Bergmann szabálya: mi ez és hogyan írja le az állatokat

Az emberi lények történelmük során összesen 1 326 337 állatfajt írtak le. Ez az érték folyamatosan ingadozik, mert a felfedezett új élőlények mellett a szakértők a Az Egyesült Nemzetek Szervezete (ENSZ) szerint minden 24. évben körülbelül 150 faj pusztul ki órák. Természetesen a biodiverzitás szempontjából a jelenlegi kilátások nem biztatóak.

Az állattan a biológia egyik ága, amelynek feladata, hogy egy kis rendet teremtsen ebben a létfontosságú konglomerátumban, mert tanulmányozza, elsősorban a nálunk élő fajok fiziológiája, morfológiája, viselkedése, elterjedése és ökológiája bolygó.

Az egyik legrégebbi zoológiai és ökológiai természetű biológiai szabály, amelyet 1847-ben alkottak meg, Ezt Bergmann-szabálynak nevezik.. Ez a feltevés a fajok környezeti hőmérséklet szerinti eloszlásához és morfológiájához kapcsolódik, két egyértelműen eltérő, de sok ponton összefüggő fogalom. Ha tudni szeretné, miből áll ez az érdekes ötlet, és mik a gyakorlati alkalmazásai, olvassa tovább.

• Kapcsolódó cikk: "A biológia 10 ága: céljai és jellemzői"

Mi a Bergmann-szabály?

A Bergmann-szabály egyszerűen meghatározható: a monofiletikus magasabb taxonban lévő fajok testtömege és az e fajok által lakott szélesség közötti pozitív összefüggés tendenciája. Kicsit kedvesebb módon endoterm állatok (a testhőmérséklet fenntartására képes anyagcsere szempontjából kedvező környezettől függetlenül) nagyobbak a hideg éghajlaton, mint a területeken forró.

Ezt a szabályt többféleképpen próbálták megmagyarázni. Az alábbiakban röviden bemutatjuk őket:

• Artefaktumként próbálta bemutatni a fajok közötti filogenetikai kapcsolatokat, vagyis a különböző fajok különböző szélességi körökben oszlanak meg.
• Megpróbálták magyarázni a vándorlási képesség következményeként (a nagyobb állatok ezt hatékonyabban teszik).
• Alkalmazása az éhezéssel szembeni ellenálláson alapulhat, vagyis a nagyobb homeoterm élőlények tovább bírják evés nélkül.
• A különböző méretű fajok hőmegőrző vagy -elvezető képessége révén.

Az utolsó két pont az, ami leginkább felhívja a figyelmünket, mert valóban Bergmann szabálya megmagyarázhatja a zord időjáráshoz való szélsőséges alkalmazkodást. Legalábbis papíron a nagyobb fajok jobban képesek túlélni az erőforrások szűkös időszakait (pl nagyobb energiatartalékaikat a terjedelmesebb szövetekben), amellett, hogy megőrizhetik testhőjüket hatékony.

Az alkalmazás fizikája

Itt az ideje, hogy kicsit technikaira térj, de ne aggódj: tökéletesen érteni fogod a következő sorokat. Bergmann szerint a nagytestű állatoknál kisebb a felület/térfogat arány. Kimutatható módon a magas testfelület/térfogat aránnyal rendelkező élőlény „többet” érintkezik a környezettel. Emiatt az emberek több kamrával rendelkeznek a tüdőben, mivel ez egy hatékony módja annak növeli a levegővel érintkező szövetfelületet, ami lehetővé teszi számunkra, hogy több oxigént fogjunk meg hatékony.

Így egy kis felület/térfogat aránnyal rendelkező állat egységnyi tömegre vetítve kevesebb testhőt sugároz ki, ezért is marad melegebb a hideg környezetben. A forró környezet éppen az ellenkező problémát jelenti, mivel az anyagcsere által termelt hőt gyorsan el kell vezetni, hogy elkerüljük az élőlény túlmelegedését. Emiatt az állatokat „érdekelték”, hogy minél kisebbek legyenek, minél közelebb vannak az Egyenlítőhöz: több hőt veszítenek a bőrön keresztül, és a test hidegebb marad.

• Érdekelheti: "A test homeosztázisa: mi az, és a homeosztatikus folyamatok típusai"

példák

Meglepő megtudni, hogy Bergmann szabálya bizonyos meghatározott feltételek mellett tökéletesen alkalmazható az emberi lényekre. Például, a sarkokon élő emberi populációk felépítésüknél nehezebbek, mint általában az Egyenlítőhöz közelebbiek, ami teljesen összhangban van az itt bemutatott feltételezéssel.

Másrészt egy 2019-ben a BBC News-on összegyűjtött tanulmány kimutatta, hogy a megfigyelt madarak egy csoportja csökkent a generációk (1978-2016) között akár 2,4%-kal is meghosszabbodott bizonyos testszerkezetek hossza, ami teljesen jelentős eredmény. Ez a klímaváltozással magyarázható: minél melegebb van a Földön, annál nagyobb méretcsökkenést tapasztalnak a fajok.

Ami az emlősöket illeti, és az emberen túl, a szarvas Bergmann uralmának „könyves” esete. Megfigyelték, hogy az északi régiókból származó szarvasfajok általában nagyobbak és robusztus, míg azok, amelyek az Egyenlítőhöz közelebbi területeken laknak, általában kisebbek és vékony. Ismét teljesült a feltevés.

Nevezetesen ez a szabály általában madarakra és emlősökre vonatkozik, bár a populációk belső genetikai tulajdonságait is figyelembe kell venni, a hőmérséklettől és a sztochasztikus eseményektől, például a sodródástól eltérő természetes szelekció nyomásai genetika. A természetben vannak általánosságok, de természetesen ezek a hipotézisek nem alkalmazhatók minden élőlényre változatlanul.

Allen szabálya

Nem akarunk a felszínen maradni és egy kicsit mélyebben belemerülni a hőszabályozás világába, mert Allen szabálya különféle fogalmakat is tartalmaz, amelyeket figyelembe kell vennünk, amikor erről a témáról van szó. utal. Ez a hipotézis azt feltételezi, hogy Még azonos testtérfogat mellett is a homeoterm állatoknak különböző felületeket kell mutatniuk, amelyek elősegítik vagy akadályozzák a hőelvezetésüket. Vegyünk egy egyszerű példát.

Ha megnézünk egy sarki rókát, láthatjuk, hogy lapos, kicsi fülei és jelentős mennyiségű szőrzete van. Másrészt a sivatagi rókának vagy fennecnek a fülei aránytalanok a test többi részéhez képest. Ezt több laboratóriumi vizsgálat is kimutatta a porc mérete a fajokban növekedhet vagy csökkenhet attól függően, hogy a környezeti feltételeknek generációkon keresztül ki vannak téve.

Ennek a világon minden értelme van: elméleti szempontból ugyanannyi tömeg mellett a fennecnek sokkal nagyobb a testfelülete a hatalmas, lapított fülei miatt. Ez lehetővé teszi a hő hatékony elvezetését, mivel ezeket a struktúrákat általában az erek is erősen öntözik. Másrészt a sarki róka az anyagcsere-hőmérséklet felhalmozódásában érdekelt, ezért minél kevésbé távozik a környezetnek kitéve, annál jobb.

Szkepticizmus és elfogadások

Ahogy korábban is mondtuk, az állatok méretének kizárólag a környezet szélességi fokához való kondicionálása félrevezető lehet. Feltételezhetjük, hogy talán egy nagyobb állatnak egyértelmű evolúciós előnye lenne egy forró környezetben élő ragadozóval szemben.

Mi történik ilyenkor? Megéri-e inkább kiegészítő módszereket keresni a testhőmérséklet eloszlatására (például viselkedési változások), és továbbra is szembe tud szállni az ellenféllel? A természet nem feketén és fehéren alapszik, de mindegyik tényező egy újabb pontot jelent a szürkeskálán, amely modellezi azt, amit természetes szelekciónak nevezünk..

Másrészt azt is meg kell jegyezni, hogy ez a szabály sok esetben nem teljesül az ektoterm állatok, például teknősök, kígyók, kétéltűek, makroalgák és rákfélék esetében. Ennek a posztulációnak a különböző esetekben való alkalmatlansága miatt a történelem során több szakember és gondolkodó is megvizsgálta.

• Érdekelheti: "A biológiai evolúció elmélete: mi ez és mit magyaráz"

Összegzés

Ahogy e sorokban láthattuk, Bergmann szabálya bizonyos mértékig megmagyarázhatja, a fajok közötti méretbeli eltérések oka annak az ökoszisztémának a szélességi foka szerint, amelyben élnek. Ebből a terminológiai konglomerátumból egyetlen fogalmat érdemes tisztáznunk: a legkisebb állatok elméletileg hatékonyabbak a hőelvezetés terén, míg a legnagyobbak kiválóak tárolja.

Ismét fontos hangsúlyozni, hogy nincs univerzális szabály vagy posztuláció (azon túl természetes szelekció és genetikai sodródás), amely teljes mértékben megmagyarázza a morfológiai jellemzőit faj. Igen, az állatok és jellemeik a hőmérséklet, de a páratartalom, a más lényekkel való kapcsolatok termékei is. élő szervezetek, versengés, trofikus láncok, szexuális szelekció és sok más paraméter, mind biotikus, mind abiotikus.

Bibliográfiai hivatkozások:

• Adams, D. C. és Church, J. BÁRMELYIK. (2008). A kétéltűek nem követik Bergmann szabályát. Evolution: International Journal of Organic Evolution, 62(2), 413-420.
• Bergmann szabálya, britannica.com.
• A madarak zsugorodnak az éghajlat melegedésével, a BBC hírei.
• Figueroa-de Leon, A. és Chediack, S. ÉS. (2018). A caviomorph rágcsálók gazdagságának és szélességi eloszlásának mintái. Mexican Biodiversity Magazine, 89(1), 173-182.
• L'heureux, G. L. és Cornaglia Fernández, J. (2016). A guanakópopulációk ökomorfológiai változatai Patagóniában (Argentína).
• Mousseau, T. NAK NEK. (1997). Az ektotermák Bergmann szabályának az ellenkezőjét követik. Evolution, 51(2), 630-632.
• Bergmann szabály-bevezetése oktatóknak, fieldmuseum.org.