قاعدة بيرجمان: ما هي وكيف تصف الحيوانات

وصف البشر بالفعل ، عبر تاريخهم ، ما مجموعه 1،326،337 نوعًا حيوانيًا. تتقلب هذه القيمة باستمرار لأنه بالإضافة إلى الكائنات الحية الجديدة المكتشفة ، فإن خبراء تشير الأمم المتحدة (UN) إلى أن حوالي 150 نوعًا تنقرض كل 24 نوعًا ساعات. بطبيعة الحال ، من حيث التنوع البيولوجي ، فإن التوقعات الحالية ليست مشجعة.

علم الحيوان هو فرع من فروع علم الأحياء مسؤول عن فرض القليل من النظام في كل هذا التكتل الحيوي ، لأنه يدرس ، بشكل أساسي ، فسيولوجيا وتشكل وسلوك وتوزيع وبيئة كل نوع من الأنواع التي تعيش في بلدنا كوكب.

واحدة من أقدم القواعد البيولوجية ذات الطبيعة الحيوانية والبيئية ، تمت صياغتها في عام 1847 ، يُعرف هذا باسم قاعدة بيرجمان.. يرتبط هذا الافتراض بتوزيع الأنواع وتشكلها وفقًا لدرجة حرارة البيئة ، وهما مفهومان مختلفان بوضوح ولكنهما مترابطان في العديد من النقاط. إذا كنت تريد أن تعرف ما تتكون هذه الفكرة الشيقة وما هي تطبيقاتها العملية ، فتابع القراءة.

• مقالات لها صلة: "الفروع العشرة لعلم الأحياء: أهدافها وخصائصها"

ما هي قاعدة بيرجمان؟

يتم تعريف قاعدة بيرجمان ببساطة: الميل إلى وجود ارتباط إيجابي بين كتلة جسم الأنواع في تصنيف أحادي النمط الأعلى وخط العرض الذي تسكنه تلك الأنواع

. بطريقة أكثر لطفًا ، الحيوانات الماصة للحرارة (قادرة على الحفاظ على درجة حرارة الجسم مواتية من الناحية الأيضية بغض النظر عن البيئة) أكبر في المناخات الباردة منها في المناطق حار.

بذلت محاولات لشرح هذه القاعدة بطرق مختلفة. نعرضها بإيجاز أدناه:

• لقد حاولت أن تثبت كعمل فني للعلاقات التطورية بين الأنواع ، أي أن الأنواع المختلفة موزعة في خطوط عرض مختلفة.
• بذلت محاولات لشرح ذلك كنتيجة للقدرة على الهجرة (الحيوانات الأكبر حجمًا ستفعل ذلك بشكل أكثر فعالية).
• يمكن أن يعتمد تطبيقه على مقاومة الجوع ، أي أن الكائنات الحية الأكبر للحرارة المنزلية ستستمر لفترة أطول دون تناول الطعام.
• من خلال قدرة الأنواع ذات الأحجام المختلفة على حفظ الحرارة أو تبديدها.

النقطتان الأخيرتان هما أكثر ما يلفت انتباهنا لأن ، في الواقع ، قاعدة بيرجمان يمكن أن يفسر التكيف الشديد مع الطقس العاصف. على الورق على الأقل ، سيكون للأنواع الأكبر قدرة أكبر على البقاء على قيد الحياة في فترات ندرة الموارد (لـ احتياطياتهم الأكبر من الطاقة في الأنسجة الأكثر ضخامة) ، بالإضافة إلى السماح لهم بالحفاظ على حرارة أجسامهم بشكل أكبر فعال.

فيزياء التطبيق

حان الوقت للحصول على القليل من التقنية ، ولكن لا تقلق: ستفهم تمامًا الأسطر التالية. وفقا لبيرجمان ، الحيوانات الكبيرة لديها مساحة سطح / نسبة حجم أقل. بطريقة موضحة ، يكون الكائن الحي ذو نسبة سطح / حجم عالية من الجسم "أكثر" على اتصال بالبيئة. لهذا السبب ، يقدم الإنسان الرئتين بغرف متعددة ، لأنها طريقة فعالة زيادة سطح الأنسجة الملامسة للهواء ، مما يسمح لنا بالتقاط المزيد من الأكسجين فعال.

وبالتالي ، فإن الحيوانات ذات المساحة السطحية / نسبة الحجم المنخفضة تشع حرارة جسم أقل لكل وحدة كتلة ، وهذا هو السبب في أنها ستبقى أكثر دفئًا في البيئات الباردة. تشكل البيئات الحارة مشكلة معاكسة تمامًا ، حيث يجب تبديد الحرارة الناتجة عن عملية التمثيل الغذائي بسرعة لتجنب ارتفاع درجة حرارة الكائن الحي. لهذا السبب ، فإن الحيوانات "مهتمة" بأن تكون أصغر كلما اقتربت من خط الاستواء: يتم فقدان المزيد من الحرارة عبر الجلد ويبقى الجسم أكثر برودة.

• قد تكون مهتمًا بـ: "استتباب الجسم: ما هو ، وأنواع عمليات الاستتباب"

أمثلة

من المدهش معرفة أن قاعدة بيرجمان قابلة للتطبيق تمامًا على البشر في ظل ظروف معينة محددة. على سبيل المثال، لقد ثبت أن المجموعات البشرية التي تعيش في القطبين أثقل في البناء من تلك الأقرب إلى خط الاستواء بشكل عام، وهي حقيقة تتفق تمامًا مع الافتراض المقدم هنا.

من ناحية أخرى ، أظهرت دراسة في عام 2019 تم جمعها على بي بي سي نيوز أن مجموعة من الطيور الخاضعة للمراقبة تقلصت على مدار مسارها أجيال (1978-2016) طول هياكل معينة للجسم بنسبة تصل إلى 2.4٪ ، نتيجة مهمة تمامًا. يمكن تفسير ذلك على أساس تغير المناخ: فكلما ارتفعت درجة الحرارة على الأرض ، زادت تجربة تقليل حجم الأنواع.

بقدر ما يتعلق الأمر بالثدييات وما وراء البشر ، فإن الغزلان هي حالة "كتاب" لحكم بيرجمان. لقد لوحظ أن أنواع الغزلان من المناطق الشمالية تميل إلى أن تكون أكبر وأكثر قوية ، في حين أن تلك التي تسكن المناطق الأقرب إلى خط الاستواء تميل إلى أن تكون أصغر و رفيع. مرة أخرى ، تم الوفاء بالفرضية.

بشكل ملحوظ تنطبق هذه القاعدة بشكل عام على الطيور والثدييات، على الرغم من أنه يجب أيضًا مراعاة الخصائص الجينية الجوهرية للسكان ، ضغوط الانتقاء الطبيعي بخلاف درجة الحرارة والأحداث العشوائية مثل الانجراف علم الوراثة. توجد في الطبيعة عموميات ، لكن بالطبع لا يمكن تطبيق هذه الفرضيات بطريقة غير قابلة للتغيير على جميع الكائنات الحية.

حكم ألين

لا نريد أن نبقى على السطح ونتعمق أكثر في عالم التنظيم الحراري ، لأن توفر لنا قاعدة Allen أيضًا مفاهيم مختلفة يجب مراعاتها عندما يتعلق الأمر بهذا الموضوع. يشير. تفترض هذه الفرضية ، حتى مع نفس حجم الجسم ، يجب أن تظهر الحيوانات ذات الحرارة المتجانسة مساحات سطحية مختلفة تساعد أو تعيق تبديد الحرارة.. لنأخذ مثالاً بسيطًا.

إذا نظرنا إلى ثعلب في القطب الشمالي ، يمكننا أن نرى أنه يمتلك آذانًا صغيرة مسطحة وكمية كبيرة من الشعر. من ناحية أخرى ، يمتلك ثعلب الصحراء أو فنك آذانًا غير متناسبة في الحجم مقارنة ببقية جسده. وقد أظهرت دراسات متعددة في البيئات المختبرية ذلك يمكن أن يزيد حجم الغضاريف أو ينقص في الأنواع اعتمادًا على الظروف البيئية التي يتعرضون لها عبر الأجيال.

هذا منطقي تمامًا في العالم: في نفس الكمية من الحجم من وجهة نظر نظرية ، تمتلك الثمرة مساحة أكبر بكثير من سطح الجسم بسبب آذانها الضخمة المسطحة. هذا يسمح لها بتبديد الحرارة بشكل فعال ، لأن هذه الهياكل عادة ما يتم ريها بشكل كبير بواسطة الأوعية الدموية. من ناحية أخرى ، فإن الثعلب القطبي يهتم بتراكم درجة حرارته الأيضية ، وهذا هو السبب في أنه كلما قل تعرضه للبيئة ، كان ذلك أفضل.

الشك والقبول

كما قلنا سابقًا ، قد يكون تكييف حجم الحيوانات حصريًا لخط عرض البيئة مضللًا. يمكننا أن نفترض أنه ربما يكون للحيوان الأكبر ميزة تطورية واضحة على حيوان مفترس في بيئة حارة.

ماذا يحدث في هذه الحالة؟ هل يستحق الأمر البحث عن طرق ملحقة لتبديد درجة حرارة جسمك (التغيرات السلوكية ، على سبيل المثال) وتظل قادرًا على مواجهة خصمك؟ لا تعتمد الطبيعة على الأبيض والأسود ، لكن كل عامل يمثل نقطة أخرى على مقياس رمادي يصيغ ما نعرفه بالانتقاء الطبيعي..

من ناحية أخرى ، من الضروري أيضًا ملاحظة أن هذه القاعدة لا تتحقق في كثير من حالات الحيوانات الخارجة من الحرارة ، مثل السلاحف والثعابين والبرمائيات والطحالب الكبيرة والقشريات. أدى عدم قابلية تطبيق هذا الافتراض في حالات مختلفة إلى إخضاع العديد من المهنيين والمفكرين للتدقيق عبر التاريخ.

• قد تكون مهتمًا بـ: "نظرية التطور البيولوجي: ما هي وماذا تفسر"

ملخص

كما استطعنا أن نرى في هذه السطور ، يمكن أن تشرح قاعدة بيرجمان ، إلى حد ما ، سبب التباين في الحجم بين الأنواع وفقًا لخط عرض النظام البيئي الذي تعيش فيه. من بين كل هذه المجموعة الاصطلاحية ، يجدر بنا أن نوضح مفهومًا واحدًا: أصغر الحيوانات هي أكثر كفاءة من الناحية النظرية عندما يتعلق الأمر بتبديد الحرارة ، بينما تتفوق أكبرها في قدرتها على ذلك احفظه.

مرة أخرى ، من الضروري التأكيد على أنه لا توجد قاعدة أو افتراض عالمي (يتجاوز الانتقاء الطبيعي والانحراف الجيني) الذي يشرح تمامًا الخصائص المورفولوجية لـ صِنف. نعم ، الحيوانات وشخصياتها هي نتاج درجة الحرارة ، ولكن أيضًا نتاج الرطوبة ، للعلاقات مع الكائنات الأخرى. الكائنات الحية ، والمنافسة ، والسلاسل الغذائية ، والاختيار الجنسي والعديد من العوامل الأخرى ، الحيوية و لا حيوي.

المراجع الببليوجرافية:

• آدامز ، د. سي ، وتشرش ، ج. أيضاً. (2008). البرمائيات لا تتبع حكم بيرجمان. التطور: المجلة الدولية للتطور العضوي ، 62 (2) ، 413-420.
• حكم بيرغمانس ، britannica.com.
• تقلص الطيور مع ارتفاع درجة حرارة المناخ ، أخبار بي بي سي.
• فيغيروا دي ليون ، أ ، وشدياك ، س. و. (2018). أنماط الثراء والتوزيع الطولي للقوارض الكافيوانية. مجلة التنوع البيولوجي المكسيكية ، 89 (1) ، 173-182.
• لوريوكس ، ج. L.، & Cornaglia Fernández، J. (2016). الاختلافات Ecomorphological لسكان غواناكو في باتاغونيا (الأرجنتين).
• موسو ، ت. ل. (1997). تتبع إيكتثرمس العكس لحكم بيرجمان. التطور، 51 (2) ، 630-632.
• قاعدة بيرجمان - مقدمة للمعلمين ، fieldmuseum.org.