Bergmanovo pravilo: kaj je in kako opisuje živali

Človek je v svoji zgodovini opisal skupno 1.326.337 živalskih vrst. Ta vrednost nenehno niha, ker poleg odkritih novih živih bitij strokovnjaki za Združeni narodi (ZN) navajajo, da približno 150 vrst izumre vsakih 24 ure. Seveda glede biotske raznovrstnosti trenutni obeti niso spodbudni.

Zoologija je veja biologije, ki je zadolžena za uvedbo malo reda v vsem tem vitalnem konglomeratu, saj proučuje, predvsem fiziologijo, morfologijo, vedenje, razširjenost in ekologijo vsake vrste, ki naseljuje naše planet.

Eno najstarejših bioloških pravil zoološke in ekološke narave, skovano leta 1847, To je znano kot Bergmanovo pravilo.. Ta predpostavka je povezana z distribucijo in morfologijo vrste glede na temperaturo okolja, dvema jasno različnima konceptoma, ki sta medsebojno povezana na več točkah. Če želite izvedeti, kaj vsebuje ta zanimiva ideja in kakšne so njene praktične uporabe, nadaljujte z branjem.

• Sorodni članek: "10 vej biologije: njeni cilji in značilnosti"

Kaj je Bergmanovo pravilo?

Bergmanovo pravilo je preprosto definirano:

težnja po pozitivni povezavi med telesno maso vrst v monofiletnem višjem taksonu in zemljepisno širino, ki jo te vrste naseljujejo. Na nekoliko bolj prijazen način endotermne živali (sposobne vzdrževati telesno temperaturo presnovno ugodne ne glede na okolje) so večje v hladnih podnebjih kot v območjih vroče.

To pravilo so poskušali razložiti na različne načine. Spodaj jih na kratko prikazujemo:

• Poskušal je pokazati kot artefakt filogenetske odnose med vrstami, to je, da so različne vrste porazdeljene na različnih zemljepisnih širinah.
• Poskušali so ga razložiti kot posledico sposobnosti selitve (večje živali bodo to storile učinkoviteje).
• Njegova uporaba bi lahko temeljila na odpornosti na stradanje, to pomeni, da bodo večja homeotermna živa bitja dlje zdržala brez hrane.
• S sposobnostjo vrst različnih velikosti, da ohranjajo ali odvajajo toploto.

Zadnji dve točki sta tisti, ki najbolj pritegneta našo pozornost, saj gre za Bergmanovo pravilo bi lahko razložili izjemno prilagoditev na slabo vreme. Vsaj na papirju bi imele večje vrste večjo sposobnost preživetja obdobij pomanjkanja virov (npr. njihove večje zaloge energije v voluminoznejših tkivih), poleg tega pa jim omogoča ohranjanje telesne toplote v več učinkovito.

Fizika aplikacije

Čas je, da se malo poglobite v tehniko, a ne skrbite: naslednje vrstice boste popolnoma razumeli. Po Bergmannu, velike živali imajo nižje razmerje med površino in prostornino. Na demonstriran način je živo bitje z visokim razmerjem med telesno površino in prostornino »bolj« v stiku z okoljem. Zaradi tega ljudje predstavljajo pljuča z več prekati, saj je to učinkovit način povečajo površino tkiva v stiku z zrakom, kar nam omogoči večji zajem kisika učinkovito.

Tako žival z nizkim razmerjem površina/prostornina oddaja manj telesne toplote na enoto mase, zato ji bo v mrzlem okolju topleje. Vroče okolje predstavlja ravno nasprotno težavo, saj je treba toploto, ki jo proizvaja metabolizem, hitro odvajati, da se prepreči pregrevanje živega bitja. Zaradi tega so živali "zainteresirane", da so manjše, čim bližje ekvatorju: več toplote se izgubi skozi kožo in telo ostane hladnejše.

• Morda vas zanima: "Homeostaza telesa: kaj je to in vrste homeostatskih procesov"

primeri

Presenetljivo je izvedeti, da je Bergmanovo pravilo popolnoma uporabno za ljudi pod določenimi posebnimi pogoji. na primer dokazano je, da so človeške populacije, ki živijo na polih, težje po zgradbi kot tiste, ki so bližje ekvatorju na splošno, dejstvo, ki je popolnoma skladno s tukaj predstavljeno postulacijo.

Po drugi strani pa je študija iz leta 2019, zbrana na BBC News, pokazala, da se je skupina opazovanih ptic tekom leta zmanjšala. generacije (1978-2016) dolžino nekaterih telesnih struktur tudi do 2,4 %, kar je povsem pomemben rezultat. To bi lahko razložili na podlagi podnebnih sprememb: bolj ko je na Zemlji vroče, bolj se zmanjša velikost vrst.

Kar zadeva sesalce in zunaj ljudi, so jeleni "knjižni" primer Bergmannovega pravila. Ugotovljeno je bilo, da so vrste jelenov iz severnih regij običajno večje in robustni, medtem ko so tisti, ki naseljujejo območja bližje ekvatorju, ponavadi manjši in tanek. Spet je postulacija izpolnjena.

Predvsem to pravilo na splošno velja za ptice in sesalce, čeprav je treba upoštevati tudi intrinzične genetske lastnosti populacij, pritiski naravne selekcije, razen temperature in stohastičnih dogodkov, kot je drift genetika. V naravi obstajajo splošnosti, seveda pa teh hipotez ni mogoče nespremenljivo uporabiti za vsa živa bitja.

Allenovo pravilo

Ne želimo ostati na površju in se nekoliko poglobiti v svet termoregulacije, saj Allenovo pravilo nam ponuja tudi različne koncepte, ki jih moramo upoštevati, ko gre za to temo. nanaša. Ta hipoteza predpostavlja, da tudi z enako prostornino telesa morajo homeotermne živali pokazati različne površine, ki bodo pomagale ali ovirale njihovo odvajanje toplote. Vzemimo preprost primer.

Če pogledamo arktično lisico, vidimo, da ima ploska, majhna ušesa in precejšnjo količino dlake. Po drugi strani pa ima puščavska lisica ali fenek ušesa, ki so nesorazmerno velika v primerjavi s preostalim delom telesa. To so pokazale številne laboratorijske študije velikost hrustanca se lahko poveča ali zmanjša pri vrstah, odvisno od okoljskih razmer, ki so jim izpostavljene skozi generacije.

To je povsem logično: s teoretičnega vidika ima fenec veliko večjo telesno površino zaradi svojih ogromnih sploščenih uhljev. To mu omogoča učinkovito odvajanje toplote, saj so te strukture običajno tudi močno namakane s krvnimi žilami. Po drugi strani pa arktična lisica želi akumulirati svojo presnovno temperaturo, zato čim manj je izpostavljena okolju, tem bolje.

Skepticizem in sprejemanje

Kot smo že povedali, je lahko pogojevanje velikosti živali izključno z zemljepisno širino okolja zavajajoče. Lahko teoretiziramo, da bi morda imela večja žival očitno evolucijsko prednost pred plenilcem v vročem okolju.

Kaj se zgodi v tem primeru? Se bolj splača iskati dodatne metode za zmanjšanje telesne temperature (na primer vedenjske spremembe) in se še vedno lahko soočiti s svojim nasprotnikom? Narava ne temelji na črno-belem, ampak vsak dejavnik predstavlja še eno točko na sivi lestvici, ki modelira tisto, kar poznamo kot naravno selekcijo..

Po drugi strani pa je treba tudi opozoriti, da to pravilo ni izpolnjeno v mnogih primerih ektotermnih živali, kot so želve, kače, dvoživke, makroalge in raki. Neuporabnost tega postulata v različnih primerih je povzročila, da so ga številni strokovnjaki in misleci skozi zgodovino podvrgli nadzoru.

• Morda vas zanima: "Teorija biološke evolucije: kaj je in kaj razlaga"

Povzetek

Kot smo lahko videli v teh vrsticah, lahko Bergmannovo pravilo do neke mere pojasni, razlog za variabilnost velikosti med vrstami glede na zemljepisno širino ekosistema, v katerem živijo. Iz vsega tega terminološkega konglomerata je vredno, da razjasnimo en sam koncept: najmanjše živali so teoretično bolj učinkoviti pri odvajanju toplote, največji pa se odlikujejo po svoji sposobnosti shraniti.

Ponovno je bistveno poudariti, da ni univerzalnega pravila ali postulacije (razen naravna selekcija in genetski drift), ki v celoti pojasnjuje morfološke značilnosti a vrste. Da, živali in njihovi značaji so produkt temperature, pa tudi vlage, odnosov z drugimi bitji. živi organizmi, konkurenca, trofične verige, spolna selekcija in številni drugi parametri, tako biotski kot abiotski.

Bibliografske reference:

• Adams, D. C. & Church, J. ALI. (2008). Dvoživke ne upoštevajo Bergmannovega pravila. Evolucija: International Journal of Organic Evolution, 62(2), 413-420.
• Bergmannovo pravilo, britannica.com.
• Ptice se s segrevanjem podnebja krčijo, novice BBC.
• Figueroa-de Leon, A. in Chediack, S. IN. (2018). Vzorci bogastva in širinske porazdelitve glodavcev kaviomorfa. Mehiška revija o biotski raznovrstnosti, 89 (1), 173 - 182.
• L'heureux, G. L. in Cornaglia Fernández, J. (2016). Ekomorfološke variacije populacij gvanaka v Patagoniji (Argentina).
• Mousseau, T. TO. (1997). Ektotermi sledijo obratno od Bergmannovega pravila. Evolucija, 51 (2), 630-632.
• Bergmannovo pravilo – Uvod za vzgojitelje, fieldmuseum.org.