Lední medvěd jako trosečník na malé kře je smutným symbolem oteplování klimatu. Jeho situace nemá řešení. Nemá se kam vypravit za lepšími podmínkami pro život, jeho svět zmizí. A tak se musí přizpůsobit – zmenšením.

 

Zmenšení tělesných proporcí je poměrně účinný způsob, jak obstát ve stále teplejším klimatu. Má to prosté fyzikální vysvětlení: Čím je tělo drobnější, tím snáze dokáže odvádět teplo z nitra na povrch. A opačně, čím mohutnější tělo, tím to jde hůře.

To je u teplokrevných živočichů životně důležité, protože teplo neustále produkuje každá jednotlivá buňka v těle. Přehřívání přitom může být velmi rychle životu nebezpečné.

Správné funkce orgánů i fyziologické procesy jsou vyladěné na přesně danou teplotu ve středu těla. I relativně malé vychýlení může hladce probíhající kaskádu dějů narušit a pro organismus skončit fatálně. My lidé s tím máme také zkušenost.

Optimální teplota uvnitř našeho těla je asi 37 °C a zabít nás může už poměrně malé zvýšení o 4 až 5 °C. A nemusí to být jen horečka. Přehřátí může způsobit i příliš vysoká teplota v okolním prostředí, protože brání ochlazování těla.

Přesně to je problém ledního medvěda. Jeho organismus, vyladěný na opatrné vydávání tepla kůží za polárních podmínek, se za neobvykle teplého klimatu začíná zahřívat. Zmenšování je pak šancí na to, aby jeho tělo produkovalo méně tepla a více ho vydávalo.

Nevýhoda mohutnosti

Že má podnebí vliv na tělesné proporce zvířat, toho si už v 19. století všiml německý biolog Carl Bergmann, když zjistil, že zvířata příbuzných druhů mají tendenci lišit se velikostí podle zeměpisné šířky.

Čím severněji, tím jsou větší, a naopak. Jeho postřeh potvrzuje řada pozorování. Tak například nejmenší příbuzný ledního medvěda – je jím medvěd malajský, který žije v tropických podmínkách jihovýchodní Asie.

Délku těla má až o jeden metr kratší než arktický příbuzný. Také další polární savci, například lišky, jsou mohutnější než jejich příbuzní v jižnějších polohách, aby výhodnějším poměrem povrchu těla vůči objemu snižovali ztráty tělesného tepla.

Změna proporcí má ale nepříjemný háček. Upravit je potřeba také metabolismus. Je to tím, že povrch těla se zmenšuje – ale i narůstá – s druhou mocninou, protože jde o plochu. Zato objem roste s třetí mocninou.

To znamená, že množství buněk uvnitř produkujících teplo se mění mnohem více než plocha, z niž se teplo dá odvádět.

Uši jako klimatizace

Evoluce proto přišla s další možností, jak by se teplokrevní živočichové mohli lépe přizpůsobit okolnímu klimatu. Všiml si jí rovněž už v 19. století americký zoolog Joel Allen, když porovnával kanadské a mexické zajíce.

Zaujalo ho, že zvířata z teplého klimatického pásu mají nápadně delší končetiny a uši. Uvažoval proč. Vysvětlení se nabízelo: Jsou to poměrně tenké části těla, takže umožňují rychlejší ochlazení krve přicházející ze středu těla.

Naopak kratší končetiny a uši snižují tepelné ztráty v chladném klimatu. Allen pak tento jev zkoumal i na dalších druzích, a tak posbíral dostatek důkazů, aby odvodil pravidlo, které dnes nese jeho jméno.

Podle něj mívají zvířata žijící v teplém klimatu delší končetiny a povrchové části těla jako uši, ocasy nebo zobáky u ptáků než příbuzné druhy ze studených a polární oblastí. Allenův předpoklad záhy potvrdil výzkum obrovských sloních uší.

Velké cévy v nich vystupují těsně pod kůží, a tím mohou na velké ploše ochlazovat krev. Stejnou vymoženost ale využívá také fenek. Ze všech psovitých šelem je nejdrobnější a žije v severní Africe, což odpovídá Bergmannovu pravidlu.

A ve shodě s Allenovým pravidlem má mimořádně velké uši, které fungují jako účinná klimatizace.

Změny se už rozběhly

Zda zmenšování jako reakci evoluce na oteplování klimatu začíná příroda opět používat, chtěl zjistil nedávný výzkum zooložky Sary Rydingové na Deakinově univerzitě v Austrálii.

Proto spolu s kolegy procházela a vyhodnocovala údaje v dosud publikovaných výzkumech na toto téma. Zjistili, že první známky úpravy velikosti těla podle Bergmannova pravidla zaznamenali vědci zhruba před 10 lety. Objevit se mohly ale už dřív:

Porovnávání žijících ptáků se zoologickými exponáty v muzeích ukázalo, že za posledních zhruba 150 let se zobáky některých druhů australských papoušků zvětšily až o 10 %. I to může souviset s oteplováním.

Právě větší prostor zobáku může fungovat jako účinná pomůcka pro odvádění přebytečného tepla. Nárůst zobáku samozřejmě může mít i jiné důvody, například změnu potravy. Jenže když se totéž děje u různých druhů po světě, tak to ukazuje na globální příčinu.