Reguła Bergmanna: co to jest i jak opisuje zwierzęta

W całej swojej historii ludzie opisali już łącznie 1 326 337 gatunków zwierząt. Wartość ta stale się zmienia, ponieważ oprócz nowych żywych istot odkrytych przez ekspertów Organizacja Narodów Zjednoczonych (ONZ) wskazuje, że co 24 wymiera około 150 gatunków godziny. Oczywiście, jeśli chodzi o różnorodność biologiczną, obecne perspektywy nie są zachęcające.

Zoologia jest gałęzią biologii, której zadaniem jest narzucenie odrobiny porządku w całym tym żywotnym konglomeracie, ponieważ bada, głównie fizjologia, morfologia, zachowanie, rozmieszczenie i ekologia każdego z gatunków zamieszkujących naszą planetę planeta.

Jedna z najstarszych zasad biologicznych o charakterze zoologicznym i ekologicznym, ukuta w 1847 r., Jest to znane jako reguła Bergmanna.. Ten postulat jest powiązany z rozmieszczeniem i morfologią gatunków w zależności od temperatury otoczenia, dwoma wyraźnie różnymi koncepcjami, ale w wielu punktach ze sobą połączonymi. Jeśli chcesz wiedzieć, na czym polega ten ciekawy pomysł i jakie są jego praktyczne zastosowania, czytaj dalej.

• Powiązany artykuł: „Dziesięć gałęzi biologii: jej cele i cechy charakterystyczne”

Na czym polega reguła Bergmanna?

Reguła Bergmanna jest po prostu zdefiniowana: tendencja do pozytywnego związku między masą ciała gatunków w monofiletycznym wyższym taksonie a szerokością geograficzną zamieszkiwaną przez te gatunki. W nieco łagodniejszy sposób zwierzęta endotermiczne (zdolne do utrzymania temperatury ciała korzystne metabolicznie niezależnie od środowiska) są większe w zimnym klimacie niż na obszarach gorący.

Podejmowano próby wyjaśnienia tej zasady na różne sposoby. Pokazujemy je pokrótce poniżej:

• Próbował wykazać jako artefakt związków filogenetycznych między gatunkami, to znaczy różne gatunki są rozmieszczone na różnych szerokościach geograficznych.
• Próbowano tłumaczyć to konsekwencją zdolności do migracji (większe zwierzęta zrobią to skuteczniej).
• Jego zastosowanie mogłoby opierać się na odporności na głód, to znaczy, że większe homeotermiczne istoty żywe wytrzymają dłużej bez jedzenia.
• Dzięki zdolności gatunków o różnej wielkości do oszczędzania lub rozpraszania ciepła.

Dwie ostatnie kwestie najbardziej zwracają naszą uwagę, ponieważ w istocie jest to reguła Bergmanna może wyjaśnić ekstremalną adaptację do niepogody. Przynajmniej na papierze większe gatunki miałyby większą zdolność przetrwania okresów niedoboru zasobów (np ich większe rezerwy energii w tkankach o większej objętości), oprócz umożliwienia im zachowania ciepła ciała w większej skuteczny.

Fizyka aplikacji

Czas przejść trochę do kwestii technicznych, ale nie martw się: doskonale zrozumiesz następujące wiersze. Według Bergmanna, duże zwierzęta mają niższy stosunek powierzchni do objętości. W widoczny sposób żywa istota o wysokim stosunku powierzchni ciała do objętości ma „więcej” kontaktu z otoczeniem. Z tego powodu ludzie przedstawiają płuca z wieloma komorami, ponieważ jest to skuteczny sposób zwiększamy powierzchnię tkanki stykającą się z powietrzem, co pozwala nam wychwytywać więcej tlenu skuteczny.

Tak więc zwierzę o niskim stosunku powierzchni do objętości emituje mniej ciepła ciała na jednostkę masy, dlatego będzie cieplejsze w zimnym otoczeniu. Gorące środowiska stwarzają dokładnie odwrotny problem, ponieważ ciepło wytwarzane przez metabolizm musi zostać szybko rozproszone, aby uniknąć przegrzania żywej istoty. Z tego powodu zwierzęta są „zainteresowane” tym, aby być mniejsze, im bliżej równika: więcej ciepła jest tracone przez skórę, a ciało pozostaje zimniejsze.

• Możesz być zainteresowany: „Homeostaza organizmu: czym jest i rodzaje procesów homeostatycznych”

przykłady

To zaskakujące, gdy dowiadujemy się, że reguła Bergmanna ma doskonałe zastosowanie do istot ludzkich w pewnych określonych warunkach. Na przykład, Wykazano, że populacje ludzkie zamieszkujące bieguny są ogólnie cięższe niż populacje bliżej równika, co jest całkowicie zgodne z przedstawionym tu postulatem.

Z drugiej strony badanie przeprowadzone w 2019 roku w BBC News wykazało, że grupa monitorowanych ptaków zmniejszyła się w ciągu pokoleń (1978-2016) długość niektórych struktur ciała nawet o 2,4%, co jest wynikiem zupełnie znaczącym. Można to wyjaśnić na podstawie zmian klimatu: im cieplej na Ziemi, tym bardziej gatunki doświadczają redukcji rozmiarów.

Jeśli chodzi o ssaki i poza ludźmi, jelenie są „książkowym” przypadkiem rządów Bergmanna. Zaobserwowano, że gatunki jeleniowatych z regionów północnych są zwykle większe i solidne, podczas gdy te, które zamieszkują obszary bliżej równika, są zwykle mniejsze i cienki. Po raz kolejny postulat został spełniony.

Szczególnie zasada ta ma ogólne zastosowanie do ptaków i ssaków, chociaż należy również wziąć pod uwagę wewnętrzne właściwości genetyczne populacji, presje doboru naturalnego inne niż temperatura i zdarzenia stochastyczne, takie jak dryf genetyka. W przyrodzie istnieją ogólniki, ale oczywiście tych hipotez nie można zastosować w niezmienny sposób do wszystkich żywych istot.

Reguła Allena

Nie chcemy pozostawać na powierzchni i zagłębiać się nieco głębiej w świat termoregulacji, bo Reguła Allena dostarcza nam również różnych koncepcji, które należy wziąć pod uwagę, jeśli chodzi o ten temat. odnosi się. Hipoteza ta zakłada, że nawet przy tej samej objętości ciała zwierzęta homeotermiczne muszą wykazywać różne powierzchnie, które pomogą lub utrudnią im rozpraszanie ciepła. Weźmy prosty przykład.

Jeśli spojrzymy na lisa polarnego, zobaczymy, że ma płaskie, małe uszy i sporą ilość sierści. Z drugiej strony lis pustynny lub fenek ma uszy nieproporcjonalne w stosunku do reszty ciała. Pokazało to wiele badań w warunkach laboratoryjnych rozmiar chrząstki może się zwiększać lub zmniejszać u gatunków w zależności od warunków środowiskowych, na które są one narażone przez pokolenia.

To ma sens na całym świecie: przy tej samej masie z teoretycznego punktu widzenia fenek ma znacznie większą powierzchnię ciała ze względu na ogromne, spłaszczone uszy. Pozwala to skutecznie rozpraszać ciepło, ponieważ struktury te są zwykle silnie nawadniane przez naczynia krwionośne. Z drugiej strony lis polarny jest zainteresowany akumulacją swojej temperatury metabolicznej, dlatego im mniej wystawia na działanie środowiska, tym lepiej.

Sceptycyzm i akceptacje

Jak powiedzieliśmy wcześniej, uzależnianie wielkości zwierząt wyłącznie od szerokości geograficznej środowiska może być mylące. Możemy teoretyzować, że być może większe zwierzę miałoby wyraźną przewagę ewolucyjną nad drapieżnikiem w gorącym środowisku.

Co się dzieje w takim przypadku? Czy bardziej opłaca się szukać dodatkowych metod rozładowania temperatury ciała (na przykład zmiany w zachowaniu) i nadal być w stanie stawić czoła przeciwnikowi? Natura nie opiera się na czerni i bieli, ale każdy czynnik reprezentuje jeszcze jeden punkt na skali szarości, która modeluje to, co znamy jako dobór naturalny..

Z drugiej strony należy również zauważyć, że zasada ta nie jest spełniona w wielu przypadkach zwierząt ektotermicznych, takich jak żółwie, węże, płazy, makroglony i skorupiaki. Niemożność zastosowania tego postulatu w różnych przypadkach spowodowała, że ​​​​wielu specjalistów i myślicieli poddało go analizie na przestrzeni dziejów.

• Możesz być zainteresowany: „Teoria ewolucji biologicznej: czym jest i co wyjaśnia”

Streszczenie

Jak widzieliśmy w tych liniach, reguła Bergmanna może do pewnego stopnia wyjaśnić przyczyna zmienności wielkości między gatunkami w zależności od szerokości geograficznej ekosystemu, w którym żyją. Z całego tego konglomeratu terminologicznego warto wyjaśnić jedno pojęcie: najmniejsze zwierzęta są teoretycznie bardziej wydajne, jeśli chodzi o odprowadzanie ciepła, podczas gdy największe z nich przodują w tej zdolności przechowuj to.

Ponownie, konieczne jest podkreślenie, że nie ma uniwersalnej reguły ani postulatu (poza dobór naturalny i dryf genetyczny), który w pełni wyjaśnia cechy morfologiczne a gatunek. Tak, zwierzęta i ich charaktery są produktem temperatury, ale także wilgotności, relacji z innymi istotami. organizmy żywe, konkurencja, łańcuchy troficzne, dobór płciowy i wiele innych parametrów, zarówno biotycznych, jak i abiotyczny.

Odniesienia bibliograficzne:

• Adams, D. C., & Kościół, J. ALBO. (2008). Płazy nie przestrzegają reguły Bergmanna. Ewolucja: International Journal of Organic Evolution, 62(2), 413-420.
• Reguła Bergmanna, britannica.com.
• Ptaki kurczą się wraz z ociepleniem klimatu, wiadomości BBC.
• Figueroa-de Leon, A. i Chediack, S. I. (2018). Wzory bogactwa i równoleżnikowego rozmieszczenia gryzoni caviomorph. Meksykański magazyn o różnorodności biologicznej, 89(1), 173 - 182.
• L’heureux, G. L. & Cornaglia Fernández, J. (2016). Ekomorfologiczne odmiany populacji guanako w Patagonii (Argentyna).
• Mousseau, T. DO. (1997). Ektotermy podążają za odwrotnością reguły Bergmanna. Ewolucja, 51(2), 630-632.
• Wprowadzenie do reguł Bergmanna dla nauczycieli, fieldmuseum.org.