Règle de Bergmann: qu'est-ce que c'est et comment décrit-elle les animaux ?

Les êtres humains ont déjà décrit, tout au long de leur histoire, un total de 1 326 337 espèces animales. Cette valeur fluctue continuellement car, en plus des nouveaux êtres vivants découverts, les experts de la L'Organisation des Nations Unies (ONU) indique qu'environ 150 espèces disparaissent tous les 24 Heures. Bien sûr, en termes de biodiversité, les perspectives actuelles ne sont pas encourageantes.

La zoologie est une branche de la biologie chargée d'imposer un peu d'ordre dans tout ce conglomérat vital, car elle étudie, principalement, la physiologie, la morphologie, le comportement, la distribution et l'écologie de chacune des espèces qui peuplent notre planète.

L'une des plus anciennes règles biologiques de nature zoologique et écologique, inventée en 1847, C'est ce qu'on appelle la règle de Bergmann.. Ce postulat est lié à la distribution et à la morphologie des espèces en fonction de la température ambiante, deux concepts clairement différents mais interconnectés en de nombreux points. Si vous voulez savoir en quoi consiste cette idée intéressante et quelles sont ses applications pratiques, continuez à lire.

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Qu'est-ce que la règle de Bergmann ?

La règle de Bergmann est simplement définie: la tendance à une association positive entre la masse corporelle des espèces d'un taxon supérieur monophylétique et la latitude habitée par ces espèces. De manière un peu plus douce, les animaux endothermes (capables de maintenir une température corporelle métaboliquement favorables quel que soit l'environnement) sont plus importantes dans les climats froids que dans les régions chaud.

Des tentatives ont été faites pour expliquer cette règle de diverses manières. Nous les montrons brièvement ci-dessous :

• Il a tenté de démontrer comme un artefact des relations phylogénétiques entre les espèces, c'est-à-dire que différentes espèces sont réparties sous différentes latitudes.
• Des tentatives ont été faites pour l'expliquer comme une conséquence d'une capacité à migrer (les animaux plus gros le feront plus efficacement).
• Son application pourrait être basée sur la résistance à la famine, c'est-à-dire que les êtres vivants homéothermes plus grands dureront plus longtemps sans manger.
• Par la capacité d'espèces de tailles différentes à conserver ou à dissiper la chaleur.

Les deux derniers points sont ceux qui retiennent le plus notre attention car, en effet, la règle de Bergmann pourrait expliquer une extrême adaptation aux intempéries. Au moins sur le papier, les espèces plus grandes auraient une plus grande capacité à survivre à des périodes de pénurie de ressources (par exemple leurs plus grandes réserves d'énergie dans des tissus plus volumineux), en plus de leur permettre de conserver leur chaleur corporelle de manière plus efficace.

La physique de l'application

Il est temps d'être un peu technique, mais ne vous inquiétez pas: vous comprendrez parfaitement les lignes suivantes. Selon Bergmann, les gros animaux ont un rapport surface/volume plus faible. De manière démontrée, un être vivant avec un rapport surface/volume corporel élevé est « plus » en contact avec l'environnement. Pour cette raison, les humains présentent des poumons avec plusieurs chambres, car c'est un moyen efficace de augmenter la surface des tissus en contact avec l'air, ce qui nous permet de capter plus d'oxygène efficace.

Ainsi, un animal avec un faible rapport surface/volume rayonne moins de chaleur corporelle par unité de masse, c'est pourquoi il restera plus chaud dans des environnements froids. Les environnements chauds posent tout le problème inverse, puisque la chaleur produite par le métabolisme doit être rapidement dissipée pour éviter la surchauffe de l'être vivant. Pour cette raison, les animaux sont « intéressés » à être plus petits plus ils sont proches de l'équateur: plus de chaleur est perdue par la peau et le corps reste plus froid.

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exemples

Il est surprenant d'apprendre que la règle de Bergmann est parfaitement applicable aux êtres humains sous certaines conditions spécifiques. Par exemple, il a été démontré que les populations humaines habitant les pôles sont plus lourdes que celles plus proches de l'équateur en général, un fait tout à fait cohérent avec le postulat présenté ici.

D'autre part, une étude en 2019 recueillie sur BBC News a montré qu'un groupe d'oiseaux surveillés a diminué au cours de générations (1978-2016) la longueur de certaines structures corporelles jusqu'à 2,4 %, un résultat tout à fait significatif. Cela pourrait s'expliquer sur la base du changement climatique: plus il fait chaud sur Terre, plus les espèces subissent une réduction de taille.

En ce qui concerne les mammifères et au-delà des humains, les cerfs sont un cas "livre" de la règle de Bergmann. Il a été observé que les espèces de cerfs des régions nordiques ont tendance à être plus grosses et robustes, tandis que ceux qui habitent des zones plus proches de l'équateur ont tendance à être plus petits et mince. Là encore, la postulation est remplie.

Notamment cette règle est généralement applicable aux oiseaux et aux mammifères, même si les propriétés génétiques intrinsèques des populations doivent également être prises en compte, les pressions de la sélection naturelle autres que la température et les événements stochastiques tels que la dérive la génétique. Dans la nature il y a des généralités, mais bien entendu ces hypothèses ne peuvent s'appliquer de manière immuable à tous les êtres vivants.

La règle d'Allen

Nous ne voulons pas rester en surface et plonger un peu plus dans le monde de la thermorégulation, car La règle d'Allen nous fournit également divers concepts à prendre en compte lorsqu'il s'agit de ce sujet. fait référence. Cette hypothèse postule que, même avec le même volume corporel, les animaux homéothermes doivent présenter des surfaces différentes qui aideront ou entraveront leur dissipation de la chaleur. Prenons un exemple simple.

Si nous regardons un renard arctique, nous pouvons voir qu'il a de petites oreilles plates et une quantité considérable de poils. En revanche, un renard du désert ou fennec a des oreilles de taille disproportionnée par rapport au reste de son corps. Plusieurs études en laboratoire ont montré que la taille du cartilage peut augmenter ou diminuer chez les espèces en fonction des conditions environnementales auxquelles elles sont exposées au fil des générations.

Cela a tout son sens: à volume égal d'un point de vue théorique, un fennec a beaucoup plus de surface corporelle en raison de ses énormes oreilles aplaties. Cela lui permet de dissiper efficacement la chaleur, puisque ces structures sont aussi généralement fortement irriguées par les vaisseaux sanguins. D'autre part, le renard arctique a intérêt à accumuler sa température métabolique, c'est pourquoi moins il est exposé à l'environnement, mieux c'est.

Scepticisme et acceptations

Comme nous l'avons dit précédemment, conditionner la taille des animaux exclusivement à la latitude de l'environnement peut être trompeur. Nous pouvons émettre l'hypothèse qu'un animal plus gros aurait peut-être un net avantage évolutif sur un prédateur dans un environnement chaud.

Que se passe-t-il dans ce cas? Vaut-il plus la peine de devoir chercher des moyens accessoires pour dissiper sa température corporelle (changements de comportement par exemple) et pouvoir tout de même affronter son adversaire? La nature n'est pas basée sur le noir et blanc, mais chaque facteur représente un point de plus sur une échelle de gris qui modélise ce que nous appelons la sélection naturelle..

D'autre part, il faut également noter que cette règle n'est pas remplie dans de nombreux cas d'animaux ectothermes, tels que les tortues, les serpents, les amphibiens, les macroalgues et les crustacés. La non-applicabilité de cette postulation dans divers cas a amené de nombreux professionnels et penseurs à la soumettre à un examen minutieux à travers l'histoire.

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résumé

Comme nous avons pu le voir dans ces lignes, la règle de Bergmann peut expliquer, dans une certaine mesure, la raison de la variabilité de taille entre les espèces en fonction de la latitude de l'écosystème dans lequel elles habitent. De tout ce conglomérat terminologique, il convient pour nous de préciser un seul concept: les plus petits animaux sont théoriquement plus efficaces pour dissiper la chaleur, tandis que les plus grands excellent dans leur capacité à le ranger.

Encore une fois, il est essentiel de souligner qu'il n'y a pas de règle ou de postulation universelle (au-delà de la sélection naturelle et dérive génétique) qui explique pleinement les caractéristiques morphologiques d'un espèces. Oui, les animaux et leurs caractères sont le produit de la température, mais aussi de l'humidité, des relations avec les autres êtres. organismes vivants, compétition, chaînes trophiques, sélection sexuelle et de nombreux autres paramètres, tant biotiques que abiotique.

Références bibliographiques:

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• Règle de Bergmann, britannica.com.
• Les oiseaux rétrécissent à mesure que le climat se réchauffe, BBC news.
• Figueroa-de Leon, A., & Chediack, S. ET. (2018). Modèles de richesse et distribution latitudinale des rongeurs caviomorphes. Magazine mexicain sur la biodiversité, 89(1), 173 - 182.
• L'heureux, G. L., & Cornaglia Fernandez, J. (2016). Variations écomorphologiques des populations de guanaco en Patagonie (Argentine).
• Mousseau, T. POUR. (1997). Les ectothermes suivent l'inverse de la règle de Bergmann. Évolution, 51(2), 630-632.
• Introduction à la règle de Bergmann pour les éducateurs, fieldmuseum.org.