Bergmaņa likums: kas tas ir un kā tas apraksta dzīvniekus

Cilvēki savā vēsturē jau ir aprakstījuši 1 326 337 dzīvnieku sugas. Šī vērtība nepārtraukti svārstās, jo papildus atklātajām jaunajām dzīvajām būtnēm eksperti no Apvienoto Nāciju Organizācija (ANO) norāda, ka ik pēc 24 izmirst aptuveni 150 sugas stundas. Protams, bioloģiskās daudzveidības ziņā pašreizējās perspektīvas nav iepriecinošas.

Zooloģija ir bioloģijas nozare, kas ir atbildīga par nelielas kārtības ieviešanu visā šajā svarīgajā konglomerātā, jo tā pēta, galvenokārt katras mūsu apdzīvotās sugas fizioloģija, morfoloģija, uzvedība, izplatība un ekoloģija planēta.

Viens no vecākajiem zooloģiskā un ekoloģiskā rakstura bioloģiskajiem noteikumiem, kas izstrādāts 1847. gadā, To sauc par Bergmaņa likumu.. Šī postulācija ir saistīta ar sugu izplatību un morfoloģiju atkarībā no vides temperatūras, kas ir divi skaidri atšķirīgi jēdzieni, bet daudzos punktos ir savstarpēji saistīti. Ja vēlaties uzzināt, no kā sastāv šī interesantā ideja un kādi ir tās praktiskie pielietojumi, turpiniet lasīt.

• Saistīts raksts: "10 bioloģijas nozares: tās mērķi un īpašības"

Kāds ir Bergmaņa likums?

Bergmaņa noteikums ir vienkārši definēts: tendence uz pozitīvu saistību starp sugas ķermeņa masu monofiliskā augstākajā taksonā un šo sugu apdzīvotajiem platuma grādiem. Nedaudz laipnākā veidā endotermiski dzīvnieki (kas spēj uzturēt ķermeņa temperatūru vielmaiņas ziņā labvēlīgi neatkarīgi no vides) ir lielāki aukstā klimatā nekā apgabalos karsts.

Šo noteikumu ir mēģināts izskaidrot dažādi. Mēs tos īsi parādām zemāk:

• Tā ir mēģinājusi demonstrēt kā artefaktu filoģenētiskās attiecības starp sugām, tas ir, dažādas sugas ir izplatītas dažādos platuma grādos.
• Ir mēģināts to izskaidrot kā migrācijas spējas sekas (lielāki dzīvnieki to darīs efektīvāk).
• Tās pielietojuma pamatā varētu būt izturība pret badu, proti, lielākas homeotermiskas dzīvās būtnes ilgāk izturēs bez ēšanas.
• Ar dažāda lieluma sugu spēju saglabāt vai izkliedēt siltumu.

Pēdējie divi punkti ir tie, kas visvairāk pievērš mūsu uzmanību, jo patiešām Bergmaņa likums varētu izskaidrot ārkārtēju pielāgošanos sliktiem laikapstākļiem. Vismaz uz papīra lielākām sugām būtu lielāka spēja izdzīvot resursu trūkuma periodos (par viņu lielākas enerģijas rezerves apjomīgākos audos), papildus ļaujot viņiem saglabāt ķermeņa siltumu vairāk efektīvs.

Lietojumprogrammas fizika

Ir pienācis laiks nedaudz tehniski, taču neuztraucieties: jūs lieliski sapratīsit tālāk norādītās rindiņas. Pēc Bergmaņa domām, lieliem dzīvniekiem ir mazāka virsmas laukuma/tilpuma attiecība. Demonstrētā veidā dzīva būtne ar augstu ķermeņa virsmas/tilpuma attiecību “vairāk” saskaras ar vidi. Šī iemesla dēļ cilvēkiem plaušas ir ar vairākām kamerām, jo ​​tas ir efektīvs veids palielināt audu virsmu saskarē ar gaisu, kas ļauj vairāk uztvert skābekli efektīvs.

Tādējādi dzīvnieks ar zemu virsmas laukuma/tilpuma attiecību izstaro mazāk ķermeņa siltuma uz masas vienību, tāpēc aukstā vidē tas paliks siltāks. Karsta vide rada tieši pretēju problēmu, jo vielmaiņas radītais siltums ir ātri jāizkliedē, lai izvairītos no dzīvās būtnes pārkaršanas. Šī iemesla dēļ dzīvnieki ir “interesēti”, lai tie būtu mazāki, jo tuvāk tie atrodas ekvatoram: caur ādu tiek zaudēts vairāk siltuma un ķermenis paliek vēsāks.

• Jūs varētu interesēt: "Ķermeņa homeostāze: kas tas ir un homeostatisko procesu veidi"

piemēri

Ir pārsteidzoši uzzināt, ka Bergmaņa likums ir lieliski piemērojams cilvēkiem noteiktos īpašos apstākļos. Piemēram, ir pierādīts, ka cilvēku populācijas, kas apdzīvo polus, ir pēc uzbūves smagākas nekā tās, kas atrodas tuvāk ekvatoram kopumā, fakts, kas pilnībā atbilst šeit izklāstītajai postulācijai.

No otras puses, 2019. gadā veikts pētījums, kas apkopots BBC News, parādīja, ka uzraudzīto putnu grupa ir samazinājusies paaudzēs (1978-2016) atsevišķu ķermeņa struktūru garums līdz 2,4%, pilnīgi nozīmīgs rezultāts. To varētu izskaidrot ar klimata pārmaiņām: jo karstāks ir uz Zemes, jo lielāka ir sugas izmēra samazināšanās.

Kas attiecas uz zīdītājiem un ārpus cilvēkiem, brieži ir Bergmaņa valdīšanas "grāmatas" gadījums. Novērots, ka briežu sugas no ziemeļu reģioniem mēdz būt lielākas un robusts, savukārt tie, kas apdzīvo apgabalus tuvāk ekvatoram, mēdz būt mazāki un tievs. Atkal, postulācija ir izpildīta.

Īpaši šis noteikums parasti attiecas uz putniem un zīdītājiem, lai gan jāņem vērā arī populāciju raksturīgās ģenētiskās īpašības, dabiskās atlases spiediens, kas nav temperatūra, un stohastiski notikumi, piemēram, dreifs ģenētika. Dabā ir vispārīgi, bet, protams, šīs hipotēzes nevar negrozāmā veidā attiecināt uz visām dzīvajām būtnēm.

Alena likums

Mēs nevēlamies palikt virspusē un mazliet dziļāk ienirt termoregulācijas pasaulē, jo Alena noteikums arī sniedz mums dažādus jēdzienus, kas jāņem vērā, runājot par šo tēmu. atsaucas. Šī hipotēze apgalvo, ka pat ar vienādu ķermeņa tilpumu homeotermiskajiem dzīvniekiem ir jāparāda dažādi virsmas laukumi, kas palīdzēs vai kavēs to siltuma izkliedi. Ņemsim vienkāršu piemēru.

Ja paskatāmies uz polārlapsu, mēs redzam, ka tai ir plakanas, mazas ausis un ievērojams daudzums apmatojuma. No otras puses, tuksneša lapsai vai fenekam ir nesamērīgi lielas ausis salīdzinājumā ar pārējo ķermeni. Vairāki pētījumi laboratorijas apstākļos to ir parādījuši skrimšļa izmērs var palielināties vai samazināties atkarībā no vides apstākļiem, kuriem tie ir pakļauti paaudzēs.

Tam ir visas pasaules jēga: no teorētiskā viedokļa fennekam ir daudz lielāks ķermeņa virsmas laukums, pateicoties tā milzīgajām, saplacinātajām ausīm. Tas ļauj tai efektīvi izkliedēt siltumu, jo šīs struktūras parasti ir arī ļoti apūdeņotas ar asinsvadiem. No otras puses, arktiskā lapsa ir ieinteresēta savas vielmaiņas temperatūras uzkrāšanā, tāpēc, jo mazāk tā atstāj pakļauta videi, jo labāk.

Skepticisms un pieņemšana

Kā jau iepriekš teicām, dzīvnieku lieluma noteikšana tikai un vienīgi vides platuma grādiem var būt maldinoša. Mēs varam pieņemt teoriju, ka, iespējams, lielākam dzīvniekam būtu skaidra evolūcijas priekšrocība salīdzinājumā ar plēsēju karstā vidē.

Kas notiek tādā gadījumā? Vai ir vairāk vērts meklēt papildu metodes, lai izkliedētu ķermeņa temperatūru (piemēram, uzvedības izmaiņas) un joprojām spētu stāties pretī pretiniekam? Daba nav balstīta uz melnbaltu, bet katrs faktors ir vēl viens punkts pelēkajā skalā, kas modelē to, ko mēs zinām kā dabisko atlasi..

No otras puses, ir arī jāņem vērā, ka šis noteikums nav izpildīts daudzos ektotermisko dzīvnieku, piemēram, bruņurupuču, čūsku, abinieku, makroaļģu un vēžveidīgo, gadījumos. Šīs postulācijas nepiemērojamība dažādos gadījumos ir likusi daudziem profesionāļiem un domātājiem to rūpīgi pārbaudīt vēstures gaitā.

• Jūs varētu interesēt: "Bioloģiskās evolūcijas teorija: kas tā ir un ko tā izskaidro"

Kopsavilkums

Kā mēs varējām redzēt šajās rindās, Bergmaņa likums zināmā mērā var izskaidrot, iemesls lieluma dažādībai starp sugām atkarībā no tās ekosistēmas platuma, kurā tās apdzīvo. No visa šī terminoloģiskā konglomerāta mums ir vērts skaidri pateikt vienu jēdzienu: mazākie dzīvnieki ir teorētiski efektīvākas siltuma izkliedēšanas ziņā, savukārt lielākie izceļas ar spēju uzglabāt to.

Vēlreiz ir svarīgi uzsvērt, ka nepastāv neviens universāls noteikums vai postulācija (izņemot dabiskā atlase un ģenētiskā novirze), kas pilnībā izskaidro a morfoloģiskās īpašības sugas. Jā, dzīvnieki un to raksturi ir temperatūras, bet arī mitruma, attiecību ar citām būtnēm produkts. dzīvie organismi, konkurence, trofiskās ķēdes, dzimumatlase un daudzi citi parametri, gan biotiskie, gan abiotisks.

Bibliogrāfiskās atsauces:

• Adamss, D. C. un Čērča, Dž. ARĪ. (2008). Abinieki neievēro Bergmaņa likumu. Evolution: International Journal of Organic Evolution, 62(2), 413-420.
• Bergmaņa likums, britannica.com.
• Putni sarūk, klimatam sasilstot, BBC ziņas.
• Figueroa-de Leon, A. un Chediack, S. UN. (2018). Caviomorph grauzēju bagātības un platuma izplatības modeļi. Mexican Biodiversity Magazine, 89(1), 173-182.
• L'heureux, G. L. un Kornaglia Fernandesa, Dž. (2016). Gvanako populāciju ekomorfoloģiskās variācijas Patagonijā (Argentīna).
• Muso, T. UZ. (1997). Ektotermas seko Bergmaņa likumam. Evolution, 51(2), 630-632.
• Bergmaņa noteikums – ievads pedagogiem, fieldmuseum.org.