Несмотря на значительное разнообразие форм и размеров, от небольших светящихся глубоководных акул до гигантских китовых, все акулы сталкиваются с общей биологической задачей. Им необходимо эффективно распределять кислород, тепло и питательные вещества по всему организму. Новое исследование показало, что все виды акул подчиняются давно известному математическому принципу.
Недавняя работа ученых, о которой пишет издание The Conversation, доказывает, что акулы развиваются в соответствии с «законом масштабирования двух третей». Этот принцип описывает, как форма тела живого организма изменяется в зависимости от его размера. Данное открытие позволяет глубже понять механизмы эволюции и подчеркивает ключевую роль размера в биологии животных.
Суть этого математического закона заключается в следующем: площадь поверхности организма увеличивается пропорционально квадрату его длины, в то время как объем растет пропорционально кубу длины. Это означает, что с увеличением размеров животного его объем растет значительно быстрее, чем площадь поверхности. В результате соотношение площади поверхности к объему уменьшается по мере роста организма.
Данное соотношение имеет критическое значение для жизнедеятельности, поскольку многие важнейшие биологические процессы происходят именно на поверхности. К таким процессам относятся газообмен в легких или жабрах для поглощения кислорода, отвод тепла через кожу и всасывание питательных веществ в пищеварительной системе. Все эти функции зависят от площади поверхности, тогда как потребности, которые они обеспечивают, связаны с объемом тела.
Хотя этот принцип играет важную роль в биологических науках, до настоящего времени его действие было подтверждено в основном на примере клеток, тканей и мелких организмов, таких как насекомые. Новое исследование впервые убедительно продемонстрировало, что «закон двух третей» применим и к крупным животным, что открывает новые перспективы для изучения их адаптации и развития.