Всички акули следват това вековно математическо правило

Таунсвил, Австралия:

От акули с ръчен фенер, които светиха в дълбокото море до китовите акули с рейс, плъзгащи се през тропически води, акулите се оферират във всевъзможни форми и размери. Науката демонстрира, че акулите следват вековно математическо правило-законът за мащабиране на две трети-който предвижда по какъв начин формата на тялото се трансформира с размер. Това ни споделя нещо надълбоко за това по какъв начин работи еволюцията-и за какво размерът в действителност има значение.

Какъв е законът за мащабиране на две трети?

Основната концепция е математическа: повърхностната повърхност се усилва с квадрата на дължината на тялото, до момента в който размерът се усилва с куба. That means surface area increases more slowly than volume, and the ratio between the two – crucial for many biological functions – decreases with size.

This matters because many essential life processes happen at the surface: gas exchange in the lungs or gills, such as to take in oxygen or release carbon dioxide, but also heat loss through skin and nutrient uptake in the gut.

These processes depend on surface area, while Изискванията, които би трябвало да дават отговор - като решаващата задача да поддържат тялото, доставено с О2 - зависят от размера. И по този начин, съотношението на повърхността към обемния оформя по какъв начин действат животните.

Въпреки централната си роля в биологията, това предписание може да е строго тествано в кафези, тъкани и дребни организми като инсекти.

Досега.

Защо акули?

sharks може да наподобява като акули?

За начало те обгръщат голям диапазон от размери, от мъничката акула на джуджето (дълга към 20 сантиметра) до китовата акула (която може да надвиши 20 метра). Те също имат разнородни форми и метод на живот-чукове, поданици на рифове, ловци на надълбоко море-всеки от които съставлява разнообразни провокации за физиологията и придвижването.

плюс, акулите са харизматични, екологично значими и от ден на ден са застрашени. Разбирането на тяхната биология е както научно скъпо, по този начин и значимо за опазването.

Как тествахме правилото?

Използвахме 3D модели с висока разграничителна дарба за цифрово премерване на повърхностната повърхност и размер при 54 типа акули. Тези модели са основани благодарение на CT сканиране с отворен код и фотограметрия, което включва потребление на фотоси за доближаване на 3D конструкция. Until recently, these techniques were the domain of video game designers and special effects artists, not biologists.

We refined the models in Blender, a powerful 3D software tool, and extracted surface and volume data for each species.

Then we applied phylogenetic regression – a statistical method that accounts for shared evolutionary history – to see how closely shark shapes follow the predictions of the two-thirds Правило.

Какво открихме?

Резултатите бяха поразителни: акулите следват правилото за мащабиране на две трети, като повърхностната повърхност се мащабира до размера на тялото, нараснала до силата на 0,64-само 3% разлика от теоретичните 0,67.

Това допуска, че нещо се случва нещо. Въпреки необятния си набор от форми и местообитания, наподобява, че акулите се сближават по еднакъв главен проект на тялото, когато става въпрос за повърхностна повърхност и размер. Защо?

Едно пояснение е, че това, което е известно като „ ограничавания в развиването “-ограничения, наложени от това по какъв начин животните порастват и се образуват в ранния живот-затрудняват или прекомерно скъпо, че акулите да се отклоняват от този главен модел.

Промяната належащо.

Но за какво има значение?

Това не е единствено академично. Много уравнения в биологията, физиологията и науката за климата разчитат на догатки за съотношенията на повърхността към размер.

Тези уравнения се употребяват за моделиране на това по какъв начин животните контролират температурата, употребяват О2 и реагират на екологичния стрес. Досега не сме имали точни данни от огромни животни, с цел да тестваме тези догатки. Нашите открития дават на откривателите повече убеденост в потреблението на тези модели-не единствено за акулите, само че и евентуално и за други групи.

Тъй като се сблъскваме с ускоряването на климатичните промени и загубата на биологично многообразие, разбирането на това по какъв начин животните от всевъзможни размери взаимодействат с тяхната среда в никакъв случай не са били по-спешни.

Това проучване, захранвано от модерна техника за изображение и някои остарели хора. Разговор " Height = " 1 " ReferrerPolicy = " no-referrer-when-downgrade " src = " https://counter.theconversation.com/content/259050/count.gif?distributor=republish-lightbox-basic class = " laazy " src = " данни: изображение/gif; base64, r0lgodlhaqabaiaaap /// waaach5baeaaaaaaaaaaabaaeaaiacraeaow == " style = " border: няма! важен; box-shadow: няма! важен; марж: 0! важен; важен; важен; 1px! Важна; важна; важна; марж: 0! Важен; Важен; Важен;! Важна; Northcote Trust.)

Тази публикация е преиздадена от диалога под лиценз на Creative Commons. Прочетете истинската публикация.

(с изключение на заглавието, тази история не е редактирана от чиновниците на NDTV и е оповестена от синдикирана емисия.)