Правилото на Бергман: какво е и как описва животните

Човешките същества вече са описали през цялата си история общо 1 326 337 животински вида. Тази стойност се колебае непрекъснато, защото в допълнение към откритите нови живи същества, експертите на Организацията на обединените нации (ООН) посочва, че около 150 вида изчезват на всеки 24 часа. Разбира се, по отношение на биоразнообразието настоящата перспектива не е обнадеждаваща.

Зоологията е клон на биологията, който е отговорен за налагането на малко ред в целия този жизненоважен конгломерат, защото изучава, главно физиологията, морфологията, поведението, разпространението и екологията на всеки от видовете, които обитават нашата планета.

Едно от най-старите биологични правила от зоологичен и екологичен характер, въведено през 1847 г. Това е известно като правило на Бергман.. Тази постулация е свързана с разпространението и морфологията на видовете според температурата на околната среда, две ясно различни концепции, но взаимосвързани в много точки. Ако искате да разберете в какво се състои тази интересна идея и какви са нейните практически приложения, продължете да четете.

• Свързана статия: „10-те клона на биологията: нейните цели и характеристики“

Какво е правилото на Бергман?

Правилото на Бергман е просто дефинирано: тенденцията за положителна връзка между телесната маса на видовете в монофилетичен висш таксон и географската ширина, обитавана от тези видове. По малко по-мил начин, ендотермичните животни (способни да поддържат телесна температура метаболитно благоприятен независимо от околната среда) са по-големи в студен климат, отколкото в райони горещ.

Правени са опити да се обясни това правило по различни начини. Показваме ги накратко по-долу:

• Той се е опитал да демонстрира като артефакт филогенетичните връзки между видовете, тоест различните видове са разпространени на различни географски ширини.
• Правени са опити да се обясни като следствие от способността за миграция (по-големите животни ще го правят по-ефективно).
• Приложението му може да се основава на устойчивост на глад, тоест по-големите хомеотермични живи същества ще издържат по-дълго, без да ядат.
• Чрез способността на видовете с различни размери да запазват или разсейват топлината.

Последните две точки са тези, които привличат вниманието ни най-много, защото всъщност правилото на Бергман може да обясни екстремната адаптация към лошото време. Поне на хартия по-големите видове биха имали по-голяма способност да оцелеят в периоди на недостиг на ресурси (за техните по-големи енергийни резерви в по-обемисти тъкани), освен че им позволяват да запазят телесната си топлина в повече ефективен.

Физиката на приложението

Време е да навлезем малко в технически аспекти, но не се притеснявайте: ще разберете перфектно следващите редове. Според Бергман, големите животни имат по-ниско съотношение повърхност/обем. По демонстриран начин живо същество с високо съотношение телесна повърхност/обем е „повече“ в контакт с околната среда. Поради тази причина хората представят белите дробове с множество камери, тъй като това е ефективен начин за увеличаване на тъканната повърхност в контакт с въздуха, което ни позволява да улавяме повече кислород ефективен.

По този начин животно с ниско съотношение повърхност/обем излъчва по-малко телесна топлина на единица маса, поради което ще остане по-топло в студена среда. Горещата среда създава точно обратния проблем, тъй като топлината, произведена от метаболизма, трябва бързо да се разсейва, за да се избегне прегряване на живото същество. Поради тази причина животните се „заинтересуват“ да бъдат по-малки, колкото по-близо са до екватора: повече топлина се губи през кожата и тялото остава по-студено.

• Може да се интересувате от: „Хомеостаза на тялото: какво е това и видове хомеостатични процеси“

примери

Изненадващо е да научим, че правилото на Бергман е напълно приложимо за човешки същества при определени специфични условия. Например, е доказано, че човешките популации, обитаващи полюсите, са с по-тежка конструкция от тези, които са по-близо до екватора като цяло, факт, напълно съвместим с постулацията, представена тук.

От друга страна, проучване през 2019 г., събрано в BBC News, показа, че група наблюдавани птици намаляват в течение на поколения (1978-2016) дължината на някои телесни структури с до 2,4%, напълно значим резултат. Това може да се обясни на базата на изменението на климата: колкото по-горещо е на Земята, толкова повече намаляват размерите на видовете.

Що се отнася до бозайниците и отвъд хората, елените са "книжен" случай на правилото на Бергман. Наблюдавано е, че видовете елени от северните райони са склонни да бъдат по-големи и здрави, докато тези, които обитават райони по-близо до екватора, обикновено са по-малки и тънък. Отново, постулацията е изпълнена.

По-специално това правило е общоприложимо за птици и бозайници, въпреки че присъщите генетични свойства на популациите също трябва да бъдат взети под внимание, натиск на естествения подбор, различен от температурата и стохастични събития като дрейф генетика. В природата има общи положения, но разбира се, тези хипотези не могат да се приложат по неизменен начин към всички живи същества.

Правилото на Алън

Не искаме да останем на повърхността и да навлезем малко по-дълбоко в света на терморегулацията, т.к Правилото на Алън също ни предоставя различни концепции, които трябва да вземем предвид, когато става въпрос за тази тема. се отнася. Тази хипотеза постулира, че дори при еднакъв обем на тялото, хомеотермичните животни трябва да показват различни повърхности, които ще помогнат или възпрепятстват разсейването на топлината им. Да вземем един прост пример.

Ако погледнем арктическа лисица, можем да видим, че тя има плоски, малки уши и значително количество коса. От друга страна, пустинната лисица или фенек има уши, които са непропорционални по размер в сравнение с останалата част от тялото. Множество проучвания в лабораторни условия показват това размерът на хрущяла може да се увеличи или намали при видовете в зависимост от условията на околната среда, на които са изложени през поколенията.

Това има смисъл на света: при същото количество насипно състояние от теоретична гледна точка, фенек има много повече телесна повърхност поради огромните си, сплескани уши. Това му позволява да разсейва топлината ефективно, тъй като тези структури обикновено са силно напоени от кръвоносни съдове. От друга страна, арктическата лисица се интересува от натрупване на метаболитната си температура, поради което колкото по-малко се излага на околната среда, толкова по-добре.

Скептицизъм и приемане

Както казахме по-рано, обуславянето на размера на животните изключително към географската ширина на околната среда може да бъде подвеждащо. Можем да теоретизираме, че може би по-голямо животно би имало ясно еволюционно предимство пред хищник в гореща среда.

Какво се случва в такъв случай? Струва ли си повече да търсите спомагателни методи за разсейване на телесната температура (промени в поведението, например) и все пак да можете да се изправите срещу опонента си? Природата не се основава на черно и бяло, но всеки фактор представлява още една точка в сивата скала, която моделира това, което познаваме като естествен подбор..

От друга страна, също така е необходимо да се отбележи, че това правило не е изпълнено в много случаи на ектотермични животни, като костенурки, змии, земноводни, макроводорасли и ракообразни. Неприложимостта на тази постулация в различни случаи е накарала множество професионалисти и мислители да я подлагат на проверка през цялата история.

• Може да се интересувате от: „Теорията на биологичната еволюция: какво представлява и какво обяснява“

Резюме

Както успяхме да видим в тези редове, правилото на Бергман може да обясни до известна степен, причината за променливостта на размера между видовете в зависимост от географската ширина на екосистемата, в която обитават. От целия този терминологичен конгломерат си струва да изясним едно единствено понятие: най-малките животни са теоретично по-ефективни, когато става въпрос за разсейване на топлината, докато най-големите превъзхождат способността си за това съхранявайте го.

Отново е важно да се подчертае, че няма универсално правило или постулация (освен естествен подбор и генетичен дрейф), което напълно обяснява морфологичните характеристики на a видове. Да, животните и техните характери са продукт на температурата, но и на влажността, на взаимоотношенията с други същества. живи организми, конкуренция, трофични вериги, полов подбор и много други параметри, както биотични, така и абиотичен.

Библиографски справки:

• Адамс, Д. C. & Church, J. ИЛИ. (2008). Амфибиите не следват правилото на Бергман. Еволюция: Международен журнал за органична еволюция, 62 (2), 413-420.
• Правилото на Бергман, britannica.com.
• Птиците намаляват със затоплянето на климата, новини на BBC.
• Фигероа-де Леон, А. и Чедиак, С. И. (2018). Модели на богатство и географско разпространение на кавиоморфни гризачи. Мексиканско списание за биоразнообразие, 89 (1), 173 - 182.
• Льоре, Г. Л. и Корналия Фернандес, Дж. (2016). Екоморфологични вариации на популациите на гуанако в Патагония (Аржентина).
• Мусо, Т. ДА СЕ. (1997). Ектотермите следват обратното на правилото на Бергман. Еволюция, 51 (2), 630-632.
• Правилото на Бергман-Въведение за преподаватели, fieldmuseum.org.