Акулите следват закона за мащабиране от 2/3, точно както е според теорията

Ново проучване използва авангардно 3D моделиране, за да потвърди, че акулите следват "закона за мащабиране на две трети" почти перфектно. Откритието ще помогне да се промени начина, по който разбираме биологията в животинското царство.

Проучването потвърждава, че що се отнася до размера на тялото, акулите играят по правилата на теория, която предсказва как площта и обемът на животното се променят с размера му.

Сега изследователи от Университета Джеймс Кук (JCU) и Университета на Масачузетс са използвали авангардно 3D моделиране, за да потвърдят тази теория при акулите - едни от най-емблематичните хищници в океана. Статията е публикувана в списание Royal Society Open Science.

Авторите откриват, че акулите следват почти перфектно това, което е известно като "закон за мащабиране на две трети".

Този ​​закон помага да се обясни как животните обменят топлина, енергия и кислород с околната среда, така че потвърждаването му при животни в пълен размер, а не само в клетки, е от голямо значение.

Екипът е моделирал дигитално формите на тялото на 54 вида акули, използвайки 3D сканирания с висока резолюция. Тези сканирания позволяват на изследователите прецизно да измерят повърхността и обема, предлагайки рядка информация за това как формата на тялото влияе върху физиологията.

"Това съотношение е фундаментално", подчертава професорът по морска биология в JCU, д-р Джоди Ръмър (Jodie Rummer), съавтор на изследването.

"Това е в основата на начина, по който животните дишат, регулират температурата и преработват отпадъците. И сега, за първи път, показахме, че това е вярно и за животни, толкова сложни и разнообразни, колкото акулите."

За да проверят стриктно правилото, екипът използва филогенетична регресия – статистически метод , който отчита еволюционните връзки – и установява, че площта на повърхността на акулата е пропорционална на обема, повдигнат на степен 0,64. Това е само 3% от предсказанато от теорията 0,67.

"Забележително е", коментира проф. Ръмър. "Това предполага, че акулите са еволюирали, за да се придържат към това съотношение, вероятно защото отклонението от него е твърде скъпо или е ограничено от ранното развитие ."

Всъщност екипът смята, че еволюционните  ограничения биха могли да обяснят защо акулите от коренно различни местообитания и начин на живот все още се подчиняват на едно и също правило за мащабиране.

"Промяната на начина, по който тъканите се разпределят в тялото, може да изисква големи промени по време на ранното ембрионално развитие – а това е скъпо, от енергийна гледна точка", обяснява Джоел Гейфорд (Joel Gayford), докторант на JCU и водещ автор на изследването.

Важно е да се отбележи, че тези открития имат приложения в реалния свят.

"Съотношенията повърхност-обем са ключови входни данни в уравненията, използвани за моделиране на това как животните реагират на изменението на климата, например колко бързо регулират телесната си температура или колко ефективно използват кислород", каза Гейфорд.

"Сега можем да използваме тези уравнения с много по-голяма увереност при акули и други големи животни."

Изследването подчертава как съвременните технологии за изобразяване – и някои много търпеливи цифрови модели – могат да отговорят на вековни биологични въпроси.

Справка: Joel Harrison Gayford et al, The geometry of life: testing the scaling of whole-organism surface area and volume using sharks, Royal Society Open Science (2025). DOI: 10.1098/rsos.242205

Източник: Size matters: Sharks follow two-thirds scaling law, proving theory, James Cook University

Още по темата

28/05/2025

Животът

Мегалодон: Мегазъбата акула яде почти всичко

27/03/2025

Животът

Как говори акулата? Първа регистрирана акула, която издава звуци

08/11/2024

Животът

Невероятно рядка, призрачна бяла акула, е открита край Албания