Со времен Аристотеля ученые стремятся систематизировать наблюдаемые в живой природе закономерности, формулируя их в виде экогеографических или биогеографических правил. Выявление повторяемых закономерностей в адаптации организмов к среде помогает прогнозировать их изменения в будущем. И вот недавно группа исследователей похоже, обнаружила еще одно такое правило
Одно из современных биогеографических правил – правило Бергмана – гласит, что животные одного вида, обитающие в холодном климате, крупнее своих теплолюбивых собратьев. Как известно, теплопродукция пропорциональна объему тела, а теплоотдача – площади его поверхности, поэтому животные большого размера лучше удерживают тепло, так как объем тела увеличивается быстрее, чем его поверхность.
А согласно правилу Аллена, обитатели холодных областей имеют относительно меньший размер ног, хвостов, ушей и других выступающих частей тела – таким образом им удается уменьшить площадь поверхности тела и получить экономию тепла.
Недавно ученые из США и Аргентины при наблюдении за малоизученным видом мышеобразных грызунов Abrothrix hirta, обитающих в Патагонских Андах на юге Южной Америки обнаружили очень большой разброс в размерах особей. Первое предположение – речь идет о разных видах, но анализ их митохондриальной ДНК этого не подтвердил.
Чтобы найти закономерность, объясняющую такие различия в размерах представителей одного вида, ученые сопоставили результаты измерений 450 мышиных черепов, взятых из музейных коллекций, с различными известными биогеографическими правилами, наподобие правила Бергмана. Однако им не удалось выявить никаких связей ни с широтой, ни с двумя десятками других переменных средовых характеристик.
При этом обнаружился странный факт: мыши, обитающие на западной стороне гор, были крупнее, чем на восточной. Исследователи предположили, что здесь работает «правило ресурсов»: где ресурсов больше, там особи одного и того же вида, как правило, крупнее. Но почему на западных склонах Патагонских Анд ресурсов больше, чем на восточных?
Была выдвинута гипотеза, что на западной стороне горного хребта выпадает больше осадков. Все дело в дождевой тени – области с относительно низким количеством осадков, находящийся на подветренной стороне горного хребта, который задерживает дождевые облака, отбрасывая «сухую тень». Ее механизм прост. Воздух, идущий на сушу с океана, с запада на восток, становится холоднее по мере того, как поднимается в горы. Водяной пар конденсируется и выпадает в виде дождя. Если гора высокая, влага иссякает к тому моменту, когда океанический воздух переваливает через пик. В результате с одной стороны горы может быть влажно и дождливо и расти тропический лес, а с другой – будет холодно и сухо, а местность будет похожа на пустыню.
Как показал анализ, размер аргентинских мышей действительно оказался связан с такими переменными, как долгота, количество осадков в самом холодном квартале и сезонность температуры. Другими словами, ареалу обитания более мелких грызунов точно соответствовала дождевая тень на западной стороне Анд.
Судя по всему, это первое исследование, где показано влияние дождевой тени на размер млекопитающих. Ученые подозревают, что это не исключение, а общее правило, и планируют проверить его на других видах животных.