Правило Бергмана: что это такое и как оно описывает животных

За свою историю человечество уже описало в общей сложности 1 326 337 видов животных. Это значение постоянно колеблется, потому что, помимо открытия новых живых существ, специалисты Организация Объединенных Наций (ООН) указывает, что около 150 видов вымирают каждые 24 часа. часы. Конечно, с точки зрения биоразнообразия нынешние перспективы не обнадеживают.

Зоология — это раздел биологии, который отвечает за наведение порядка во всем этом жизненно важном конгломерате, потому что изучает, главным образом, физиология, морфология, поведение, распространение и экология каждого из видов, населяющих нашу планета.

Одно из старейших биологических правил зоологического и экологического характера, введенное в 1847 г. Это известно как правило Бергмана.. Этот постулат связан с распределением и морфологией видов в зависимости от температуры окружающей среды — двумя совершенно разными концепциями, но во многих отношениях взаимосвязанными. Если вы хотите узнать, из чего состоит эта интересная идея и каковы ее практические применения, продолжайте читать.

• Связанная статья: «10 разделов биологии: ее задачи и характеристики»

Что такое правило Бергмана?

Правило Бергмана определяется просто: тенденция к положительной связи между массой тела видов в монофилетическом высшем таксоне и широтой, населенной этими видами. Чуть добрее эндотермические животные (способные поддерживать температуру тела метаболически благоприятны независимо от окружающей среды) больше в холодном климате, чем в районах горячий.

Были предприняты попытки объяснить это правило различными способами. Мы кратко покажем их ниже:

• Он попытался продемонстрировать в качестве артефакта филогенетические отношения между видами, то есть разные виды распространены в разных широтах.
• Были предприняты попытки объяснить это как следствие способности мигрировать (более крупные животные делают это более эффективно).
• Его применение может быть основано на устойчивости к голоданию, то есть более крупные теплокровные живые существа будут дольше обходиться без еды.
• По способности видов разных размеров сохранять или рассеивать тепло.

Последние два момента больше всего привлекают наше внимание, потому что правило Бергмана может объяснить чрезвычайную адаптацию к ненастной погоде. По крайней мере, на бумаге более крупные виды будут иметь больше возможностей для выживания в периоды нехватки ресурсов (для их большие запасы энергии в более объемистых тканях), в дополнение к тому, что они позволяют им сохранять тепло своего тела в более эффективный.

Физика приложения

Пришло время немного углубиться в технику, но не волнуйтесь: вы прекрасно поймете следующие строки. По мнению Бергмана, крупные животные имеют более низкое отношение площади поверхности к объему. Доказано, что живое существо с высоким отношением поверхности тела к объему «больше» контактирует с окружающей средой. По этой причине легкие человека имеют несколько камер, так как это эффективный способ увеличивают поверхность тканей, соприкасающихся с воздухом, что позволяет нам больше захватывать кислород эффективный.

Таким образом, животное с низким отношением площади поверхности к объему излучает меньше тепла на единицу массы тела, поэтому в холодных условиях ему будет теплее. Жаркая среда создает прямо противоположную проблему, поскольку тепло, выделяемое в результате метаболизма, должно быстро рассеиваться, чтобы избежать перегрева живого существа. По этой причине животные «заинтересованы» в том, чтобы быть меньше, чем ближе они к экватору: больше тепла теряется через кожу, и тело остается более холодным.

• Вас может заинтересовать: «Гомеостаз организма: что это такое и виды гомеостатических процессов»

Примеры

Удивительно узнать, что правило Бергмана прекрасно применимо к людям при определенных специфических условиях. Например, Было показано, что человеческие популяции, населяющие полюса, имеют более тяжелое телосложение, чем те, кто ближе к экватору в целом., что полностью согласуется с представленным здесь постулатом.

С другой стороны, исследование, проведенное в 2019 году на BBC News, показало, что группа наблюдаемых птиц сократилась в течение поколений (1978-2016 гг.) длину отдельных структур тела до 2,4%, вполне значимый результат. Это можно объяснить изменением климата: чем жарче на Земле, тем сильнее уменьшаются размеры видов.

Что касается млекопитающих и помимо людей, олени представляют собой «книжный» случай правила Бергмана. Было замечено, что виды оленей из северных регионов, как правило, крупнее и устойчивы, в то время как те, которые населяют районы ближе к экватору, как правило, меньше и тонкий. И снова постулат выполняется.

Примечательно это правило обычно применимо к птицам и млекопитающим, хотя необходимо учитывать и внутренние генетические свойства популяций, давления естественного отбора, кроме температуры и стохастических событий, таких как дрейф генетика. В природе есть общие положения, но, конечно, эти гипотезы не могут неизменно применяться ко всем живым существам.

правило Аллена

Мы не хотим оставаться на поверхности и немного углубимся в мир терморегуляции, потому что Правило Аллена также предоставляет нам различные концепции, которые следует учитывать, когда речь заходит об этой теме. относится. Эта гипотеза постулирует, что, даже при одинаковом объеме тела теплокровные животные должны иметь разную площадь поверхности, которая способствует или препятствует их отводу тепла.. Возьмем простой пример.

Если мы посмотрим на песца, то увидим, что у него плоские маленькие уши и значительное количество шерсти. С другой стороны, у пустынной лисы или фенека уши непропорциональны по размеру по сравнению с остальным телом. Многочисленные исследования в лабораторных условиях показали, что размер хряща может увеличиваться или уменьшаться у видов в зависимости от условий окружающей среды, которым они подвергаются на протяжении поколений..

В этом есть смысл: с теоретической точки зрения при той же массе фенек имеет гораздо большую площадь поверхности тела из-за своих огромных приплюснутых ушей. Это позволяет ему эффективно рассеивать тепло, так как эти структуры также обычно сильно орошаются кровеносными сосудами. С другой стороны, песец заинтересован в накоплении своей метаболической температуры, поэтому чем меньше он подвергается воздействию окружающей среды, тем лучше.

Скептицизм и принятие

Как мы уже говорили ранее, привязка размера животных исключительно к широте окружающей среды может ввести в заблуждение. Мы можем предположить, что, возможно, более крупное животное будет иметь явное эволюционное преимущество перед хищником в жаркой среде.

Что происходит в этом случае? Стоит ли искать дополнительные методы для рассеивания температуры тела (например, поведенческие изменения) и при этом быть в состоянии встретиться с противником лицом к лицу? Природа не основана на черном и белом, но каждый фактор представляет собой еще одну точку на шкале серого, которая моделирует то, что мы знаем как естественный отбор..

С другой стороны, необходимо также отметить, что это правило не выполняется во многих случаях для экзотермических животных, таких как черепахи, змеи, амфибии, макроводоросли и ракообразные. Неприменимость этого постулата в различных случаях побудила многих профессионалов и мыслителей подвергнуть его тщательному анализу на протяжении всей истории.

• Вас может заинтересовать: «Теория биологической эволюции: что это такое и что она объясняет»

Краткое содержание

Как мы могли видеть в этих строках, правило Бергмана может до некоторой степени объяснить, причина изменчивости размеров между видами в зависимости от широты экосистемы, в которой они обитают. Из всего этого терминологического конгломерата нам стоит уяснить одно-единственное понятие: мельчайшие животные теоретически более эффективны, когда дело доходит до рассеивания тепла, в то время как самые большие из них превосходят по своей способности сохранить его.

Опять же, важно подчеркнуть, что не существует универсального правила или постулата (кроме естественный отбор и генетический дрейф), что полностью объясняет морфологические характеристики разновидность. Да, животные и их характеры являются продуктом температуры, но также и влажности, отношений с другими существами. живых организмов, конкуренции, трофических цепей, полового отбора и многих других параметров, как биотических, так и абиотический.

Библиографические ссылки:

• Адамс, Д. К., и Черч, Дж. ИЛИ. (2008). Земноводные не следуют правилу Бергмана. Эволюция: Международный журнал органической эволюции, 62(2), 413-420.
• Правило Бергманна, britannica.com.
• Птицы мельчают по мере потепления климата, новости BBC.
• Фигероа-де Леон, А., и Чедиак, С. И. (2018). Закономерности численности и широтного распространения кавиоморфных грызунов. Мексиканский журнал о биоразнообразии, 89 (1), 173–182.
• Леро, Г. Л., и Корналья Фернандес, Дж. (2016). Экоморфологические вариации популяций гуанако в Патагонии (Аргентина).
• Муссо, Т. К. (1997). Эктотермы следуют обратному правилу Бергмана. Эволюция, 51(2), 630-632.
• Введение в правило Бергмана для преподавателей, fieldmuseum.org.