Ящерицы крупнее и дольше сохраняют тепло в высокогорных местообитаниях

Учёные из Университета Гранады подтвердили, что эктотермы, такие как рептилии и амфибии, действительно следуют «правилу Бергмана». Это правило, выдвинутое в XIX веке, гласит, что животные, обитающие в холодном климате, имеют больший размер тела. Исследование опубликовано в престижном Journal of Evolutionary Biology.

Учёные обнаружили, что длиннохвостая ящерица Psammodromus algirus крупнее при обитании на большой высоте (в холодном климате), чем на меньшей (в более тёплом). Кроме того, ящерицы, живущие на высоте более 2000 метров, дольше сохраняют тепло из-за большего размера.

Исследование впервые с XIX века подтверждает, что правило Бергмана применимо и к эктотермам. Учёные установили, что лежащий в основе механизм действительно тот, что предложил сам Бергман, — большая тепловая инерция крупных животных в холодных местообитаниях.

Правило Бергмана, наряду с правилами Аллена и Глогера, является одним из классических макроэкологических правил. Оно было установлено немецким натуралистом Карлом Бергманом в 1847 году. Он постулировал, что эндотермы (птицы и млекопитающие), которые генерируют тепло за счёт метаболически затратных внутренних физиологических механизмов, крупнее в холодных местообитаниях, чтобы уменьшить соотношение поверхности тела к его объёму и, следовательно, снизить скорость потери тепла.

Эктотермы

Эта тенденция, называемая «градиентом Бергмана», была обнаружена у многих эндотермов. Однако до сих пор ситуация с эктотермами (рептилиями, амфибиями и др.) была не столь ясна, поскольку они зависят от внешних источников тепла (часто солнечного) для контроля температуры тела.

Предыдущие исследования находили случаи, когда эктотермы следуют градиенту Бергмана, но также много случаев отсутствия связи между размером тела и температурой окружающей среды. Есть даже случаи, когда наблюдается обратная тенденция: представители некоторых групп эктотермов в холодных местообитаниях оказываются мельче.

Общепринятое объяснение заключается в том, что более крупные эктотермы медленнее теряют тепло в холодных местообитаниях (что было бы преимуществом), но также и медленнее нагреваются (что было бы недостатком). Более того, механизм, предложенный Бергманом в качестве объяснения градиентов — большая способность к сохранению тепла у крупных животных, — никогда ранее не был продемонстрирован.

В своей статье исследователи из Департамента зоологии Университета Гранады Франсиско Хавьер Самора-Камачо, Сенда Регера и Грегори Морено-Руэда показали, что эктотерм — длиннохвостая ящерица Psammodromus algirus — достигает больших размеров на больших высотах в горах Сьерра-Невада на юге Испании, что соответствует градиенту Бергмана.

Подтверждение механизма спустя почти 200 лет

«Наша работа разрешает два спорных вопроса, которые широко изучаются с XIX века. Во-первых, мы обнаружили, что эктотермы могут следовать правилу Бергмана, если существуют механизмы, позволяющие сохранять скорость нагрева стабильной, несмотря на больший размер тела. В данном случае таким механизмом является более тёмная окраска ящерицы», — заявил ведущий автор работы Франсиско Хавьер Самора-Камачо.

Кроме того, впервые почти за 200 лет исследователи показали, что механизм, лежащий в основе градиентов Бергмана, действительно тот, что предложил сам Бергман: более крупные животные действительно имеют более медленные скорости охлаждения. Это преимущество в холодном климате, так как позволяет им дольше сохранять тепло, которое им трудно приобрести.