Биологи подтвердили древний закон на акулах

Благодаря 3D-моделям тел 54 видов акул исследователи подтвердили, что даже такие сложные хищники следуют «закону масштабирования». Это открытие влияет на модели дыхания, теплообмена и реакций на климат.
Екатерина Морозова
Автор Наука Mail
акула в море
Биологи раскрыли, почему акулы — идеальные биологические машиныИсточник: Freepik

Новое исследование, опубликованное в журнале Royal Society Open Science, подтвердило, акулы почти идеально подчиняются одному из ключевых биологических принципов — закону масштабирования двух третей. Согласно ему, по мере увеличения размеров животного его площадь поверхности растет медленнее, чем объем. Обычно эта пропорция описывается степенью 0,67. Это базовое соотношение лежит в основе процессов дыхания, теплообмена и энергетического обмена.

Чтобы проверить, насколько этот закон работает на реальных животных, ученые из университета Джеймса Кука (Австралия) и Массачусетского университета (США) применили методы 3D-моделирования. Они создали цифровые модели тел 54 видов акул — древней, физиологически сложной и разнообразной группы морских хищников. Сканирование проводилось с участием художника компьютерной графики Джонсона Мартина, что позволило добиться исключительной точности.

пропорции акулы
Исследователи воссоздали в 3D тела десятков акул и доказали, что их строение строго подчиняется универсальному правилу, влияющему на теплообмен и обмен веществИсточник: Phys.org

Анализ показал, что площадь поверхности акул действительно пропорциональна объему, возведенному в степень 0,64 — всего на 3% меньше теоретического значения. Это, по словам авторов, укладывается в допустимые рамки. Примечательно, что даже у видов с различным образом жизни — от акулы-молота до медлительной гренландской — отклонения были минимальными.

Особую важность открытию придает то, что оно подтверждает фундаментальный биологический принцип не на уровне клеток или лабораторных организмов, а на крупных и разнообразных морских животных. По мнению исследователей, строгое соблюдение этого соотношения может объясняться эволюционными ограничениями. Любые отклонения в форме тела могли бы оказаться слишком энергозатратными на ранних стадиях развития.

Полученные данные уже находят применение в моделях, прогнозирующих, как животные реагируют на изменение климата, например, насколько эффективно регулируют температуру тела или используют кислород. Теперь эти расчеты станут точнее и для акул.

Ранее Наука Mail рассказывала о том, что Приморский океанариум в конце прошлого года первым в России смог получить потомство короткоперых колючих акул, или катранов.