지구에서 가장 극단적인 동물의 모양과 크기를 설명하는 7가지 규칙

자연에는 동물계에서 볼 수 있는 극단적인 모양과 크기를 설명하는 데 도움이 되는 몇 가지 규칙이 있습니다.

동물들은 거대한 코끼리와 거대한 오징어부터 작은 마모셋 원숭이와 작은 개구리에 이르기까지 형태와 크기가 매우 다양합니다. 그러나 자연의 광기에는 몇 가지 방법이 있으며, 진화는 예측할 수 없지만 동물이 이러한 극단적인 형태를 취하는 방식을 제어하는 ​​몇 가지 확립된 규칙이 있습니다.

다음은 과학자들이 진화 추세를 설명하기 위해 확립한 7가지 규칙입니다. 이는 일반적인 추세이며 모든 종이 다루어지는 것은 아니라는 점을 명심하세요. 자연의 법칙도 깨지도록 만들어진 것입니다.

Bergmann의 법칙에 따르면 동물은 추운 기후에서 더 크게 진화합니다. 이러한 경향은 더 큰 동물의 표면적 대 부피 비율이 더 작아 열 손실을 줄이는 데 도움이 되기 때문에 발생합니다. 따라서 더 큰 몸체는 작은 몸체에 비해 열을 더 잘 유지합니다.

예를 들어, 오스틴에 있는 텍사스 대학교에 따르면, 북극에 사는 북극곰(Ursus maritimus)은 동남아시아 열대 지방에 사는 태양곰(Helarctos Malayanus)보다 키가 2.5배 이상 더 큽니다. Oxford Reference에 따르면 이 규칙은 독일 생물학자 Carl Bergmann의 이름을 따서 명명되었습니다.

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Allen의 법칙에 따르면 추운 기후에 사는 동물은 따뜻한 기후에 사는 동물에 비해 팔다리, 귀, 꼬리와 같은 부속 기관이 비교적 작은 경향이 있습니다. Bergmann의 관찰과 유사하게, 이 규칙은 모두 열 유지에 관한 것입니다.

사지는 일반적으로 부피보다 표면적이 더 많습니다. 따라서 큰 부속물은 작은 부속물보다 더 빨리 열을 잃습니다. 예를 들어, 북극토끼(Lepus arcticus)는 검은꼬리잭토끼(L. californicus) 및 영양잭토끼(L. alleni)와 같은 미국 사막토끼보다 다리가 짧고 귀가 더 작습니다. 캐나다 뉴펀들랜드 메모리얼 대학교에 따르면 앨런의 법칙은 미국 동물학자 조엘 앨런의 이름을 따서 명명되었습니다.

정사각형-입방체 법칙은 두 부피의 비율이 표면의 비율보다 크다는 수학적 원리에 기초합니다. 이 원리는 동물이 더 커질수록 부피가 표면적보다 더 빠르게 증가하고 더 큰 동물이 결국 팔다리가 지탱할 수 있는 것보다 더 많은 질량을 얻게 된다는 것을 의미합니다.

정사각형 큐브 법칙은 동물이 얼마나 커질 수 있는지에 대한 이론적 한계를 부과한다고 Live Science가 이전에 보도했습니다. 과학자들은 육상 동물의 무게 제한이 약 120톤(109미터톤)이라고 믿습니다.

섬 효과 또는 포스터의 법칙이라고도 불리는 섬 규칙은 섬에 있는 작은 동물은 본토 친척의 거대 버전으로 진화하는 경향이 있고, 큰 동물은 본토 친척의 난쟁이 버전으로 진화하는 경향이 있다고 주장합니다.

섬 규칙에 따라 크기 스펙트럼의 맨 끝에 있는 동물은 섬의 자원과 포식자 또는 자원 부족에 적합한 중간 크기로 이동합니다. Nature Ecology & Evolution 저널에 발표된 2021년 연구에 따르면 섬의 지배는 포유동물, 조류, 파충류에 널리 퍼져 있으며 거대 도마뱀과 멸종된 난쟁이 코끼리를 포함한 예가 있습니다.

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PNAS 저널에 발표된 2016년 연구에 따르면 섬의 새들은 날지 못하는 형태로 진화했습니다. 멸종된 모리셔스 도도새(Raphus cucullatus)부터 현생 뉴질랜드 키위까지, 날지 못하는 현상은 섬에서 오랫동안 확립된 현상입니다. 그러나 대부분의 섬 새들은 여전히 ​​날 수 있는 능력을 유지하고 있습니다. 2016년 연구에서 입증된 바에 따르면 날아다니는 새조차도 섬에서는 더 작은 비행 근육과 더 긴 다리로 진화한다는 것입니다. 이는 모든 섬의 새가 적어도 어느 정도 날지 못하는 방향으로 진화했다는 것을 의미합니다. 이러한 특성은 포식자가 거의 없는 섬에서 더 두드러지며, 이는 포식 압력이 감소하면 새가 비행을 포기하도록 유도한다는 것을 의미합니다.

무척추동물은 깊은 바다에서 거인으로 진화하는 경향이 있습니다. 거대한 오징어(Mesonychoteuthis hamiltoni)나 거대 게를 생각해 보세요. 더 큰 동물은 먹이와 짝을 찾기 위해 더 멀리 이동할 수 있는데, 이는 자원이 부족한 심해에 거인이 그토록 많은 이유를 설명하는 데 도움이 될 수 있다고 이전에 Live Science가 보도한 바 있습니다. 또한 몸집이 큰 동물은 신진대사가 더 효율적이고 음식에서 에너지를 저장하는 능력도 더 큽니다. 마지막으로, 심해는 차갑기 때문에 심해 거대화는 더 큰 동물을 생산하는 더 추운 기후에 대한 Bergmann의 법칙과 관련이 있습니다.