Группа американских и британских исследователей решила проверить, работает ли правило Бергмана по зависимости размеров тела от широт в случае динозавров и мезозойских млекопитающих. Для полноты картины авторы также изучили современных птиц и зверей.
Немецкий биолог Карл Бергман в середине XIX века сформулировал правило, из которого следует, что теплокровные животные, обитающие в холодном климате, зачастую крупнее, чем сородичи из теплых широт. Безусловно, климат сильно влияет на работу экосистем, но научного консенсуса по поводу верности правила Бергмана до сих пор нет. Изначально его применяли к млекопитающим, затем пытались расширить на птиц, земноводных и даже рыб.
Проверка правила Бергмана осложняется несколькими факторами. В большой выборке животных неизбежно возникают подгруппы поменьше, где в каждой может быть своя тенденция к росту. Еще изучение зависимости размеров тела от широт требует крупной эволюционной модели, а среди современных экосистем не хватает сравнительных данных.
В этот раз правило Бергмана решили изучить на примере животных мезозойской эры. Команда американских и британских геологов и биологов рассмотрела 62 вида мезозойских млекопитающих и 339 динозавров, включая окаменелости из высоких широт — меловой формации Принц-Крик на Аляске. Это самое северное местонахождение динозавров. Naked Science рассказывал, как там обнаружили свидетельства зимовки древних хищников.
Группа исследователей оценила влияние прохладного климата на размеры тела в мезозое и сравнила полученные модели с данными о современных млекопитающих и птицах. Результаты научной работы опубликованы в журнале Nature Communications.
Мезозойская эра в целом отличалась теплой атмосферой почти на всех широтах, но на территории Принц-Крик все же было прохладно — 6,3 ± 2,2 градуса Цельсия (это лишь незначительно теплее, чем в современной Москве) при полярной ночи приблизительно в 120 дней. Однако стоит сказать, что климат мезозоя менялся в течение триасового, юрского и мелового периодов, со временем охлаждаясь и обрастая шапками льдов на полюсах. Чтобы оценить реакцию тела животных на климатический режим, авторы нового исследования изучали окружности ископаемых бедренных костей и составили палеоклиматические модели.
Окончательная модель, как отметили ученые, не выявила связи между размерами динозавров и широтой — тот же вывод следовал для древних мезозойских форм млекопитающих. Анализ современных животных — 5496 видов птиц и 2305 видов наземных млекопитающих — тоже не показал четкой зависимости между климатом и размером тела.
Авторам статьи удалось отметить небольшой эффект для некоторых вымерших млекопитающих и птиц: рост температуры на один градус Цельсия снижал массу тела на 0,6% у первых, а падение температуры на градус увеличивало массу тела на 0,8% у вторых. Но это влияние объяснило лишь небольшую долю вариаций размеров, добавили ученые.
«Наше исследование показало, что эволюция различных размеров тела у динозавров и млекопитающих не может быть сведена к простой зависимости от широты или температуры. Мы обнаружили, что правило Бергмана применимо только к подмножеству гомойотермных животных (тех, которые поддерживают стабильную температуру тела) и только если рассматривать температуру, игнорируя все остальные климатические переменные. Это говорит о том, что правило Бергмана на самом деле скорее исключение, чем правило», — подчеркнула автор статьи Лорен Н. Уилсон.