De regel van Bergmann: wat het is en hoe het dieren beschrijft

De mens heeft in zijn geschiedenis al in totaal 1.326.337 diersoorten beschreven. Deze waarde fluctueert voortdurend omdat, naast de nieuwe levende wezens die zijn ontdekt, de experts van de De Verenigde Naties (VN) geven aan dat er elke 24 ongeveer 150 soorten uitsterven uur. Wat de biodiversiteit betreft, zijn de huidige vooruitzichten natuurlijk niet bemoedigend.

Zoölogie is een tak van de biologie die verantwoordelijk is voor het opleggen van een beetje orde in dit vitale conglomeraat, omdat het bestudeert, voornamelijk de fysiologie, morfologie, gedrag, verspreiding en ecologie van elk van de soorten die ons bewonen planeet.

Een van de oudste biologische regels van zoölogische en ecologische aard, bedacht in het jaar 1847, Dit staat bekend als de regel van Bergmann.. Deze veronderstelling houdt verband met de verspreiding en morfologie van de soort volgens de omgevingstemperatuur, twee duidelijk verschillende concepten maar op veel punten met elkaar verbonden. Als je wilt weten waar dit interessante idee uit bestaat en wat de praktische toepassingen ervan zijn, lees dan verder.

• Gerelateerd artikel: "De 10 takken van de biologie: de doelstellingen en kenmerken"

Wat is de regel van Bergmann?

De regel van Bergmann is eenvoudig gedefinieerd: de neiging tot een positief verband tussen de lichaamsmassa van soorten in een monofyletisch hoger taxon en de breedtegraad die door die soorten wordt bewoond. Op een iets vriendelijkere manier, endotherme dieren (in staat om hun lichaamstemperatuur op peil te houden metabolisch gunstig ongeacht de omgeving) zijn groter in koude klimaten dan in gebieden heet.

Er zijn pogingen gedaan om deze regel op verschillende manieren uit te leggen. We laten ze hieronder kort zien:

• Het heeft geprobeerd aan te tonen als een artefact van de fylogenetische relaties tussen soorten, dat wil zeggen dat verschillende soorten op verschillende breedtegraden worden verspreid.
• Er zijn pogingen gedaan om dit te verklaren als een gevolg van het vermogen om te migreren (grotere dieren zullen dit effectiever doen).
• De toepassing ervan zou gebaseerd kunnen zijn op weerstand tegen uithongering, dat wil zeggen dat grotere homeothermische levende wezens het langer volhouden zonder te eten.
• Door het vermogen van soorten van verschillende grootte om warmte vast te houden of af te voeren.

De laatste twee punten zijn degenen die onze aandacht het meest trekken vanwege, inderdaad, de regel van Bergmann zou een extreme aanpassing aan slecht weer kunnen verklaren. In ieder geval op papier zouden grotere soorten beter in staat zijn om periodes van schaarste te overleven (bijv hun grotere energiereserves in meer volumineuze weefsels), naast het feit dat ze hun lichaamswarmte in een meer kunnen behouden effectief.

De fysica van de toepassing

Het is tijd om een ​​beetje technisch te worden, maar maak je geen zorgen: je zult de volgende regels perfect begrijpen. Volgens Bergman, grote dieren hebben een lagere verhouding oppervlakte/volume. Op een aangetoonde manier staat een levend wezen met een hoge verhouding lichaamsoppervlak/volume “meer” in contact met de omgeving. Om deze reden presenteren mensen longen met meerdere kamers, omdat dit een effectieve manier is vergroot het weefseloppervlak in contact met de lucht, waardoor we meer zuurstof kunnen opnemen effectief.

Zo straalt een dier met een lage verhouding oppervlakte/volume minder lichaamswarmte per massa-eenheid uit, waardoor het in koude omgevingen warmer zal blijven. Hete omgevingen vormen precies het tegenovergestelde probleem, aangezien de door de stofwisseling geproduceerde warmte snel moet worden afgevoerd om oververhitting van het levende wezen te voorkomen. Om deze reden zijn dieren "geïnteresseerd" om kleiner te zijn naarmate ze dichter bij de evenaar komen: er gaat meer warmte verloren via de huid en het lichaam blijft kouder.

• Mogelijk bent u geïnteresseerd in: "Lichaamshomeostase: wat het is en soorten homeostatische processen"

voorbeelden

Het is verrassend om te horen dat de regel van Bergmann perfect toepasbaar is op mensen onder bepaalde specifieke omstandigheden. Bijvoorbeeld, het is aangetoond dat menselijke populaties die de polen bewonen zwaarder gebouwd zijn dan die dichter bij de evenaar in het algemeen, een feit dat volledig in overeenstemming is met de hier gepresenteerde postulatie.

Aan de andere kant toonde een studie uit 2019, verzameld op BBC News, aan dat een groep gecontroleerde vogels in de loop van generaties (1978-2016) de lengte van bepaalde carrosseriestructuren met maximaal 2,4%, een volledig significant resultaat. Dit zou kunnen worden verklaard aan de hand van klimaatverandering: hoe heter het op aarde is, hoe meer soorten verkleining ervaren.

Wat betreft zoogdieren en buiten de mens, zijn herten een "boekenkast" van de heerschappij van Bergmann. Er is waargenomen dat hertensoorten uit noordelijke regio's meestal groter en groter zijn robuust, terwijl degenen die in gebieden dichter bij de evenaar wonen, over het algemeen kleiner en kleiner zijn dun. Wederom is de postulatie vervuld.

Opmerkelijk deze regel is algemeen van toepassing op vogels en zoogdieren, hoewel ook rekening moet worden gehouden met de intrinsieke genetische eigenschappen van de populaties, druk van natuurlijke selectie anders dan temperatuur en stochastische gebeurtenissen zoals drift genetica. In de natuur zijn er algemeenheden, maar deze hypothesen kunnen natuurlijk niet onveranderlijk op alle levende wezens worden toegepast.

Regel van Allen

We willen niet aan de oppervlakte blijven en wat dieper in de wereld van thermoregulatie duiken, omdat De regel van Allen biedt ons ook verschillende concepten waarmee we rekening moeten houden als het om dit onderwerp gaat. verwijst. Deze hypothese stelt dat, zelfs met hetzelfde lichaamsvolume moeten homeotherme dieren verschillende oppervlakten vertonen die hun warmteafvoer helpen of belemmeren. Laten we een eenvoudig voorbeeld nemen.

Als we naar een poolvos kijken, zien we dat hij platte, kleine oren heeft en een behoorlijke hoeveelheid haar. Aan de andere kant heeft een woestijnvos of fennec oren die onevenredig groot zijn in vergelijking met de rest van zijn lichaam. Meerdere onderzoeken in laboratoriumomgevingen hebben dat aangetoond De grootte van het kraakbeen kan bij soorten toenemen of afnemen, afhankelijk van de omgevingsomstandigheden waaraan ze generaties lang worden blootgesteld.

Dit is heel logisch in de wereld: bij dezelfde hoeveelheid massa vanuit een theoretisch standpunt, heeft een fennec veel meer lichaamsoppervlak vanwege zijn enorme, afgeplatte oren. Hierdoor kan het warmte effectief afvoeren, aangezien deze structuren meestal ook sterk worden geïrrigeerd door bloedvaten. Aan de andere kant is de poolvos geïnteresseerd in het verhogen van zijn metabole temperatuur, en daarom hoe minder hij wordt blootgesteld aan de omgeving, hoe beter.

Scepsis en acceptaties

Zoals we eerder hebben gezegd, kan het misleidend zijn om de grootte van de dieren uitsluitend af te stemmen op de breedtegraad van de omgeving. We kunnen theoretiseren dat een groter dier misschien een duidelijk evolutionair voordeel zou hebben ten opzichte van een roofdier in een warme omgeving.

Wat gebeurt er in dat geval? Is het meer de moeite waard om naar aanvullende methoden te moeten zoeken om je lichaamstemperatuur te verminderen (bijvoorbeeld gedragsveranderingen) en toch in staat te zijn je tegenstander het hoofd te bieden? De natuur is niet gebaseerd op zwart en wit, maar elke factor vertegenwoordigt een extra punt op een grijsschaal die modelleert wat we kennen als natuurlijke selectie..

Aan de andere kant moet worden opgemerkt dat deze regel in veel gevallen niet wordt nageleefd bij ectotherme dieren, zoals schildpadden, slangen, amfibieën, macroalgen en schaaldieren. De niet-toepasbaarheid van deze veronderstelling in verschillende gevallen heeft ertoe geleid dat meerdere professionals en denkers het door de geschiedenis heen aan nauwkeurig onderzoek hebben onderworpen.

• Mogelijk bent u geïnteresseerd in: "De theorie van biologische evolutie: wat het is en wat het verklaart"

Samenvatting

Zoals we in deze regels hebben kunnen zien, kan de regel van Bergmann tot op zekere hoogte verklaren de reden voor de variabiliteit in grootte tussen soorten volgens de breedtegraad van het ecosysteem waarin ze leven. Van al dit terminologische conglomeraat is het voor ons de moeite waard om één concept duidelijk te maken: de kleinste dieren zijn theoretisch efficiënter als het gaat om het afvoeren van warmte, terwijl de grootste uitblinken in hun vermogen om dat te doen bewaar het.

Nogmaals, het is essentieel om te benadrukken dat er geen universele regel of postulatie is (buiten de natuurlijke selectie en genetische drift) die de morfologische kenmerken van a soort. Ja, dieren en hun karakters zijn het product van temperatuur, maar ook van vochtigheid, van relaties met andere wezens. levende organismen, competitie, trofische ketens, seksuele selectie en vele andere parameters, zowel biotisch als abiotisch.

Bibliografische referenties:

• Adams, D. C., & Kerk, J. OF. (2008). Amfibieën volgen de regel van Bergmann niet. Evolutie: International Journal of Organic Evolution, 62(2), 413-420.
• Bergmanns regel, britannica.com.
• Vogels krimpen naarmate het klimaat warmer wordt, BBC-nieuws.
• Figueroa-de Leon, A., & Chediack, S. EN. (2018). Patronen van rijkdom en breedtegraadverdeling van caviomorfe knaagdieren. Mexicaans tijdschrift voor biodiversiteit, 89(1), 173 - 182.
• L'heureux, G. L., & Cornaglia Fernandez, J. (2016). Ecomorfologische variaties van guanacopopulaties in Patagonië (Argentinië).
• Mousseau, T. NAAR. (1997). Ectothermen volgen het tegenovergestelde van de regel van Bergmann. Evolutie, 51(2), 630-632.
• Bergmann's regelinleiding voor onderwijzers, fieldmuseum.org.