Bergmannovo pravidlo: čo to je a ako opisuje zvieratá

Ľudia už počas svojej histórie opísali celkovo 1 326 337 živočíšnych druhov. Táto hodnota neustále kolíše, pretože okrem nových objavených živých bytostí experti tzv Organizácia Spojených národov (OSN) uvádza, že približne 150 druhov vyhynie každých 24 hodiny. Samozrejme, pokiaľ ide o biodiverzitu, súčasný výhľad nie je povzbudivý.

Zoológia je odvetvie biológie, ktoré má na starosti vnútiť trochu poriadku do celého tohto životne dôležitého konglomerátu, pretože študuje, hlavne fyziológiu, morfológiu, správanie, rozšírenie a ekológiu každého z druhov, ktoré obývajú naše planéta.

Jedno z najstarších biologických pravidiel zoologickej a ekologickej povahy, vytvorené v roku 1847, Toto je známe ako Bergmannovo pravidlo.. Tento postulácia súvisí s distribúciou a morfológiou druhov podľa teploty prostredia, čo sú dva jasne odlišné pojmy, ktoré sú však v mnohých bodoch vzájomne prepojené. Ak chcete vedieť, v čom spočíva tento zaujímavý nápad a aké sú jeho praktické aplikácie, pokračujte v čítaní.

• Súvisiaci článok: "10 odvetví biológie: jej ciele a charakteristiky"

Čo je Bergmannovo pravidlo?

Bergmannovo pravidlo je jednoducho definované: tendencia k pozitívnej asociácii medzi telesnou hmotnosťou druhov v monofyletickom vyššom taxóne a zemepisnou šírkou obývanou týmito druhmi. O niečo šetrnejším spôsobom endotermické zvieratá (schopné udržiavať telesnú teplotu metabolicky priaznivé bez ohľadu na prostredie) sú väčšie v chladnom podnebí ako v oblastiach horúce.

Boli urobené pokusy vysvetliť toto pravidlo rôznymi spôsobmi. Nižšie si ich stručne ukážeme:

• Pokúsil sa demonštrovať ako artefakt fylogenetické vzťahy medzi druhmi, to znamená, že rôzne druhy sú distribuované v rôznych zemepisných šírkach.
• Boli urobené pokusy vysvetliť to ako dôsledok schopnosti migrovať (väčšie zvieratá to urobia efektívnejšie).
• Jeho aplikácia by mohla byť založená na odolnosti voči hladovaniu, to znamená, že väčšie homeotermické živé bytosti vydržia dlhšie bez jedla.
• Schopnosťou druhov rôznych veľkostí uchovávať alebo odvádzať teplo.

Posledné dva body sú tie, ktoré upútajú našu pozornosť najviac, pretože skutočne Bergmannovo pravidlo môže vysvetliť extrémnu adaptáciu na nepriaznivé počasie. Aspoň na papieri by väčšie druhy mali väčšiu schopnosť prežiť obdobia nedostatku zdrojov (napr ich väčšie energetické zásoby v objemnejších tkanivách), okrem toho, že im to umožňuje uchovať si telesné teplo vo väčšom množstve efektívne.

Fyzika aplikácie

Je načase trocha sa po technickej stránke dostať, ale nebojte sa: nasledujúcim riadkom dokonale porozumiete. Podľa Bergmanna veľké zvieratá majú nižší pomer plochy/objemu. Preukázaným spôsobom je živá bytosť s vysokým pomerom telesný povrch/objem „viac“ v kontakte s prostredím. Z tohto dôvodu ľudia prezentujú pľúca s viacerými komorami, pretože je to účinný spôsob zväčšiť povrch tkaniva v kontakte so vzduchom, čo nám umožňuje viac zachytávať kyslík efektívne.

Zviera s nízkym pomerom povrch/objem teda vyžaruje menej telesného tepla na jednotku hmotnosti, a preto zostane teplejšie v chladnom prostredí. Horúce prostredie predstavuje práve opačný problém, pretože teplo produkované metabolizmom sa musí rýchlo rozptýliť, aby sa predišlo prehriatiu živej bytosti. Z tohto dôvodu majú zvieratá „záujem“ byť menšie, čím bližšie sú k rovníku: cez kožu sa stráca viac tepla a telo zostáva chladnejšie.

• Mohlo by vás zaujímať: "Homeostáza tela: čo to je a typy homeostatických procesov"

príklady

Je prekvapujúce, že Bergmannovo pravidlo je dokonale aplikovateľné na ľudské bytosti za určitých špecifických podmienok. Napríklad, ľudská populácia obývajúca póly sa ukázala byť ťažšia ako tie, ktoré sú vo všeobecnosti bližšie k rovníku, čo je úplne v súlade s tu prezentovanou postuláciou.

Na druhej strane, štúdia z roku 2019 zozbieraná na BBC News ukázala, že skupina sledovaných vtákov sa v priebehu generácie (1978-2016) dĺžku určitých štruktúr tela až o 2,4 %, čo je úplne významný výsledok. Dalo by sa to vysvetliť na základe klimatických zmien: čím teplejšie je na Zemi, tým väčšie zníženie veľkosti zažívajú druhy.

Pokiaľ ide o cicavce a mimo človeka, jelene sú „knižným“ prípadom Bergmannovej vlády. Bolo pozorované, že druhy jeleňov zo severných oblastí bývajú väčšie a robustné, zatiaľ čo tie, ktoré obývajú oblasti bližšie k rovníku, bývajú menšie a tenký. Postulácia je opäť splnená.

Pozoruhodne toto pravidlo platí všeobecne pre vtáky a cicavce, aj keď sa musia brať do úvahy aj prirodzené genetické vlastnosti populácií, tlaky prirodzeného výberu iné ako teplota a stochastické udalosti, ako je drift genetika. V prírode existujú všeobecnosti, ale tieto hypotézy sa samozrejme nedajú aplikovať nemenným spôsobom na všetky živé bytosti.

Allenovo pravidlo

Nechceme zostať na povrchu a ponoriť sa trochu hlbšie do sveta termoregulácie, pretože Allenovo pravidlo nám tiež poskytuje rôzne koncepty, ktoré treba vziať do úvahy, pokiaľ ide o túto tému. odkazuje. Táto hypotéza predpokladá, aj pri rovnakom telesnom objeme musia homeotermické zvieratá vykazovať rôzne povrchové plochy, ktoré napomáhajú alebo bránia ich rozptylu tepla. Uveďme si jednoduchý príklad.

Ak sa pozrieme na arktickú líšku, vidíme, že má ploché, malé uši a značné množstvo srsti. Na druhej strane púštna líška alebo fennec má uši, ktoré sú v porovnaní so zvyškom tela neprimerane veľké. Ukázali to viaceré štúdie v laboratórnych podmienkach veľkosť chrupky sa môže u druhov zväčšovať alebo zmenšovať v závislosti od podmienok prostredia, ktorým sú v priebehu generácií vystavené.

To dáva zmysel na svete: pri rovnakom objeme z teoretického hľadiska má fennec oveľa väčšiu plochu povrchu tela vďaka svojim obrovským, splošteným ušiam. To mu umožňuje efektívne odvádzať teplo, pretože tieto štruktúry sú tiež zvyčajne silne zavlažované krvnými cievami. Na druhej strane, polárna líška má záujem akumulovať svoju metabolickú teplotu, a preto čím menej necháva vystavená prostrediu, tým lepšie.

Skepticizmus a prijatie

Ako sme už povedali, prispôsobovanie veľkosti zvierat výlučne zemepisnej šírke prostredia môže byť zavádzajúce. Môžeme teoretizovať, že možno väčšie zviera by malo v horúcom prostredí jasnú evolučnú výhodu nad predátorom.

Čo sa stane v takom prípade? Oplatí sa viac hľadať pomocné metódy, aby ste rozptyľovali svoju telesnú teplotu (napríklad zmeny v správaní) a boli stále schopní čeliť súperovi? Príroda nie je založená na čiernej a bielej, ale každý faktor predstavuje ďalší bod na stupnici šedej, ktorá modeluje to, čo poznáme ako prirodzený výber..

Na druhej strane je potrebné poznamenať, že toto pravidlo nie je splnené v mnohých prípadoch ektotermných živočíchov, ako sú korytnačky, hady, obojživelníky, makroriasy a kôrovce. Neaplikovateľnosť tohto postulátu v rôznych prípadoch spôsobila, že ho v priebehu histórie viacerí odborníci a myslitelia podrobili skúmaniu.

• Mohlo by vás zaujímať: "Teória biologickej evolúcie: čo to je a čo vysvetľuje"

Zhrnutie

Ako sme mohli vidieť v týchto riadkoch, Bergmannovo pravidlo môže do určitej miery vysvetliť, dôvod pre variabilitu veľkosti medzi druhmi podľa zemepisnej šírky ekosystému, v ktorom žijú. Z celého tohto terminologického konglomerátu sa nám oplatí objasniť jeden jediný pojem: najmenšie zvieratá sú teoreticky efektívnejšie, pokiaľ ide o odvádzanie tepla, zatiaľ čo tie najväčšie vynikajú svojou schopnosťou uložte to.

Opäť je dôležité zdôrazniť, že neexistuje žiadne univerzálne pravidlo alebo postulácia (mimo prirodzený výber a genetický drift), ktorý plne vysvetľuje morfologické charakteristiky a druhov. Áno, zvieratá a ich charaktery sú produktom teploty, ale aj vlhkosti, vzťahov s inými bytosťami. živé organizmy, konkurencia, trofické reťazce, sexuálna selekcia a mnohé ďalšie parametre, biotické aj abiotický.

Bibliografické odkazy:

• Adams, D. C. a Church, J. BUĎ. (2008). Obojživelníky Bergmannovo pravidlo nedodržiavajú. Evolúcia: International Journal of Organic Evolution, 62(2), 413-420.
• Bergmannovo pravidlo, britannica.com.
• Vtáky sa zmenšujú, keď sa klíma otepľuje, správy BBC.
• Figueroa-de Leon, A., & Chediack, S. A. (2018). Vzory bohatosti a zemepisnej šírky kaviomorfných hlodavcov. Mexický časopis o biodiverzite, 89 (1), 173 - 182.
• L'heureux, G. L. a Cornaglia Fernández, J. (2016). Ekomorfologické variácie populácií guanaka v Patagónii (Argentína).
• Mousseau, T. TO. (1997). Ektotermy sa držia naopak Bergmannovho pravidla. Evolution, 51(2), 630-632.
• Bergmann's Rule-Introduction for Educators, fieldmuseum.org.