科学者たちは実際、異なる生態系を相互に比較する方法を探していました。たとえば、湖に生息する微細な藻類は、陸上の木とどう違うのでしょうか?アリゾナ州立大学の生態学者ジム・エルサー氏は、「私たちは両方の生物に共通するものを見つける必要がありました。それが基本的な化学組成でした。なぜなら、すべての生物は同じ元素を使って体を構築しているからです。」と述べています。
生物を構成する主な元素は窒素、リン、炭素です。たとえば、タンパク質を生成するには窒素とリンが必要で、炭素はエネルギーを生成し、構造の構成要素として必要です。したがって、科学者たちはこれら 3 つの要素に焦点を当て、陸生および淡水生物の化学組成に関する広範な文献調査を実施しました。
彼らは、陸上に生息する草食昆虫や淡水に生息する微細な草食動物（動物プランクトン）には、炭素に比べて窒素とリンが比較的多量に含まれており、そのため栄養素が比較的豊富であることを発見しました。ただし、動物の食料源である植物には当てはまりません。それらは主に炭素を含み、昆虫や動物プランクトンと比較して、窒素とリンは少量しか含まれていません。特に陸上植物は栄養分が少ないです。エルザー氏は、マシュマロの栄養価とマシュマロの栄養価を比較しています。マシュマロには、エネルギー需要をカバーするために使用できる糖分が豊富に含まれていますが、重要な要素が十分ではありません。マシュマロだけを食べていたら、成長は制限されてしまうでしょう。
他の科学者は、蝶の毛虫を使ってこの仮定を確認しました。彼らは、さまざまな量の炭素と窒素元素を含む餌を毛虫に与えました。飼料中の窒素含有量が減少すると、毛虫の成長は減少しました。これは淡水に生息する昆虫や動物プランクトンにも当てはまると考えられます。彼らの成長は食物の栄養価によって制限されます。
科学者らはまた、陸上植物の栄養成分と昆虫の栄養要求量との間の不均衡が、昆虫の餌探しが、昆虫にとって栄養成分がより適している植物種や植物組織に集中することに寄与しているのではないかと疑っている。水中に生息する動物プランクトンは食生活がやや豊かなので、それほど好き嫌いをする必要はないのではないかと研究者らは考えている。
