バーグマンの法則: それが何であり、動物をどのように説明するか

人類は、その歴史を通じて、合計 1,326,337 種の動物をすでに記載しています。 この値は絶えず変動します。これは、新しい生物が発見されたことに加えて、 国連 (UN) は、24 年ごとに約 150 種が絶滅することを示しています。 時間。 もちろん、生物多様性に関しては、現在の見通しは心強いものではありません。

動物学は生物学の一分野であり、この重要な集合体すべてに少しの秩序を課す役割を担っています。 主に、私たちに生息する各種の生理学、形態、行動、分布、および生態 星。

1847 年に造られた、動物学的および生態学的性質の最も古い生物学的ルールの 1 つです。 これはバーグマンの法則として知られています。. この仮定は、環境温度に応じた種の分布と形態に関連しており、2 つの明らかに異なる概念ですが、多くの点で相互に関連しています。 この興味深いアイデアの構成要素とその実用的なアプリケーションについて知りたい場合は、読み続けてください。

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バーグマンの法則とは？

Bergmann の規則は単純に次のように定義されます。 単系統の高等分類群における種の体重とそれらの種が生息する緯度との間の正の関連の傾向. 少し親切に言えば、吸熱動物（体温を維持することができる） 環境に関係なく代謝的に好ましい）は、地域よりも寒い気候で大きくなります 熱い。

この規則をさまざまな方法で説明する試みがなされてきました。 以下にそれらを簡単に示します。

• それは、種間の系統関係、つまり異なる種が異なる緯度に分布していることの人工物として実証しようとしました。
• 移動能力の結果としてそれを説明する試みがなされてきました (より大きな動物はより効果的に移動します)。
• その適用は、飢餓への耐性に基づいている可能性があります。つまり、より大きな恒温生物は、食べなくても長持ちします。
• さまざまなサイズの種が熱を保存または放散する能力によって。

最後の 2 つのポイントは、最も注意を引くポイントです。 悪天候への極端な適応を説明できる. 少なくとも紙の上では、種が大きいほど、資源が不足している時期を生き抜く能力が高くなります（ よりボリュームのある組織でより多くのエネルギーを蓄えることができます)。 効果的。

アプリケーションの物理学

少し技術的な話になりますが、心配しないでください。次の行を完全に理解できます。 バーグマンによれば、

大型動物は表面積/体積比が低い. 実証された方法では、体表面積/体積比が高い生物は、環境と「より多く」接触しています。 このため、人間は複数の部屋を持つ肺を提示します。 空気と接触する組織表面を増やし、酸素をより多く捕捉できるようにします 効果的。

したがって、表面積/体積の比率が低い動物は、単位質量あたりの体温放射が少ないため、寒い環境でも暖かく過ごせます。 生物の過熱を避けるために、新陳代謝によって生成された熱を迅速に消散させる必要があるため、暑い環境では正反対の問題が生じます。 このため、動物は赤道に近づくほど、体が小さくなることに「関心」を持ちます。つまり、皮膚からより多くの熱が失われ、体はより冷たいままになります。

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例

バーグマンの法則が特定の条件下で人間に完全に適用できることを知って驚くべきことです。 例えば、 一般に、極に住む人間の集団は、赤道に近い人々よりも体格が重いことが示されています。、ここで提示された仮定と完全に一致する事実。

一方、BBC ニュースで収集された 2019 年の調査では、監視対象の鳥のグループが 世代 (1978 年から 2016 年) の間に、特定の身体構造の長さが最大 ​​2.4% 増加しました。これは完全に重要な結果です。 これは、気候変動に基づいて説明できます。地球上が暑くなるほど、種のサイズが小さくなります。

哺乳類に関する限り、そして人間を超えて、シカはバーグマンのルールの「本」のケースです. 北部地域のシカ種は、より大きく、 堅牢ですが、赤道に近い地域に生息するものは小さく、 細い。 繰り返しますが、仮定は満たされています。

特に このルールは一般的に鳥類と哺乳類に適用されます、集団の固有の遺伝的特性も考慮に入れる必要がありますが、 温度以外の自然選択の圧力とドリフトなどの確率的事象 遺伝学。 自然界には一般性がありますが、もちろんこれらの仮説はすべての生物に不変に適用できるわけではありません。

アレンの法則

私たちは表面にとどまり、体温調節の世界をもう少し深く掘り下げたくありません。 アレンの法則は、このトピックに関して考慮すべきさまざまな概念も提供します。 参照します。 この仮説は、 体の体積が同じでも、恒温動物は、熱放散を助けたり妨げたりするさまざまな表面積を示さなければなりません. 簡単な例を見てみましょう。

ホッキョクギツネを見ると、平らで小さな耳とかなりの量の毛があることがわかります。 一方、砂漠のキツネまたはフェネックは、体の他の部分と比較して不釣り合いな大きさの耳を持っています。 実験室環境での複数の研究は、 軟骨のサイズは、世代を超えてさらされる環境条件に応じて、種によって増減する可能性があります.

これは世界的に理にかなっています。理論的な観点からは、同じ大きさのフェネックは、その巨大で平らな耳のために、体の表面積がはるかに大きくなります。 これらの構造は通常、血管によって非常に灌漑されているため、これにより効果的に熱を放散することができます。 一方、ホッキョクギツネは代謝温度の蓄積に関心があるため、環境への露出が少ないほど良いのです。

懐疑論と受容

前に述べたように、動物のサイズを環境の緯度だけに合わせて調整すると、誤解を招く可能性があります。 おそらく、暑い環境では、より大きな動物が捕食者よりも明らかに進化的に有利であるという理論を立てることができます。

その場合はどうなりますか？ 体温を発散させ（たとえば、行動の変化）、それでも対戦相手と向き合うことができるようにするための補助的な方法を探す必要があるのは、それ以上の価値がありますか? 自然は白黒に基づいているわけではありませんが、各要因は、自然選択として知られているものをモデル化するグレー スケール上のもう 1 つのポイントを表しています。.

一方で、カメ、ヘビ、両生類、大型藻類、甲殻類などの外温動物では、このルールが守られていない場合が多いことにも注意が必要です。 さまざまなケースでこの仮説が適用できないため、歴史を通じて複数の専門家や思想家がこの仮説を精査するようになりました。

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まとめ

これらの行で見ることができたように、バーグマンの規則は、ある程度、次のことを説明できます。 種が生息する生態系の緯度に応じて、種間でサイズが変動する理由。 このすべての用語集の中で、1 つの概念を明確にすることは価値があります。最小の動物は 熱の放散に関しては理論的にはより効率的ですが、最大のものは熱の放散能力に優れています。 保管してください。

繰り返しになりますが、普遍的なルールや仮定は存在しないことを強調することが不可欠です（ 自然選択と遺伝的浮動) の形態学的特徴を完全に説明します。 種族。 はい、動物とその性格は、温度だけでなく、湿度、他の存在との関係の産物でもあります. 生物、競争、栄養連鎖、性選択、その他多くのパラメータ、生物的および 非生物的。

参考文献:

• アダムス、D. C. & Church, J. また。 (2008). 両生類はバーグマンの法則に従わない。 進化：有機進化の国際ジャーナル、62（2）、413-420。
• Bergmann のルール、britannica.com。
• 気候が温暖化するにつれて鳥が縮小する、BBC ニュース。
• Figueroa-de Leon, A., & Chediack, S. と。 (2018). キャビオモルフげっ歯類の豊富さと緯度分布のパターン。 メキシコの生物多様性マガジン、89(1)、173 - 182。
• ルルー、G. L., & コルナリア フェルナンデス, J. (2016). パタゴニア（アルゼンチン）におけるグアナコ個体群の生態形態学的変異。
• ムソー、T. に。 (1997). 外温はバーグマンの法則の逆に従います。 進化、51(2)、630-632。
• Bergmann の教育者のための規則の紹介、fieldmuseum.org。