دراسة جديدة توضح العلاقات بين درجة الحرارة وأحجام الحيوانات.. كيفية تكيف الحيوانات

تم الكشف عن أدلة جديدة حول الرقص التطوري الخفي الذي لم يكن مفهومًا جيدًا، والذي يحدث بين درجات الحرارة والتغيرات في حجم أجزاء جسم الحيوان في دراسة قادها باحثون في جامعة تكساس في أوستن.

يقدم البحث الجديد رؤى مهمة حول كيفية تكيف الحيوانات، وخاصة الطيور، مع الارتفاع السريع في درجات الحرارة بسبب تغير المناخ العالمي.

نظرت الدراسة، التي نُشرت في Nature Communications ، في ما يقرب من 7000 نوع من الطيور الأرضية غير المهاجرة – وهو ما يقرب من ثلثي جميع أنواع الطيور – وركزت على كيفية تطور مورفولوجيا الطيور على طول التدرجات في درجة الحرارة المحيطة وعوامل الاختيار الأخرى.

تشير “قاعدتان” مقبولتان على نطاق واسع في علم الأحياء إلى أنه مع تغير درجات الحرارة المحلية ، فمن المرجح أن تعدل الحيوانات قدرتها على نقل الحرارة عن طريق تغيير حجم أجسامها وأطرافها.

تنص قاعدة بيرجمان على أن المناخات الباردة تفرخ أجسامًا أكبر لأنها تساعد في الاحتفاظ بالحرارة بينما تساعد الأجسام الأصغر في التخلص منها، نتيجة لذلك ، يبلغ ارتفاع الدب القطبي أكثر من ضعف ارتفاع الكتف عند الكتف مثل دب الشمس في المناطق الاستوائية.

تتعامل قاعدة آلن مع الأطراف ، مثل الأطراف والأذنين والمناقير ، حيث تنص على أن الحيوانات في المناخات الباردة تميل إلى أن يكون لها أطراف أصغر لأن الأطراف تميل إلى أن يكون لها سطح أكبر من الحجم وهي مناسبة بشكل فريد لإلقاء الحرارة. على سبيل المثال ، طورت الأرانب القطبية أرجل وأذنين قصيرة ، بينما طورت الأرانب البرية في الصحراء أرجل وأذنين طويلة جدًا.

قال كارلوس بوتيرو ، الأستاذ المشارك في علم الأحياء التكاملي في جامعة أوستن والمؤلف الرئيسي في الورقة البحثية: “المشكلة هي أن كل ما نعرفه عن البيئة يخبرنا أن تغيير حجم الأجسام والأطراف يمكن أن يكون مشكلة”.

على سبيل المثال ، إذا انخفض حجم الجسم ، فقد لا تتمكن الطيور من اصطياد نفس طعام أسلافها. وبالمثل ، إذا تغير متوسط حجم أو شكل المنقار ، فقد تصبح الطيور أقل كفاءة في العلف أو تواجه مشكلة في إنتاج نداءات تزاوج نموذجية.

الدراسات السابقة قد فشلت في العثور على أدلة على هذه التنبؤات

ليس من المستغرب أن العديد من الدراسات السابقة قد فشلت في العثور على أدلة على هذه التنبؤات وأن هذه القواعد البيولوجية المزعومة مثيرة للجدل حاليًا. يمكن أن توضح الدراسة الجديدة هذا الجدل من خلال إظهار أنه على الرغم من أن الأنماط التي تنبأ بها عالم الأحياء كارل بيرجمان وعالم الحيوان جويل أساف ألين تحدث في البرية ، فإن الآليتين المنفصلتين تكملان بعضهما البعض داخل سلالات الطيور.

أراد الباحثون في الدراسة أيضًا معرفة سبب استمرار عدد صغير من عائلات الطيور في اتباع القواعد التي يبدو أن معظم الآخرين يتحايلون عليها. ووجدوا أنه في العديد من تلك الحالات ، اصطدمت الأنواع المعنية بنوع من القيود الطبيعية.

على سبيل المثال ، استجابت البوم لتدرجات درجة الحرارة بشكل أساسي من خلال تعديلات حجم الجسم مثل أن البومة الرمادية العظيمة في القطب الشمالي لها جسم يبلغ طوله قدمين تقريبًا، في حين أن قريبتها، بومة أمريكا الوسطى الأقزام، التي تعيش في المناطق الاستوائية، يبلغ طولها حوالي 5 بوصات فقط طويل، فإن هذه الطيور لديها مناقير عالية التخصص بنفس الحجم تقريبًا.

  تغيير حجم الجسم فقط  

قال جوستين بالدوين ، طالب الدراسات العليا في جامعة واشنطن في سانت لويس والمؤلف الأول للورقة: “عندما تعتمد أساليب الصيد الخاصة بك على حجم وشكل منقارك، فإن هذا الهيكل هو آخر شيء تريد تغييره”، “نتيجة لذلك، من المحتمل أن يكون تغيير حجم الجسم فقط بدلاً من ذلك مشكلة أقل.”

مثال آخر يتضمن مصائد الذباب، يعيش صائد الذباب الطغاة المعنقد في أبرد أجزاء أمريكا الجنوبية، وله منقار صغير يساعده على الاحتفاظ بالحرارة، ابن عمه ، صائد الذباب ذو المنقار القارب ، لديه فاتورة ضخمة نسبيًا ويعيش في المناطق الأكثر دفئًا في المناطق الاستوائية، كلاهما لهما أحجام جسم ضآلة.

قال بالدوين: “عندما تكون صغيرًا بالفعل وتحتاج إلى التخلص من الحرارة، فقد يكون من الصعب أن تصبح أصغر حجمًا، لذا فإن الخيار التالي الأفضل هو توسيع الفاتورة”.