7 правил, которые объясняют самые экстремальные формы и размеры животных на Земле

У природы есть несколько правил, которые помогают объяснить экстремальные формы и размеры, которые мы видим в животном мире.

Животные бывают самых разных форм и размеров: от огромных слонов и колоссальных кальмаров до миниатюрных мартышек и крохотных лягушек. Но в безумии природы есть какой-то метод, и хотя эволюция может быть непредсказуемой, есть несколько установленных правил, которые управляют тем, как животные принимают эти экстремальные формы.

Ниже приведены семь правил, которые ученые установили для описания эволюционных тенденций. Имейте в виду, что это общие тенденции, и не все виды охвачены. Даже законы природы созданы для того, чтобы их нарушать.

Правило Бергмана гласит, что в более холодном климате животные становятся крупнее. Эта тенденция возникает потому, что более крупные животные имеют меньшее соотношение площади поверхности к объему, что помогает уменьшить потери тепла. Таким образом, тела большего размера лучше сохраняют тепло по сравнению с телами меньшего размера.

По данным Техасского университета в Остине, белый медведь (Ursus maritimus) в Арктике более чем в два с половиной раза выше солнечного медведя (Helarctos malayanus), живущего в тропиках Юго-Восточной Азии. По данным Oxford Reference, правило названо в честь немецкого биолога Карла Бергмана.

Связанный:Животный мир полон обманов, и это может стать движущей силой эволюции.

Правило Аллена гласит, что животные в более холодном климате, как правило, имеют сравнительно меньшие придатки, такие как конечности, уши и хвосты, чем их родственники в более теплых температурах. Подобно наблюдению Бергмана, это правило направлено исключительно на сохранение тепла.

Конечности обычно имеют больше площади поверхности, чем объема; таким образом, более крупные придатки теряют тепло быстрее, чем меньшие. Например, арктические зайцы (Lepus arcticus) имеют более короткие ноги и меньшие уши, чем американские пустынные зайцы, такие как чернохвостые кролики (L. Californicus) и зайцы-антилопы (L. alleni). По данным Мемориального университета Ньюфаундленда в Канаде, правило Аллена названо в честь американского зоолога Джоэла Аллена.

Закон квадрата-куба основан на математическом принципе, согласно которому отношение двух объемов больше отношения их поверхностей. Этот принцип означает, что по мере того, как животные становятся крупнее, их объем увеличивается быстрее, чем площадь поверхности, а более крупные животные в конечном итоге набирают большую массу, чем могут выдержать их конечности.

Закон квадрата-куба накладывает теоретический предел на то, насколько большими могут быть животные, как ранее сообщал Live Science. Ученые считают, что предел веса для наземных животных составляет около 120 тонн (109 метрических тонн).

Правило острова, также называемое островным эффектом или правилом Фостера, гласит, что мелкие животные на островах имеют тенденцию развиваться в гигантские версии своих материковых родственников, а крупные животные имеют тенденцию развиваться в карликовые версии своих материковых родственников.

Согласно правилу острова, животные на крайних концах спектра размеров перемещаются в сторону промежуточного размера, который соответствует ресурсам острова и хищникам или их отсутствию. Исследование 2021 года, опубликованное в журнале Nature Ecology & Evolution, показало, что правило острова широко распространено среди млекопитающих, птиц и рептилий, в том числе среди гигантских ящериц и вымерших карликовых слонов.

Связанный:Этот колоссальный вымерший кит был самым тяжелым животным, когда-либо жившим на Земле.

Исследование 2016 года, опубликованное в журнале PNAS, показало, что островные птицы эволюционируют в сторону нелетающей формы. От вымершего маврикийского дронта (Raphus cucullatus) до ныне живущих новозеландских киви, нелетающие виды — давно устоявшееся явление на островах. Однако большинство островных птиц все же сохраняют способность летать. Исследование 2016 года установило, что даже у летающих птиц на островах развиваются меньшие летающие мышцы и более длинные ноги, а это означает, что все островные птицы в какой-то степени эволюционируют в направлении нелетания. Эти черты более заметны на островах с небольшим количеством хищников, а это означает, что снижение давления хищников побуждает птиц отказываться от полета.

На больших глубинах океана беспозвоночные животные имеют тенденцию превращаться в гигантов. Подумайте о колоссальном кальмаре (Mesonychoteuthis hamiltoni) или гигантских крабах. Более крупные животные могут перемещаться дальше в поисках пищи и партнера, что может помочь объяснить, почему в глубоком море, где ресурсы ограничены, так много гигантов, как ранее сообщал Live Science. Более крупные животные также имеют более эффективный обмен веществ и большую способность накапливать энергию из пищи. Наконец, глубоководный океан холоден, поэтому глубоководный гигантизм коррелирует с правилом Бергмана о том, что в более холодном климате рождаются более крупные животные.