Кіріспе

Биологиялық ереже: Ірі денелі организмдер суық ортада кездеседі. Бергман ережесі – кеңінен таралған таксономиялық топ ішіндегі ірі денелі популяциялар мен түрлер суық аймақтарда, ал кіші денелі популяциялар мен түрлер жылы аймақтарда кездесетінін айтатын экологиялық-географиялық ереже. Бұл ереже дене мөлшерінің сызықтық өлшемдерімен байланысты, яғни суық ортада биіктік де, көлем де артады. Бергман ережесі жануарлардың жалпы дене мөлшерін ғана сипаттайды, Аллен ережесі сияқты дене пропорцияларын қамтымайды. Алғашында бір туысқа жататын түрлерге қатысты формулировкаланғанмен, көбінесе бір түрдің ішіндегі популяцияларға қатысты қайта қарастырылады. Ол сондай-ақ ендікке қатысты да жиі айтылады. Бұл ереже кейбір өсімдіктерге де қатысты болуы мүмкін, мысалы, *Rapicactus*. Ереже XIX ғасырдың неміс биологы Карл Бергманның есімімен аталады, ол 1847 жылы осы үлгіні сипаттаған, бірақ оны алғашқы болып байқаған ол емес. Бергман ережесі көбінесе эндотермді сүтқоректілер мен құстарға қолданылады, бірақ кейбір зерттеушілер эктотермді түрлерді зерттеуде де осы ережеге сәйкес келетін деректер тапқан, мысалы, *Leptothorax acervorum* құмырсқасы. Бергман ережесі көптеген сүтқоректілер мен құстар үшін дұрыс болғанымен, кейбір ерекшеліктері де бар. Ірі денелі жануарлар, кем дегенде белгілі бір ендіктерге дейін, кіші денелі жануарларға қарағанда Бергман ережесіне жақынрақ келеді. Бұл, мүмкін, стрестік ортадан қашу мүмкіндігінің төмендеуімен байланысты, мысалы, жерге көмілу арқылы. Бергман ережесі кеңістіктегі жалпы үлгі ғана емес, сонымен қатар әртүрлі жылулық режимдерге ұшыраған кезде тарихи және эволюциялық уақыт ішіндегі популяцияларда да байқалған. Атап айтқанда, палеоген дәуірінде температураның екі рет қысқа мерзімге көтерілуі кезінде сүтқоректілердің уақытша, қайтымды кішіреюі тіркелді: палеоцен-эоцен термикалық максимумы және эоцен термикалық максимумы 2.

Адамдар

Полюске жақын тұратын адамдар популяциясы, оның ішінде инуиттер, алеуттар және саамдар, Бергманның ережесіне сәйкес, орташа ендіктегі халықтан орташа есеппен ауыр болады. Олардың дене мүшелері де қысқарақ, ал кеудесі кең болады, бұл Алленнің ережесімен сәйкес келеді. Адамдардың бойы орташа жылдық температураның жоғарылауымен төмендейді. Бергманның ережесі пигмей фенотипіне ие африкалықтар мен басқа пигмей халықтарына да қатысты. Бұл популяциялардың бойы қысқа, денесі кішкентай болуы, ыстық және ылғалды ортаға бейімделуінің нәтижесі. Қоршаған ортаның ылғалдылығы жоғары болғанда, булану арқылы салқындау (тершеңдеу) дене жылуын таратудың тиімді тәсілі емес, бірақ көлемге шаққандағы үлкен беттік аудан пассивті конвекциялық жылу жоғалту арқылы аз да болса артықшылық береді.

Құстар

2019 жылы көшіп-қонушы құстардың морфологиясындағы өзгерістерді зерттеуде 1978 жылдан 2016 жылға дейін Чикагодағы ғимараттарға соқтығысқан құстардың денелері пайдаланылды. Құстардың төменгі аяқ сүйектерінің ұзындығы (дене мөлшерінің көрсеткіші) орташа есеппен 2,4%-ға қысқарды, ал қанаттары 1,3%-ға ұзарды. 2021 жылы жарияланған ұқсас зерттеуде Амазонканың жазық жаңбырлы ормандарында тірідей ұсталған 77 көшіп-қонбайтын құс түрінің өлшемдері қолданылды. 1979 жылдан 2019 жылға дейін барлық зерттеу нысандарының орташа мөлшері азайды, он жыл сайын 2%-ға дейін. Морфологиялық өзгерістер жаһандық жылынудың салдары деп есептеледі және Бергманның ережесіне сәйкес эволюциялық өзгерістердің мысалы болуы мүмкін.

Жыртқыш жануарлар

Бергманның ережесі аналық крокодилдерде шамалы орындалатыны хабарланған. Дегенмен, тасбақалар мен кесірткелерде бұл ереженің дұрыстығы дәлелденбеген.

Омыртқасыздар

Бергман ережесінің дәлелі теңіз копеподтарында кездестірілді.

Өсімдіктер

Бергманның ережесін өсімдіктерге көбінесе қолдануға болмайды. Кактустарға қатысты айтсақ, бір кезде "ботаникалық Бергман үрдісі" деп сипатталған сагуаро (Carnegiea gigantea) жағдайы, шындығында температураға емес, жауын-шашынға, әсіресе қысқы жауын-шашынға байланысты екені көрсетілді. Rapicactus туысының өкілдері салқын ортада ірі болады, себебі олардың сабақтарының диаметрі биіктікпен және әсіресе ендікпен бірге артады. Дегенмен, Rapicactus орташа жауын-шашынның жоғары ендіктерде азаятын таралу аймағында өседі және олардың дене мөлшері климаттық факторларға байланысты емес, бұл Бергманның мүмкін болатын үрдісін көрсетеді.

Түсіндірмелері

Бергманн ережені тұжырымдағанда берген ең алғашқы түсіндірме – ірі жануарлардың көлемге шаққандағы беті кіші жануарларға қарағанда төмендеу болады, сондықтан олар масса бірлігіне шығаратын дене жылуы аз, демек суық климатта жылырақ болады. Ал жылы климат мүлдем кері проблеманы тудырады: метаболизм нәтижесінде пайда болған дене жылуын ішке жинамай, жылдам сыртқа шығару қажет. Осылайша, ыстық және құрғақ климаттағы кіші жануарлардың көлемге шаққандағы жоғары беті тері арқылы жылуды жоғалтуға көмектеседі және денені салқындатады. Бергманн ережесін талдағанда зерттеліп жатқан популяциялардың топтары әртүрлі жылулық ортада болуын, сондай-ақ осы жылулық жағдайларға жауап ретінде генетикалық айырмашылықтар пайда болуына жеткілікті уақыт өткенін ескеру маңызды. Бунақденелілерге әсер ететін тағы бір мүмкін фактор – жоғары ендікте жыртқыштардың қысымының төмендеуі. Шағын су брахиоподтарын зерттеу көрсеткендей, полярлық аймақтардағы жыртқыштардың саны орташа ендіктерге қарағанда азайған (осы тенденция терең суларда табылған жоқ, онда жыртқыштардың саны да азайған, немесе тропикалық және орташа ендіктегі брахиоподтарды салыстырғанда, мүмкін тропикалық брахиоподтар жыртқыштардан қашу үшін кішірек өлшемге эволюциялаған).

Сын

1986 жылғы зерттеуде Валериус Гейст Бергманның ережесін жалған деп мәлімдеді: температурамен байланыс жалған; керісінше, Гейст дене мөлшерінің жылдық өнімділік импульсінің ұзақтығына немесе өсу маусымында жануарларға қолжетімді азық-түлік мөлшеріне пропорционалды екенін анықтады. Дене мөлшеріне көптеген факторлар әсер ете алатындықтан, Бергманның ережесін сынағандар көп. Кейбіреулер географиялық ендіктің өзі дене массасын нашар болжай алады деп санайды. Дене массасының өзгеруіне ықпал ететін басқа таңдау факторларының мысалдары: қолжетімді азық-түлік мөлшері, дене мөлшерінің жыртқыш ретінде сәттілікке әсері, дене мөлшерінің жыртқыштарға сезімталдығы және ресурстардың қолжетімділігі. Мысалы, егер организм суық температураға бейімделген болса, суық температура мен азық-түлік тапшылығы арасындағы байланыс салдарынан азық-түлік тапшылығының кезеңдеріне де төзімді болуы мүмкін. Кейбір қазба жәдігерліктерін зерттеу нәтижесінде осы ережеге қайшы келетін деректер табылды. Мысалы, плейстоцен дәуірінде Еуропадағы бегемоттар суық және құрғақ кезеңдерде кішірейе бастады. Сонымен қатар, 2024 жылғы зерттеу динозаврлардың мөлшерінің солтүстік Арктика ендігінде өспегенін және бұл ереженің "барлық басқа климаттық факторлар ескерілмеген кезде температураға қатысты" гомеотермиялық жануарлардың ғана белгілі бір тобына қолданылатынын көрсетті.