Учёные обнаружили множественные адаптации птиц и млекопитающих к температуре

Исследователи из Университета Нью-Мексико использовали биофизические модели терморегуляции, чтобы выявить несколько способов адаптации птиц и млекопитающих к широкому диапазону температур. Исследование опубликовано в Proceedings of the National Academy of Sciences (PNAS).

Загадка размера тела

Модель Шоландера-Ирвинга описывает, как теплокровные животные поддерживают температуру тела, балансируя между скоростью метаболической выработки тепла и скоростью его потери в окружающую среду. Размер тела влияет на оба этих параметра и, как следствие, на температурные пределы организма. Однако учёные обнаружили, что птицы и млекопитающие практически любого размера живут повсюду на Земле (например, маленькие синицы на холодной Аляске или слоны в жаркой Африке), что указывает на наличие других механизмов адаптации.

Новый подход к измерению адаптации

Исследователи расширили модель Шоландера-Ирвинга, чтобы понять, как виды адаптируются к температуре, не меняя размер тела. Они разработали метод измерения адаптации к термической среде, независимый от массы тела, учитывающий изменения:

• Скорости выработки тепла (метаболизм).
• Теплопроводности (потеря тепла организмом в окружающую среду), на которую влияют изоляция (густой мех) или пропорции тела (большие уши, длинные ноги).

Глобальный анализ данных

Для проверки гипотезы учёные, в сотрудничестве с международными коллегами, проанализировали данные по термической физиологии 211 видов птиц и 178 видов млекопитающих. Анализ показал, что птицы и млекопитающие адаптировались к географическим вариациям температуры за счёт согласованных изменений как в выработке метаболического тепла, так и в теплопроводности.

Множественные пути адаптации

Было обнаружено, что виды комбинируют эти признаки различными способами. Например, адаптироваться к холодным средам можно либо за счёт увеличения выработки метаболического тепла, либо за счёт снижения теплопроводности, либо за счёт обоих факторов одновременно.

Как отметил ведущий автор Тревор Фристоу, исследование расширяет классическую идею в термической физиологии и показывает, что адаптация к температуре в глобальном масштабе выходит далеко за рамки размера тела. Понимание этих различных путей адаптации имеет важное значение для прогнозирования реакции видов на климатические изменения — прошлые, настоящие и будущие.