تحد الجاذبية من حجم الثدييات الأرضية. يلعب معدل الأيض والاحتفاظ بالحرارة دورًا في تحديد حجم الثدييات البحرية ، مما يجعلها أكبر.
الحيتان الزرقاء هي أكبر الحيوانات الموجودة على وجه الأرض. يمكن للحوت الأزرق البالغ أن يمتد من 23 مترًا (75 قدمًا) إلى 30.5 مترًا (100 قدم) من الرأس إلى الذيل ، أي ما يقرب من مبنى 7-10 طوابق ، ويمكن أن يزن حوالي 177 طنًا. قارن هذا بأكبر حيوان ثديي على الأرض اليوم ، يبلغ ارتفاع فيل الأدغال الأفريقي 3.7 متر (12 قدمًا) وكتلته من 2 إلى 7 أطنان. لماذا لا توجد لدينا ثدييات بحجم الحيتان الزرقاء على الأرض؟
* المعوقات: الجاذبية الأرضيه.
تعمل فيزياء الحجم بشكل مختلف اعتمادًا على بيئة الفرد. تعتبر الجاذبية من أكبر العوامل التي تحد من الحجم. على الأرض ، يكون تأثير الجاذبية أكبر بكثير من تأثير الماء.
* قانون المكعب المربع.
هذا يحد من حجم الحيوان بقدر ما يمكن ليتحمل هيكله العظم وزن جسمه. منذ عام 1638 ، كتب جاليليو جاليلي عن حدود الجاذبية المفروضة على حجم الحيوانات. وأشار في مقالته "حوارات حول علمين جديدين" إلى أن "... حجم المجلدين أكبر من نسبة سطحهما". هذا ما أصبح يعرف بقانون المكعب المربع.
مساحة السطح أو الجلد الذي يغطي حيوانًا ، والحجم أو جميع أعضائه والأشياء الأخرى الموجودة بالداخل. عندما يتمدد الفيل أي نقوم بجعله أفقياً ، ستزداد مساحة سطحه أو جلده 100 مرة ، ويزداد حجمه 1000 مرة! وبالتالي لن يتحمل هيكله العظمي هذا الضغط الشديد وخاصة الأقدام ، هذا هو قانون المكعب المربع.
كلما زاد حجم الحيوان ، زاد حجم تعامله مع قوة الجاذبية المؤثرة على جسمه.
* الجاذبية في الماء.
تعمل الجاذبية في الماء أيضًا ، لكن بشكل مختلف قليلاً. الطفو علي الماء مختلف عن الطفو علي الهواء . يوفر الماء قوة طفو أكبر مما يمكن للهواء أن يقدمه. إذا كنت قد لاحظت من قبل ، فإن الأشياء تسقط في الماء أبطأ بكثير مما تسقط في الهواء.
هذا يعني أن الحيوانات ، وخاصة الثدييات ، يمكن أن تصبح أكبر في الماء دون التعرض لنفس الضغط على هياكلها العظمية. لا يتعين على الثدييات البحرية أن تقلق كثيرًا بشأن مقدار الوزن الذي يمكن أن تتحمله هياكلها الهيكلية لأنها ستتحمل (على الرغم من أهمية عدم الضغط علي هياكلها إلى حد ما).
* معدل الأيض ودرجة الحرارة.
يقول عالم الأحياء التطورية اوعالم الوراثة "ج.ب.س هالدين" في مقالته "عن الحجم المناسب": "لكل نوع من الحيوانات الحجم الأكثر ملاءمة ، والتغيير الكبير في الحجم يحمل معه حتماً تغييراً في الشكل".
الحجم مهم في علم الأحياء. بمعرفة حجم الكائن الحي أو صغر حجمه ، يمكن للعلماء التنبؤ بجوانب أخرى من بيولوجيته. يشير "هالدين" إلى التغييرات الحتمية التي يجب أن تحدث داخل جسم الكائن الحي وعلم وظائف الأعضاء أثناء تَغير الحجم للأكبر أو للأصغر.
ينتج كل كائن حي حرارة عندما يأكل طعام لإنتاج الطاقة. تُعرف هذه التفاعلات الكيميائية في الخلايا عمومًا باسم التمثيل الغذائي. ترتبط العديد من هذه التفاعلات بهضم الطعام لإنتاج الطاقة ، وإنتاج الحرارة كمنتج ثانوي.
تمتلك الحيوانات الصغيرة مساحة سطحيه أو جلديه علي أجسامهم أكبر من حجمها. هذا يعني أنهم يفقدون الحرارة الناتجة عن التمثيل الغذائي من خلال جلدهم بشكل أسرع من الحيوانات الكبيرة ذات المساحة السطحية الصغيره وحجمها الكبير . وهذا "يجبر" الحيوانات الصغيرة على الحصول على عملية أيض أسرع ، مما يعني تناول المزيد من الطعام للحفاظ على استقرار درجة حرارة أجسامهم. على سبيل المثال ، يحتاج الجرذ إلى أكل ثلث وزن جسمه كل يوم ليبقى على قيد الحياة.
بدون التمثيل الغذائي السريع ، قد تتجمد الحيوانات الصغيرة.
* قانون كليبر.
تواجه الحيوانات الكبيرة مشكلة معاكسة. إذا كانت عملية التمثيل الغذائي تعمل بالطريقة التي تعمل بها الفئران ، فسوف تحترق بسبب الحرارة التي ينتجها أجسامهم ( لن تحترق حرفيًا ، لكنها بالتأكيد لن تعيش طويلاً). لذلك ، فإن هذه الحيوانات الكبيرة تبطئ أجسامها عمليه الأيض ، ونتيجة لذلك ، عليها أن تأكل أقل للحفاظ على أجسامها ، مقارنة بالحيوانات الصغيرة.
يسمى هذا قانون "كليبر" ، والذي تم تعديله من قاعدة "روبنر"+.
أظهر تحقيق حول الحجم ودرجة الحرارة بقيادة "ويليام جيرتي" من قسم العلوم الجيولوجية في ستانفورد أن الماء يدفع الثدييات نحو الأكل بسخاء ، ولأن الماء موصل للحراره .
الماء موصل جيد للحرارة ، وغالبا يكون الطقس شديد البروده . بالنسبة للثدييات البحرية ، فإن الطريقة الوحيدة لعدم التجميد هي أن تصبح كبيرة بما يكفي بحيث تنتج دواخلك حرارة كافية لمكافحة فقدان حرارة الماء.
والجدير بالذكر أن الحوت الأزرق "وهو أكبر الثدييات البحريه" يمكن أن يصل إلى هذا الحجم الهائل لأنه لا يتعين عليه إنفاق الكثير من الطاقة على الأكل. لأنها بتأكل بنظام الترشيح وهذا يعني أنها تمتص الماء المملوء بالعوالق مثل الكريل. ليست هناك حاجة للسباحة أو وضع إستراتيجيات حول كيفية اصطياد الطعام.
* ما هو أكبر حيوان؟
على الأرض ، يمكننا أن نقول الديناصور المنقرض هو الأكبر ، بحثًا عن أقصى ارتفاع ووزن يمكن أن يصل إليه حيوان. بلغ طول تيتانوصور باتاغوتيتان مايوروم 37 مترًا (حوالي 120 قدمًا) ووزنه 69 طنًا.
يمكن أن تصل الثدييات إلى مثل هذه النسب مثل التيتانوصورات ، ولكن لم يصل أي منها إلى هذه النسب بعد. أكبر الثدييات البرية هو وحيد القرن المنقرض Paraceratherium. لا يزال حجمها الدقيق غير معروف ، لكن التقديرات من الأدلة الأحفورية غير المكتملة تشير إلى أنه كان بطول 4.8 متر (15.7 قدمًا) وطوله 7.4 مترًا (24.3 قدمًا) ، ووزنه من 15 إلى 20 طنًا.
قد يرجع السبب في عدم وصول الثدييات إلى الكتلة الشبيهة بالتيتانوصورات على الأرض إلى كمية الطعام المتاحة ، فضلاً عن اختلاف الفسيولوجيا. وفقًا للبحث ، لم تحرق الديناصورات طاقتها بالسرعة التي تحرق بها الثدييات. هذا التمثيل الغذائي للطاقة الأبطأ والأكثر كفاءة ، إلى جانب وفرة الطعام ، سمح للعديد من الديناصورات بالوصول إلى أحجام لم تتمكن الثدييات من تحقيقها.
الحوت الأزرق هو بطل الحجم الحالي على الإطلاق. إنها تتفوق على جميع الوحوش الأخرى على الأرض والمحيطات والسماء لتحتل الصدارة لأكبر الثدييات والحيوانات. بالنسبة للثدييات البحرية ، حيث يضع الحوت الأزرق الحد الأعلى.
إرسال تعليق