El planeta Tierra es el hogar de una gran diversidad de seres vivos con rasgos muy distintos (morfológicos, comportamentales, etc.). Una de las características biológicas de mayor relevancia y que podemos evaluar mirando las especies de nuestro entorno es el tamaño o masa corporal. Como simples observadores, lo primero que notamos es que existe un enorme abanico de tamaños, desde organismos microscópicos (como las bacterias) a otros que si no cogemos distancia no podemos verlos al completo (como las sequoias y otros grandes árboles). Fijándonos en los seres vivos que nos son más familiares, los animales (Reino Animalia), existe un continuo de tallas. Podemos apreciar animales de pocos microgramos (por ejemplo, determinadas especies de amebas) así como también otros que pesan más de cien toneladas (la gran ballena azul, Balaenoptera musculus). Además de permitir caracterizar el organismo, la talla puede dar indicios de otros muchos caracteres biológicos. Así, por ejemplo, los mamíferos pequeños, como los ratones o musarañas, se conocen por tener una vida corta y camadas de muchas crías. En el otro extremo, los de gran tamaño, como elefantes o ballenas, son longevos y suelen tener un solo descendiente por gestación.

¿Y cuál es la razón de esta gran variabilidad de tamaños? La selección natural, el mecanismo por el cual las especies evolucionamos. Según el ambiente, unos determinados caracteres (como, por ejemplo, tener un tamaño corporal grande o pequeño) son ventajosos frente a otros. Los individuos portadores de estos son más aptos y tienen mayor descendencia. Así, el conjunto de la especie evoluciona y se transforma. La gran diversidad de tallas que podemos observar actualmente en la naturaleza es la foto final (o momentánea, ya que la evolución continúa) de la larga carrera evolutiva. Mirando bien la foto y analizando en detalle los tamaños de las especies, nos damos cuenta de que existen convergencias evolutivas. Es decir, que organismos que habitan condiciones geográficas similares adoptan tamaños corporales parecidos, y se distinguen de otros que habitan otras zonas diferentes. A estas convergencias se las nombra tendencias ecogeográficas (de eco, hábitat, geo, tierra y grafía, descripción). Una de las más populares es la nombrada Regla de Bergmann.

¿Bergmann? Sí, Karl Bergmann, nacido en Alemania en 1814, fue un reputado hombre de ciencia. Sus estudios de investigación se centraron en la anatomía comparada, la fisiología y la biología del ser humano y otras especies. En especial realizó estudios en distintas poblaciones de determinadas especies de pájaros y mamíferos de alrededor del mundo. En sus observaciones se percató de un hecho muy notable e interesante, y que además se mostraba repetitivo en varios grupos: las poblaciones de las especies endotérmicas (endo, dentro y térmico, caliente, aquellas que generan y mantienen su propio calor corporal) situadas más cerca de los polos adquirían tamaños corporales mayores que aquellas más próximas al ecuador.

¿Y cuál es la razón de esta gran variabilidad de tamaños? La selección natural, el mecanismo por el cual las especies evolucionamos.

En 1847, dio a conocer sus resultados y conclusiones al respecto en una publicación científica: la Regla de Bergmann había nacido. Desde ese 1847 hasta la actualidad, distintas investigaciones han ido perfilando el alcance y las causas de esta tendencia ecogeográfica. En este sentido, se ha observado que la Regla de Bergmann se muestra al analizar el tamaño corporal de poblaciones de especies distintas (grado interespecífico) en relación a su posición latitudinal, y no solamente en poblaciones de la misma especie (grado intraespecífico).

Bergmann relacionó esta diferencia de tamaño con la temperatura ambiental, el metabolismo endotérmico (de producción de calor interno) y la relación superficie-volumen de un cuerpo. Un ejemplo geométrico nos permitirá explicar este último punto.

En nuestras manos tenemos un dado de parchís de un centímetro de lado, donde podemos calcular su superficie y volumen. Cuando agrandamos este dado, sin deformarlo, hasta tener tres centímetros de lado (imaginémoslo como un cubo de Rubik, formado de esos dados de parchís), y calculamos también estos parámetros, vemos que su volumen se ha incrementado mucho más rápidamente que la superficie. En otras palabras, el dado de parchís tiene proporcionalmente más superficie en relación a su volumen en comparación al cubo de Rubik. Si trasladamos este ejemplo al mundo animal, vemos que un ratón tiene un tamaño pequeño (poco peso y volumen corporal) pero una importante superficie de contacto con el medio exterior en proporción (relación superficie:volumen alta). Por su parte, un organismo grande, como un elefante, tiene menor superficie corporal de exposición con el exterior si lo relativizamos por su peso (relación superficie:volumen baja). ¿Y qué tiene que ver esto con la Regla de Bergmann? Los organismos endotérmicos producen su propio calor y ellos mismos son los encargados de mantenerlo. En climas fríos esto es vital. Una mala gestión (pérdida de calor) puede suponer la muerte del individuo. Por eso, en estos ambientes la selección ha favorecido aquellos individuos que mejor lo mantienen: formas con poca superficie (zona de pérdida de calor) en relación a su volumen (motor de producción de calor). Estas características las presentan individuos de talla grande. Por el contrario, en zonas de mucho calor, los endotermos requerimos de grandes zonas de intercambio de calor (por sudor o cualquier otro mecanismo) para evitar el sobrecalentamiento corporal. En estos ambientes la selección ha favorecido aquellos individuos de talla pequeña (con mayor superficie corporal relativizada a su volumen).

Bergmann no estudió los organismos ectotérmicos (ecto, externo y térmico, caliente, aquellos donde su calor corporal depende de una fuente externa, básicamente el sol). Investigadores actuales han querido saber que sucedía en este grupo de organismos. Lo que han encontrado es sorprendente: muchos de ellos (lagartos, serpientes y peces) siguen la Regla reversa de Bergmann. En otras palabras, en ambientes fríos muchos ectotermos muestran un tamaño corporal pequeño, mientras que en zonas cálidas presentan una talla grande. ¡Al revés que los endotermos! ¿Cómo se explica? Los ectotermos necesitan el calor del sol para que su cuerpo aumente de temperatura. En ambientes fríos, donde los rayos del sol no llevan tanta energía, necesitan captar el máximo calor posible. La selección ha favorecido organismos de talla pequeña, aquellos con mucha superficie de contacto con el exterior (mucha zona de absorción de calor) y poco volumen (poca masa a calentar). Lo contrario sucede en zonas ecuatoriales, donde para evitar problemas de sobrecalentamiento debido a las altas temperaturas, la selección ha favorecido organismos ectotérmicos grandes (mucho volumen a calentar).

En ambientes fríos muchos ectotermos muestran un tamaño corporal pequeño, mientras que en zonas cálidas presentan una talla grande. ¡Al revés que los endotermos!

Las tendencias ecogeográficas no solo están relacionadas con el tamaño corporal, sino con cualquier otro carácter de las poblaciones que sea cuantificable. Solo tenemos que observar las especies de nuestro planeta (o a nosotros mismos) para poderlas apreciar. En la zona polar, habita el conocido zorro ártico (Vulpes lagopus). Se trata de una especie de tamaño medio, pelaje blanco como la nieve, y de orejas pequeñas. El gran desierto del Sáhara, por otro lado, es el hogar del feneco (Vulpes zerda), una especie de zorro pequeña, de color arena y de grandes orejas. ¡Qué gran cambio entre dos zorros! Estos, como animales mamíferos, siguen la Regla de Bergmann. Por eso, la especie polar (de ambiente frío) presentan un tamaño mayor al feneco, residente de latitudes bajas (ecuatoriales). Pero ¿qué podemos decir del pelaje y las orejas? Las mismas tendencias de coloración y longitud de extremidades se han observado en otros mamíferos en todo el globo terráqueo. Así, se ha relacionado el color del pelaje o plumaje de las poblaciones con su posición latitudinal en el global, y de manera secundaria con la temperatura. Aquellas que habitan zonas frías muestran una coloración más clara (es decir, con menor cantidad de melanina) que aquellos que habitan zonas cálidas (por ejemplo: osos, liebres, etc.). Es la nombrada Regla de Gloger. Otra de las tendencias muestra que aquellas especies que habitan las zonas ecuatoriales presentan unos apéndices y extremidades (por ejemplo las orejas o las patas) más largos que aquellos que se encuentran en climas más fríos (Regla de Allen). Todas las especies estamos sujetas al ambiente, y los humanos (Homo sapiens) no nos escapamos de ello. Las poblaciones Masái (centro de África, zona ecuatorial) están formadas por individuos muy altos, de piernas y brazos largos y esbeltos, contrastado claramente con los Inuit (conocidos popularmente como esquimales, habitantes de zonas polares), que presentan brazos cortos y apariencia robusta. Aunque tengamos móviles 4G o no nos hayamos perdido ni un solo capítulo de las ocho temporadas de Juego de Tronos, los humanos somos seres vivos habitantes del planeta Tierra y, por lo tanto, estamos sujetos a la selección natural y procesos evolutivos.

Fuentes

—Millien et al. 2006. Ecotypic variation in the context of global climate change:  revisiting the rules. Ecology letters 9: 853-869.