
    style="mso-bidi-font-style: normal">Australopithecus gracilis</I> to <I 
    style="mso-bidi-font-style: normal">Homo sapiens</I> is y(cm<SUP>3</SUP> of 
    brain) = 1.56 (wtkg)<SUP>1.575</SUP>. Cute, isn’t it? The human brain is (a) 
    disassociated from body growth following positive allometry. (b) Provided 
    the environment allows individuals a significant vacation from shortages and 
    want, that is, body growth under luxury conditions, human brains expand with 
    (lean!) body mass – period! If humans fall below the expected value, then 
    you have some explaining to do! Smaller than expected brain size will 
    therefore be a function of poor nutritional environments. (c) Natural luxury 
    environments are periglacial and North Temperate ones – up to about 60oN, 
    above and below that conditions deteriorate. That is, up to about 60oN the 
    annual productivity pulse has a length and height to facilitates maximum 
    growth. Therefore, periglacial Ice Age giants are brainy, tropical ones are 
    not! That certainly applies to the huge brains of Neanderthal and 
    Cro-magnids. As we invaded the cold, but rich periglacial environments, 
    getting a large brain to deal with the increased diversity of demands 
    (initially due to ever sharper seasonality) was filling out an already 
    available growth function! Our brains expanded at he same rate in (exponent 
    about 1.5) evolution as did the antlers of giant deer and horns of giant 
    sheep! Awesome organs all! Why? There is no ready explanation. One would 
    need to compare the growth exponents of other organs. </FONT></P>
    <P class=MsoNormal style="MARGIN: 0in 0in 0pt"><o:p><FONT 
    face="Times New Roman" size=3>&nbsp;</FONT></o:p></P>
    <P class=MsoNormal style="MARGIN: 0in 0in 0pt"><FONT size=3><FONT 
    face="Times New Roman">I have written enough! Cheers, Val 
    <P class=MsoNormal style="MARGIN: 0in 0in 0pt"><o:p><FONT 
    face="Times New Roman" size=3>&nbsp;</FONT></o:p></P>
    <P class=MsoNormal style="MARGIN: 0in 0in 0pt"><o:p><FONT 
    face="Times New Roman" size=3>&nbsp;</FONT></o:p></P>
    <P class=MsoNormal style="MARGIN: 0in 0in 0pt"><o:p><FONT 
    face="Times New Roman" size=3>&nbsp;</FONT></o:p></P></FONT>
    style="PADDING-RIGHT: 0px; PADDING-LEFT: 5px; MARGIN-LEFT: 5px; BORDER-LEFT: #000000 2px solid; MARGIN-RIGHT: 0px">
      <DIV style="FONT: 10pt arial">----- Original Message ----- </DIV>
      style="BACKGROUND: #e4e4e4; FONT: 10pt arial; font-color: black"><B>From:</B> 
      <A title=mailto:HowlBloom@aol.com 
      href="mailto:HowlBloom@aol.com">HowlBloom@aol.com</A> </DIV>
      <DIV style="FONT: 10pt arial"><B>To:</B> <A 
      <DIV style="FONT: 10pt arial"><B>Sent:</B> Friday, October 07, 2005 12:26 
      <DIV style="FONT: 10pt arial"><B>Subject:</B> [Paleopsych] Fwd: Universal 
      Footprint: Power Laws</DIV>
      <DIV><BR></DIV><FONT face=Arial color=#000000 size=3>
      <DIV>In a message dated 10/7/2005 3:13:06 PM Eastern Standard Time, Howl 
      Bloom writes:</DIV>
      style="PADDING-LEFT: 5px; MARGIN-LEFT: 5px; BORDER-LEFT: blue 2px solid"><FONT 
        style="BACKGROUND-COLOR: transparent" face=Arial color=#000000 
        size=2><FONT face=Arial color=#000000 size=3>
        <DIV>All thanks, Jim.&nbsp; I just gave a presentation related to this 
        subject to an international quantum physics conference in 
        Moscow--Quantum Informatics 2005.&nbsp; I wish I'd seen the article 
        before giving the talk.&nbsp; It would have come in handy.</DIV>
        <DIV>Meanwhile I tracked down a copy of the full article.&nbsp; It's 
        downloadable for free at <A 
        <DIV>Better yet, enclosed is a file with the full article and with 
        another article that relates.&nbsp; I may not have the time to read 
        these, so if you digest anything interesting from them and get the time, 
        please jot me an email and give me your summary of what these articles 
        are getting at.</DIV>
        <DIV>Since Eshel Ben-Jacob has been trying to point out for years why 
        such concepts as scale-free power laws and fractals fail to get at the 
        creative twists evolution comes up with as it moves from one level of 
        emergence to another, anything in these pieces that indicates how 
        newness enters the repetition of the old would be of particular 
        <DIV>Again, all thanks.&nbsp; Onward--Howard</DIV>
        <DIV>In a message dated 10/5/2005 5:12:27 PM Eastern Standard Time, 
        JBJbrody@cs.com writes:</DIV>
        style="PADDING-LEFT: 5px; MARGIN-LEFT: 5px; BORDER-LEFT: blue 2px solid"><FONT 
          style="BACKGROUND-COLOR: transparent" face=Arial color=#000000 
          size=2><FONT lang=0 face=Arial size=2 PTSIZE="10" 
          Reviews</A> (2001), 76: 161-209 Cambridge University Press 
          doi:10.1017/S1464793101005607 Published Online 17May2001 *This article 
          is available in a PDF that may contain more than one articles. 
          Therefore the PDF file's first page may not match this article's first 
          page. <BR><A 
          to journal</A> <BR><A 
          abstract</A> <BR><A 
          citation</A> <BR><A 
          alerts</A> <BR><BR>Review Article<BR><BR></FONT><FONT lang=0 
          style="BACKGROUND-COLOR: #ffffff" face=Arial color=#336699 size=2 
          PTSIZE="10" FAMILY="SANSSERIF" BACK="#ffffff">Scale invariance in 
          biology: coincidence or footprint of a universal 
          mechanism?</FONT><FONT lang=0 style="BACKGROUND-COLOR: #ffffff" 
          face=Arial color=#000000 size=2 PTSIZE="10" FAMILY="SANSSERIF" 
          BACK="#ffffff"><BR><BR><B>T.</B> <B>GISIGER</B> a1 <A 
          <BR>a1 Groupe de Physique des Particules, Université de Montréal, C.P. 
          6128, succ. centre-ville, Montréal, Québec, Canada, H3C 3J7 (e-mail: 
          <A title=mailto:gisiger@pasteur.fr 
          this article, we present a self-contained review of recent work on 
          complex biological systems which exhibit no characteristic scale. This 
          property can manifest itself with fractals (spatial scale invariance), 
          flicker noise or 1/f-noise where f denotes the frequency of a signal 
          (temporal scale invariance) and power laws (scale invariance in the 
          size and duration of events in the dynamics of the system). A 
          hypothesis recently put forward to explain these scale-free 
          phenomomena is criticality, a notion introduced by physicists while 
          studying phase transitions in materials, where systems spontaneously 
          arrange themselves in an unstable manner similar, for instance, to a 
          row of dominoes. Here, we review in a critical manner work which 
          investigates to what extent this idea can be generalized to biology. 
          More precisely, we start with a brief introduction to the concepts of 
          absence of characteristic scale (power-law distributions, fractals and 
          1/f- noise) and of critical phenomena. We then review typical 
          mathematical models exhibiting such properties: edge of chaos, 
          cellular automata and self-organized critical models. These notions 
          are then brought together to see to what extent they can account for 
          the scale invariance observed in ecology, evolution of species, type 
          III epidemics and some aspects of the central nervous system. This 
          article also discusses how the notion of scale invariance can give 
          important insights into the workings of biological 
          systems.<BR><BR>(Received October 4 1999)<BR>(Revised July 14 
          2000)<BR>(Accepted July 24 2000)<BR><BR><B>Key Words:</B> Scale 
          invariance; complex systems; models; criticality; fractals; chaos; 
          ecology; evolution; epidemics; neurobiology. 
          <BR><BR><B>Correspondence:</B><BR><BR>p1 Present address: Unité de 
          Neurobiologie Moléculaire, Institut Pasteur, 25 rue du Dr Roux, 75724 
          Paris, Cedex 15, France. <BR><BR></FONT></FONT></BLOCKQUOTE></DIV>
      <P class=MsoNormal style="MARGIN: 0in 0in 0pt"><FONT 
      face="Times New Roman" size=2>Retrieved <SPAN 
      style="mso-no-proof: yes">February 16, 2005</SPAN>, from the World Wide 
      Web<SPAN style="mso-spacerun: yes">&nbsp; 
      style="mso-spacerun: yes">&nbsp; </SPAN>Week of Feb. 12, 2005; Vol. 167, 
      No. 7 , p. 106 Life on the Scales Simple mathematical relationships 
      underpin much of biology and ecology<SPAN style="mso-spacerun: yes">&nbsp; 
      </SPAN>Erica Klarreich<SPAN style="mso-spacerun: yes">&nbsp; </SPAN>A 
      mouse lives just a few years, while an elephant can make it to age 70. In 
      a sense, however, both animals fit in the same amount of life experience. 
      In its brief life, a mouse squeezes in, on average, as many heartbeats and 
      breaths as an elephant does. Compared with those of an elephant, many 
      aspects of a mouse's life—such as the rate at which its cells burn energy, 
      the speed at which its muscles twitch, its gestation time, and the age at 
      which it reaches maturity—are sped up by the same factor as its life span 
      is. It's as if in designing a mouse, someone had simply pressed the 
      fast-forward button on an elephant's life. This pattern relating life's 
      speed to its length also holds for a sparrow, a gazelle, and a 
      person—virtually any of the birds and mammals, in fact. Small animals live 
      fast and die young, while big animals plod through much longer lives.<SPAN 
      style="mso-spacerun: yes">&nbsp; </SPAN>"It appears as if we've been 
      gifted with just so much life," says Brian Enquist, an ecologist at the 
      <st1:place><st1:PlaceType>University</st1:PlaceType> of 
      <st1:PlaceName>Arizona</st1:PlaceName></st1:place> in 
      <st1:City><st1:place>Tucson</st1:place></st1:City>. "You can spend it all 
      at once or slowly dribble it out over a long time."<SPAN 
      style="mso-spacerun: yes">&nbsp; </SPAN>a5850_1358.jpg Dean MacAdam<SPAN 
      style="mso-spacerun: yes">&nbsp; </SPAN>Scientists have long known that 
      most biological rates appear to bear a simple mathematical relationship to 
      an animal's size: They are<B> proportional to the animal's mass raised to 
      a power that is a multiple of 1/4. These relationships are known as 
      quarter-power scaling laws.</B> <B>For instance, an animal's metabolic 
      rate appears to be proportional to mass to the 3/4 power, and its heart 
      rate is proportional to mass to the –1/4 power.</B><SPAN 
      style="mso-spacerun: yes">&nbsp; </SPAN>The reasons behind these laws were 
      a mystery until 8 years ago, when Enquist, together with ecologist James 
      Brown of the <st1:place><st1:PlaceType>University</st1:PlaceType> of 
      <st1:PlaceName>New Mexico</st1:PlaceName></st1:place> in Albuquerque and 
      physicist Geoffrey West of <st1:place>Los Alamos</st1:place> (N.M.) 
      National Laboratory proposed a model to explain quarter-power scaling in 
      mammals (SN: 10/16/99, p. 249). They and their collaborators have since 
      extended the model to encompass plants, birds, fish and other creatures. 
      In 2001, Brown, West, and several of their colleagues distilled their 
      model to a single formula, which they call the master equation, that 
      predicts a species' metabolic rate in terms of its body size and 
      temperature.<SPAN style="mso-spacerun: yes">&nbsp; </SPAN>"They have 
      identified the basic rate at which life proceeds," says Michael Kaspari, 
      an ecologist at the <st1:place><st1:PlaceType>University</st1:PlaceType> 
      of <st1:PlaceName>Oklahoma</st1:PlaceName></st1:place> in 
      style="mso-spacerun: yes">&nbsp; </SPAN>In the July 2004 Ecology, Brown, 
      West, and their colleagues proposed that their equation can shed light not 
      just on individual animals' life processes but on every biological scale, 
      from subcellular molecules to global ecosystems. In recent months, the 
      investigators have applied their equation to a host of phenomena, from the 
      mutation rate in cellular DNA to Earth's carbon cycle.<SPAN 
      style="mso-spacerun: yes">&nbsp; </SPAN>Carlos Martinez del 
      <st1:place>Rio</st1:place>, an ecologist at the 
      <st1:place><st1:PlaceType>University</st1:PlaceType> of 
      <st1:PlaceName>Wyoming</st1:PlaceName></st1:place> in 
      <st1:City><st1:place>Laramie</st1:place></st1:City>, hails the team's work 
      as a major step forward. "I think they have provided us with a unified 
      theory for ecology," he says.<SPAN style="mso-spacerun: yes">&nbsp; 
      </SPAN>The biological clock<SPAN style="mso-spacerun: yes">&nbsp; 
      </SPAN>In 1883, German physiologist Max Rubner proposed that an animal's 
      metabolic rate is proportional to its mass raised to the 2/3 power. This 
      idea was rooted in simple geometry. If one animal is, say, twice as big as 
      another animal in each linear dimension, then its total volume, or mass, 
      is 23 times as large, but its skin surface is only 22 times as large. 
      Since an animal must dissipate metabolic heat through its skin, Rubner 
      reasoned that its metabolic rate should be proportional to its skin 
      surface, which works out to mass to the 2/3 power.<SPAN 
      style="mso-spacerun: yes">&nbsp; </SPAN>a5850_2473.jpg Dean MacAdam<SPAN 
      style="mso-spacerun: yes">&nbsp; </SPAN>In 1932, however, animal scientist 
      Max Kleiber of the University of California, Davis looked at a broad range 
      of data and concluded that the correct exponent is 3/4, not 2/3. In 
      subsequent decades, biologists have found that the 3/4-power law appears 
      to hold sway from microbes to whales, creatures of sizes ranging over a 
      mind-boggling 21 orders of magnitude.<SPAN 
      style="mso-spacerun: yes">&nbsp; </SPAN>For most of the past 70 years, 
      ecologists had no explanation for the 3/4 exponent. "One colleague told me 
      in the early '90s that he took 3/4-scaling as 'given by God,'" Brown 
      recalls.<SPAN style="mso-spacerun: yes">&nbsp; </SPAN>The beginnings of an 
      explanation came in 1997, when Brown, West, and Enquist described 
      metabolic scaling in mammals and birds in terms of the geometry of their 
      circulatory systems. It turns out, West says, that Rubner was on the right 
      track in comparing surface area with volume, but that an animal's 
      metabolic rate is determined not by how efficiently it dissipates heat 
      through its skin but by how efficiently it delivers fuel to its 
      cells.<SPAN style="mso-spacerun: yes">&nbsp; </SPAN>Rubner should have 
      considered an animal's "effective surface area," which consists of all the 
      inner surfaces across which energy and nutrients pass from blood vessels 
      to cells, says West. These surfaces fill the animal's entire body, like 
      linens stuffed into a laundry machine.<SPAN 
      style="mso-spacerun: yes">&nbsp; </SPAN>The idea, West says, is that a 
      space-filling surface scales as if it were a volume, not an area. If you 
      double each of the dimensions of your laundry machine, he observes, then 
      the amount of linens you can fit into it scales up by 23, not 22. Thus, an 
      animal's effective surface area scales as if it were a three-dimensional, 
      not a two-dimensional, structure.<SPAN style="mso-spacerun: yes">&nbsp; 
      </SPAN>This creates a challenge for the network of blood vessels that must 
      supply all these surfaces. In general, a network has one more dimension 
      than the surfaces it supplies, since the network's tubes add one linear 
      dimension. But an animal's circulatory system isn't four dimensional, so 
      its supply can't keep up with the effective surfaces' demands. 
      Consequently, the animal has to compensate by scaling back its metabolism 
      according to a 3/4 exponent.<SPAN style="mso-spacerun: yes">&nbsp; 
      </SPAN>Though the original 1997 model applied only to mammals and birds, 
      researchers have refined it to encompass plants, crustaceans, fish, and 
      other organisms. The key to analyzing many of these organisms was to add a 
      new parameter: temperature.<SPAN style="mso-spacerun: yes">&nbsp; 
      </SPAN>Mammals and birds maintain body temperatures between about 36°C and 
      40°C, regardless of their environment. By contrast, creatures such as 
      fish, which align their body temperatures with those of their 
      environments, are often considerably colder. Temperature has a direct 
      effect on metabolism—the hotter a cell, the faster its chemical reactions 
      run.<SPAN style="mso-spacerun: yes">&nbsp; </SPAN>In 2001, after James 
      Gillooly, a specialist in body temperature, joined Brown at the 
      <st1:place><st1:PlaceType>University</st1:PlaceType> of <st1:PlaceName>New 
      Mexico</st1:PlaceName></st1:place>, the researchers and their 
      collaborators presented their master equation, which incorporates the 
      effects of size and temperature. An organism's metabolism, they proposed, 
      is proportional to its mass to the 3/4 power times a function in which 
      body temperature appears in the exponent. The team found that its equation 
      accurately predicted the metabolic rates of more than 250 species of 
      microbes, plants, and animals. These species inhabit many different 
      habitats, including marine, freshwater, temperate, and tropical 
      ecosystems.<SPAN style="mso-spacerun: yes">&nbsp; </SPAN>The equation gave 
      the researchers a way to compare organisms with different body 
      temperatures—a person and a crab, or a lizard and a sycamore tree— and 
      thereby enabled the team not just to confirm previously known scaling laws 
      but also to discover new ones. For instance, in 2002, Gillooly and his 
      colleagues found that hatching times for eggs in birds, fish, amphibians, 
      and plankton follow a scaling law with a 1/4 exponent.<SPAN 
      style="mso-spacerun: yes">&nbsp; </SPAN>When the researchers filter out 
      the effects of body temperature, most species adhere closely to 
      quarter-power laws for a wide range of properties, including not only life 
      span but also population growth rates. The team is now applying its master 
      equation to more life processes—such as cancer growth rates and the amount 
      of time animals sleep.<SPAN style="mso-spacerun: yes">&nbsp; </SPAN>"We've 
      found that despite the incredible diversity of life, from a tomato plant 
      to an amoeba to a salmon, once you correct for size and temperature, many 
      of these rates and times are remarkably similar," says Gillooly.<SPAN 
      style="mso-spacerun: yes">&nbsp; </SPAN>A single equation predicts so 
      much, the researchers contend, because metabolism sets the pace for myriad 
      biological processes. An animal with a high metabolic rate processes 
      energy quickly, so it can pump its heart quickly, grow quickly, and reach 
      maturity quickly.<SPAN style="mso-spacerun: yes">&nbsp; 
      </SPAN>Unfortunately, that animal also ages and dies quickly, since the 
      biochemical reactions involved in metabolism produce harmful by-products 
      called free radicals, which gradually degrade cells.<SPAN 
      style="mso-spacerun: yes">&nbsp; </SPAN>"Metabolic rate is, in our view, 
      the fundamental biological rate," Gillooly says. There is a universal 
      biological clock, he says, "but it ticks in units of energy, not units of 
      time."<SPAN style="mso-spacerun: yes">&nbsp; </SPAN>Scaling up<SPAN 
      style="mso-spacerun: yes">&nbsp; </SPAN>The researchers propose that their 
      framework can illuminate not just properties of individual species, such 
      as hours of sleep and hatching times, but also the structure of entire 
      communities and ecosystems. Enquist, West, and Karl Niklas of 
      <st1:PlaceType>University</st1:PlaceType></st1:place> have been looking 
      for scaling relationships in plant communities, where they have uncovered 
      previously unnoticed patterns.<SPAN style="mso-spacerun: yes">&nbsp; 
      </SPAN>a5850_3175.jpg<SPAN style="mso-spacerun: yes">&nbsp; </SPAN>REGULAR 
      ON AVERAGE. Newly discovered scaling laws have revealed an unexpected 
      relationship between the spacing of trees and their trunk diameters in a 
      mature forest. PhotoDisc<SPAN style="mso-spacerun: yes">&nbsp; </SPAN>The 
      researchers have found, for instance, that in a mature forest, the average 
      distance between trees of the same mass follows a quarter-power scaling 
      law, as does trunk diameter. These two scaling laws are proportional to 
      each other, so that on average, the distance between trees of the same 
      mass is simply proportional to the diameter of their trunks.<SPAN 
      style="mso-spacerun: yes">&nbsp; </SPAN>"When you walk in a forest, it 
      looks random, but it's actually quite regular on average," West says. 
      "People have been measuring size and density of trees for 100 years, but 
      no one had noticed these simple relationships."<SPAN 
      style="mso-spacerun: yes">&nbsp; </SPAN>The researchers have also 
      discovered that the number of trees of a given mass in a forest follows 
      the same scaling law governing the number of branches of a given size on 
      an individual tree. "The forest as a whole behaves as if it is a very 
      large tree," West says.<SPAN style="mso-spacerun: yes">&nbsp; 
      </SPAN>Gillooly, Brown, and their <st1:State><st1:place>New 
      Mexico</st1:place></st1:State> colleague Andrew Allen have now used these 
      scaling laws to estimate the amount of carbon that is stored and released 
      by different plant ecosystems.<SPAN style="mso-spacerun: yes">&nbsp; 
      </SPAN>Quantifying the role of plants in the carbon cycle is critical to 
      understanding global warming, which is caused in large part by carbon 
      dioxide released to the atmosphere when animals metabolize food or 
      machines burn fossil fuels.<SPAN style="mso-spacerun: yes">&nbsp; 
      </SPAN>Plants, by contrast, pull carbon dioxide out of the air for use in 
      photosynthesis. Because of this trait, some ecologists have proposed 
      planting more forests as one strategy for counteracting global 
      warming.<SPAN style="mso-spacerun: yes">&nbsp; </SPAN>In a paper in an 
      upcoming Functional Ecology, the researchers estimate carbon turnover and 
      storage in ecosystems such as oceanic phytoplankton, grasslands, and 
      old-growth forests. To do this, they apply their scaling laws to the mass 
      distribution of plants and the metabolic rate of individual plants. The 
      model predicts, for example, how much stored carbon is lost when a forest 
      is cut down to make way for farmlands or development.<SPAN 
      style="mso-spacerun: yes">&nbsp; </SPAN>Martinez del 
      <st1:place>Rio</st1:place> cautions that ecologists making practical 
      conservation decisions need more-detailed information than the scaling 
      laws generally give. "The scaling laws are useful, but they're a blunt 
      tool, not a scalpel," he says.<SPAN style="mso-spacerun: yes">&nbsp; 
      </SPAN>Scaling down<SPAN style="mso-spacerun: yes">&nbsp; </SPAN>The 
      team's master equation may resolve a longstanding controversy in 
      evolutionary biology: Why do the fossil record and genetic data often give 
      different estimates of when certain species diverged?<SPAN 
      style="mso-spacerun: yes">&nbsp; </SPAN>Geneticists calculate when two 
      species branched apart in the phylogenetic tree by looking at how much 
      their DNA differs and then estimating how long it would have taken for 
      that many mutations to occur. For instance, genetic data put the 
      divergence of rats and mice at 41 million years ago. Fossils, however, put 
      it at just 12.5 million years ago.<SPAN style="mso-spacerun: yes">&nbsp; 
      </SPAN>The problem is that there is no universal clock that determines the 
      rate of genetic mutations in all organisms, Gillooly and his colleagues 
      say. They propose in the Jan. 4 Proceedings of the National Academy of 
      Sciences that, instead, the mutation clock—like so many other life 
      processes—ticks in proportion to metabolic rate rather than to time.<SPAN 
      style="mso-spacerun: yes">&nbsp; </SPAN>The DNA of small, hot organisms 
      should mutate faster than that of large, cold organisms, the researchers 
      argue. An organism with a revved-up metabolism generates more 
      mutation-causing free radicals, they observe, and it also produces 
      offspring faster, so a mutation becomes lodged in the population more 
      quickly.<SPAN style="mso-spacerun: yes">&nbsp; </SPAN>When the researchers 
      use their master equation to correct for the effects of size and 
      temperature, the genetic estimates of divergence times—including those of 
      rats and mice—line up well with the fossil record, says Allen, one of the 
      paper's coauthors.<SPAN style="mso-spacerun: yes">&nbsp; </SPAN>The team 
      plans to use its metabolic framework to investigate why the tropics are so 
      much more diverse than temperate zones are and why there are so many more 
      small species than large ones.<SPAN style="mso-spacerun: yes">&nbsp; 
      </SPAN>Most evolutionary biologists have tended to approach biodiversity 
      questions in terms of historical events, such as landmasses separating, 
      Kaspari says. The idea that size and temperature are the driving forces 
      behind biodiversity is radical, he says.<SPAN 
      style="mso-spacerun: yes">&nbsp; </SPAN>"I think if it holds up, it's 
      going to rewrite our evolutionary-biology books," he says.<SPAN 
      style="mso-spacerun: yes">&nbsp; </SPAN>Enthusiasm and skepticism<SPAN 
      style="mso-spacerun: yes">&nbsp; </SPAN>While the metabolic-scaling theory 
      has roused much enthusiasm, it has its limitations. Researchers agree, for 
      instance, that while the theory produces good predictions when viewed on a 
      scale from microbes to whales, the theory is rife with exceptions when 
      it's applied to animals that are relatively close in temperature and size. 
      For example, large animals generally have longer life spans than small 
      animals, but small dogs live longer than large ones.<SPAN 
      style="mso-spacerun: yes">&nbsp; </SPAN>a5850_4238.jpg Dean MacAdam<SPAN 
      style="mso-spacerun: yes">&nbsp; </SPAN>Brown points out that the 
      metabolic-scaling law may be useful by calling attention to such 
      exceptions. "If you didn't have a general theory, you wouldn't know that 
      big dogs are something interesting to look at," he observes.<SPAN 
      style="mso-spacerun: yes">&nbsp; </SPAN>Many questions of particular 
      interest to ecologists concern organisms that are close in size. Metabolic 
      theory may not explain, for example, why certain species coexist or why 
      particular species invade a given ecosystem, says John Harte, an ecologist 
      at the <st1:place><st1:PlaceType>University</st1:PlaceType> of 
      style="mso-spacerun: yes">&nbsp; </SPAN>Some scientists question the very 
      underpinnings of the team's model. Raul Suarez, a comparative physiologist 
      at the <st1:place><st1:PlaceType>University</st1:PlaceType> of 
      <st1:City><st1:place>Santa Barbara</st1:place></st1:City> disputes the 
      model's starting assumption that an animal's metabolic rate is determined 
      by how efficiently it can transport resources from blood vessels to cells. 
      Suarez argues that other factors are equally important, or even more so. 
      For instance, whether the animal is resting or active determines which 
      organs are using the most energy at a given time.</FONT></P>
      <P class=MsoNormal style="MARGIN: 0in 0in 0pt"><FONT size=2><FONT 
      face="Times New Roman"><SPAN style="mso-spacerun: yes">&nbsp; 
      </SPAN>"Metabolic scaling is a many-splendored thing," he says.<SPAN 
      style="mso-spacerun: yes">&nbsp; </SPAN>Suarez' concern is valid, agrees 
      Kaspari. However, he says, the master equation's accurate predictions 
      about a huge range of phenomena are strong evidence in its favor.<SPAN 
      style="mso-spacerun: yes">&nbsp; </SPAN>Ecologists, physiologists, and 
      other biologists appear to be unanimous on one point: The team's model has 
      sparked a renaissance for biological-scaling theory.<SPAN 
      style="mso-spacerun: yes">&nbsp; </SPAN>"West and Brown deserve a great 
      deal of credit for rekindling the interest of the scientific community in 
      this phenomenon of metabolic scaling," Suarez says. "Their ideas have 
      stimulated a great deal of discussion and debate, and that's a good 
      thing."<SPAN style="mso-spacerun: yes">&nbsp; </SPAN>If you have a comment 
      on this article that you would like considered for publication in Science 
      News, send it to editors@sciencenews.org. Please include your name and 
      location.<SPAN style="mso-spacerun: yes">&nbsp; </SPAN>To subscribe to 
      Science News (print), go to https://www.kable.com/pub/scnw/ 
      subServices.asp.<SPAN style="mso-spacerun: yes">&nbsp; </SPAN>To sign up 
      for the free weekly e-LETTER from Science News, go to 
      style="mso-spacerun: yes">&nbsp; </SPAN>References:<SPAN 
      style="mso-spacerun: yes">&nbsp; </SPAN>Brown, J.H., J.F. Gillooly, A.P. 
      Allen, V.M. Savage, and G.B. West. 2004. Toward a metabolic theory of 
      ecology. Ecology 85(July):1771-1789. Abstract.<SPAN 
      style="mso-spacerun: yes">&nbsp; </SPAN>Gillooly, J.F., A.P. Allen, G.B. 
      West, and J.H. Brown. 2005. The rate of DNA evolution: Effects of body 
      size and temperature on the molecular clock. Proceedings of the 
      <st1:PlaceType>Academy</st1:PlaceType></st1:place> of Sciences 102(Jan. 
      4):140-145. Abstract available at 
      style="mso-spacerun: yes">&nbsp; </SPAN>Gillooly, J.F. . . . G.B. West . . 
      . and J.H. Brown. 2002. Effects of size and temperature on developmental 
      time. Nature 417(May 2):70-73. Abstract available at 
      http://dx.doi.org/10.1038/417070a.<SPAN style="mso-spacerun: yes">&nbsp; 
      </SPAN>Gillooly, J.F., J.H. Brown, G.B. West, et al. 2001. Effects of size 
      and temperature on metabolic rate. Science 293(Sept. 21):2248-2251. 
      Available at 
      style="mso-spacerun: yes">&nbsp; </SPAN>Savage, V.M., J.F. Gillooly, J.H. 
      Brown, G.B. West, and E.L. Charnov. 2004. Effects of body size and 
      temperature on population growth. American Naturalist 163(March):429-441. 
      Available at http://www.journals.uchicago.edu/AN/ 
      style="mso-spacerun: yes">&nbsp; </SPAN>Suarez, R.K., C.A. Darveau, and 
      J.J. Childress. 2004. Metabolic scaling: A many-splendoured thing. 
      Comparative Biochemistry and Physiology, Part B 139(November):531-541. 
      Abstract available at http://dx.doi.org/10.1016/j.cbpc.2004.05.001.<SPAN 
      style="mso-spacerun: yes">&nbsp; </SPAN>West, G.B., J.H. Brown, and B.J. 
      Enquist. 1997. A general model for the origin of allometric scaling models 
      in biology. Science 276(April 4):122-126. Available at 
      style="mso-spacerun: yes">&nbsp; </SPAN>Further Readings:<SPAN 
      style="mso-spacerun: yes">&nbsp; </SPAN>Savage, V.M., J.F. Gillooly, . . . 
      A.P. Allen . . . and J.H. Brown. 2004. The predominance of quarter-power 
      scaling in biology. Functional Ecology 18(April):257-282. Abstract 
      available at http://dx.doi.org/10.1111/j.0269-8463.2004.00856.x.<SPAN 
      style="mso-spacerun: yes">&nbsp; </SPAN>Weiss, P. 1999. Built to scale. 
      Science News 156(Oct. 16):249-251. References and sources available at 
      style="mso-spacerun: yes">&nbsp; </SPAN>Sources:<SPAN 
      style="mso-spacerun: yes">&nbsp; </SPAN>Anurag Agrawal Ecology and 
      Evolutionary Biology Cornell University Ithaca, NY 14853<SPAN 
      style="mso-spacerun: yes">&nbsp; </SPAN>Andrew Allen Biology Department 
      University of New Mexico Albuquerque, NM 87131<SPAN 
      style="mso-spacerun: yes">&nbsp; </SPAN>James H. Brown Biology Department 
      University of New Mexico Albuquerque, NM 87131<SPAN 
      style="mso-spacerun: yes">&nbsp; </SPAN>Steven Buskirk Department of 
      Zoology and Physiology University of Wyoming 1000 E. University Avenue 
      Laramie, WY 82071<SPAN style="mso-spacerun: yes">&nbsp; </SPAN>Brian 
      Enquist Department of Ecology and Evolutionary Biology University of 
      Arizona Tucson, AZ 85721<SPAN style="mso-spacerun: yes">&nbsp; 
      </SPAN>James Gillooly Biology Department University of New Mexico 
      Albuquerque, NM 87131<SPAN style="mso-spacerun: yes">&nbsp; </SPAN>John 
      Harte Energy and Resources Group 310 Barrows Hall University of 
      California, Berkeley Berkeley, CA 94720<SPAN 
      style="mso-spacerun: yes">&nbsp; </SPAN>Michael Kaspari Department of 
      Zoology University of Oklahoma Norman, OK 73019<SPAN 
      style="mso-spacerun: yes">&nbsp; </SPAN>Carlos Martínez del Rio Department 
      of Zoology and Physiology University of Wyoming Laramie, WY 82071<SPAN 
      style="mso-spacerun: yes">&nbsp; </SPAN>Karl Niklas Department of Plant 
      Biology Cornell University Ithaca, NY 14853<SPAN 
      style="mso-spacerun: yes">&nbsp; </SPAN>Raul Suarez Department of Ecology, 
      Evolution and Marine Biology University of California, Santa Barbara Santa 
      Barbara, CA 93016<SPAN style="mso-spacerun: yes">&nbsp; </SPAN>Geoffrey B. 
      West Theoretical Physics Division Los Alamos National Laboratory MS B285 
      Los Alamos, NM 87545<SPAN style="mso-spacerun: yes">&nbsp; </SPAN>From 
      Science News, Vol. 167, No. 7, Feb. 12, 2005, p. 106. <SPAN 
      style="mso-tab-count: 1">&nbsp;&nbsp;&nbsp; </SPAN><SPAN 
      style="mso-spacerun: yes">&nbsp;&nbsp;</SPAN>Home | Table of Contents | 
      Feedback | Subscribe | Help/About | Archives | Search<SPAN 
      style="mso-spacerun: yes">&nbsp; </SPAN>Copyright ©2005 Science Service. 
      All rights reserved. 1719 N St., NW, Washington, DC 20036 | 202-785-2255 | 
      scinews@sciserv.org <SPAN 
      style="mso-tab-count: 2">&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp; 
      </SPAN><SPAN style="mso-spacerun: yes">&nbsp;&nbsp;</SPAN>Subscribe 
      Subscribe to Science News. Click OR call 1-800-552-4412.<SPAN 
      style="mso-spacerun: yes">&nbsp; </SPAN>Google Search WWW Search Science 
      News<SPAN style="mso-spacerun: yes">&nbsp; </SPAN>Free E-mail Alert 
      Science News e-LETTER.<SPAN style="mso-spacerun: yes">&nbsp; </SPAN>Click 
      here to find resources for enjoying our planet and the universe. Science 
      Mall sells science posters, gifts, teaching tools, and collector items. 
      Finally a store for science enthusiasts, professionals, and kids alike! 
      Shop at the Science Mall.<SPAN style="mso-spacerun: yes">&nbsp; 
      </SPAN>Science News Logo Wear Science News Logo Wear Copyright Clearance 
      Center<SPAN style="mso-spacerun: yes">&nbsp; </SPAN>Photo Archive Browse a 
      Science News photo collection. </FONT></FONT></P></DIV></DIV>
      <DIV><FONT lang=0 face=Arial size=2 PTSIZE="10" 
      FAMILY="SANSSERIF">----------<BR>Howard Bloom<BR>Author of The Lucifer 
      Principle: A Scientific Expedition Into the Forces of History and Global 
      Brain: The Evolution of Mass Mind From The Big Bang to the 21st 
      Century<BR>Recent Visiting Scholar-Graduate Psychology Department, New 
      York University; Core Faculty Member, The Graduate 
      International Paleopsychology Project; founding board member: Epic of 
      Evolution Society; founding board member, The Darwin Project; founder: The 
      Big Bang Tango Media Lab; member: New York Academy of Sciences, American 
      Association for the Advancement of Science, American Psychological 
      Society, Academy of Political Science, Human Behavior and Evolution 
      Society, International Society for Human Ethology; advisory board member: 
      Institute for Accelerating Change ; executive editor -- New Paradigm book 
      series.<BR>For information on The International Paleopsychology Project, 
      see: www.paleopsych.org<BR>for two chapters from <BR>The Lucifer 
      Principle: A Scientific Expedition Into the Forces of History, see 
      www.howardbloom.net/lucifer<BR>For information on Global Brain: The 
      Evolution of Mass Mind from the Big Bang to the 21st Century, see 


      <P></P>No virus found in this incoming message.<BR>Checked by AVG 
      Anti-Virus.<BR>Version: 7.0.344 / Virus Database: 267.11.13/124 - Release 
  <DIV><FONT lang=0 face=Arial size=2 PTSIZE="10" 
  FAMILY="SANSSERIF">----------<BR>Howard Bloom<BR>Author of The Lucifer 
  Principle: A Scientific Expedition Into the Forces of History and Global 
  Brain: The Evolution of Mass Mind From The Big Bang to the 21st 
  Century<BR>Recent Visiting Scholar-Graduate Psychology Department, New York 
  University; Core Faculty Member, The Graduate 
  International Paleopsychology Project; founding board member: Epic of 
  Evolution Society; founding board member, The Darwin Project; founder: The Big 
  Bang Tango Media Lab; member: New York Academy of Sciences, American 
  Association for the Advancement of Science, American Psychological Society, 
  Academy of Political Science, Human Behavior and Evolution Society, 
  International Society for Human Ethology; advisory board member: Institute for 
  Accelerating Change ; executive editor -- New Paradigm book series.<BR>For 
  information on The International Paleopsychology Project, see: 
  www.paleopsych.org<BR>for two chapters from <BR>The Lucifer Principle: A 
  Scientific Expedition Into the Forces of History, see 
  www.howardbloom.net/lucifer<BR>For information on Global Brain: The Evolution 
  of Mass Mind from the Big Bang to the 21st Century, see 

  <P></P>_______________________________________________<BR>paleopsych mailing 

  <P></P>No virus found in this incoming message.<BR>Checked by AVG 
  Anti-Virus.<BR>Version: 7.0.344 / Virus Database: 267.11.14/128 - Release 
  Date: 10/10/2005<BR></BLOCKQUOTE></BODY></HTML>