クエリ: 「同じ種の恒温動物は、寒冷な地域に生息するものほど大型になる」という法則を、提唱したドイツの生物学者の名前から何の法則という?
文章: ベルクマンの法則 ベルクマンの法則(ベルクマンのほうそく)とはドイツの生物学者クリスティアン・ベルクマンが1847年に発表したものであり、「恒温動物においては、同じ種でも寒冷な地域に生息するものほど体重が大きく、近縁な種間では大型の種ほど寒冷な地域に生息する」というものである。これは、体温維持に関わって体重と体表面積の関係から生じるものである。類似のものにアレンの法則があり、併せてベルクマン・アレンの法則と呼ばれる事もある。
文章: ニッチ 地球上のさまざまな場所に生物が生息できる環境があり、そこに生息する種はそれぞれ異なっている。食物連鎖やエネルギーの流れを考えれば、生産者がいて、それを利用する消費者がいて、さらに二次消費者がいる。このような多様な生物の存在は、地球上のどこでも普遍的に見られるものである。これらをニッチという。 地上の生態系であれば、生産者としては種子植物が主体となり、それを食べる大型草食動物がいるうえ、その草食動物を狙う大型肉食動物もいる。気候や地域が異なれば、生態系を構成する個々の生物種は異なるが、同じような図式を描くことができる。 このように、草原で草を食べる大型草食動物として、ヌーとヤギュウとカンガルーが同じニッチを占めるという。同様に、それらを狙う大型肉食動物として、ライオンとアメリカライオンとフクロオオカミが同じニッチを占めるという。 文章: 進化論 現在ではその説に否定的な研究者が多いものの、ラマルクの仮説は科学的手続きによって検証される最初の進化論であり、そのことに関して異論をもたれることはない。イギリスの解剖学者ロバート・グラントはラマルクの「生物変移論」学派の影響を受けた。グラントに影響を与えたもう一人、エティエンヌ・ジョフロワ・サンティレールは様々な動物の解剖学的特徴の相同性やボディプランの類似を論じ、これはキュビエとの間に激しい論争を引き起こした。グラントは種の変化と進化についてエラズマス・ダーウィンとラマルクの考えを証明するために海洋生物の解剖学の研究を行い権威となった。ケンブリッジ大学の若い学生であったチャールズ・ダーウィンはグラントに加わって海洋生物の調査を行った。1826年に匿名の記事がラマルクの進化思想を称賛した。このとき初めて現在的な意味で「進化」が使われた。 文章: 競争排除則 競争排除則(きょうそうはいじょそく、competitive exclusion principle)は、群集生態学において、同じニッチ(生態的地位)にある複数の種は、安定的に共存できないという原則である。 ソ連の生態学者であるゲオルギー・ガウゼ(en)が提唱したため、ガウゼの法則(Gause's law of competitive exclusion)とも呼ばれる。同じニッチを持つ複数の種が同所的に存在すると、必ず競争によって一方が排除されるため、他の環境要因などがない場合は安定的に共存することはないという考え方である。 文章: アレンの法則 脊椎動物におけるアレンの法則の一因は、軟骨の成長が少なくとも部分的には温度に依存していることにあると考えられる。温度は軟骨の成長に直接影響を与えるため、この法則を生物学的な説明に近づけることができる。実験では、マウスを摂氏7度、21度、27度のいずれかの温度で飼育し、尾と耳を測定した。全体の体の重さは同じであったが、寒いところで飼育したマウスは暖かいところで飼育したマウスに比べて尾と耳の長さが著しく短いことがわかった。また、寒いところで飼育されたマウスは四肢の血流が少ないこともわかった。骨の試料を異なる温度で成長させてみると、温かい温度で成長させた試料は寒い温度で成長させた試料に比べて軟骨の成長が有意に大きかった。 文章: 生物学史 ルイ・パスツールの実験により、生物は自然に誕生するという自然発生説が完全に否定され、「全ての細胞は細胞から生じる」ことが理解された。自然発生説の否定は進化論とも関連し、生物学に生命の起原という新たな問題を提起した。生物多様性と系統分類について考察したチャールズ・ダーウィンが『種の起源』で提唱した進化と種分化いう概念は、現代生物学の前提となっており、生物学以外の多くの分野にも影響を及ぼしている。 動物の発生は、19世紀までに次第に多くの動物で観察されるようになり、比較発生学が成立した。これを進化論に基づいて体系づけたのがヘッケルの反復説であった。しかし、より直接にその機構に迫ろうと始まった実験発生学の流れは、発生の段階における細胞の分化を推し進めるしくみとして誘導現象を発見し、多くの成果を上げたものの、一旦は停滞を迫られた。 19世紀後半にはメンデルが遺伝の法則を発見し、遺伝粒子の存在を示唆した。細胞学の発展とともに細胞分裂や染色体に関する知見が得られ、20世紀初頭にはモーガンらはショウジョウバエを用いた研究により遺伝子を染色体と関連づけた。またX線の照射が突然変異を誘発することが確認され、遺伝子が物質であることが証明された。 文章: 退化 進化の歴史上で、ある段階で発達した器官が、その後に退化を始めることは珍しくない。しかし、逆に退化した器官があらためて発達することは稀であり、退化によって消失した器官が、再び復活するという例は少ない。例えば鳥類の前肢は翼になり、この過程で親指以外の指は退化している。地上動物として生活する鳥類は多くあるが、歩行や把持のために再び前肢に指を備えた鳥はなく、いずれもくちばしや後肢で前肢の機能を代用している。唯一、南アメリカのツメバケイで幼鳥の親指に爪がある程度である。このように、退化による消失の不可逆性のことを、「進化非可逆の法則」もしくは提唱者であるベルギーの古生物学者の名にちなんで「ドロの法則」という。 なお、様々な器官が同時に退化傾向を示す例があり、そのような生物では体制そのものも退行してしまう現象がある。特に寄生性の動物ではその傾向が強く見られる。寄生虫の生活では、摂食器官、消化器官、感覚器官、運動器官などを使う必要が少なく、退化することが多い。それが極端に進んだ場合、例えば消化管が完全に失われ、循環系や排出系も退化し、本来その動物門のもつ基本的構造までもが失われる。 中生動物門は、多細胞ではあるが組織や器官をもたず、原生動物と後生動物の中間に位置するとしてこの名がつけられたが、最近では後生動物が寄生生活によって単純化したものと考えられている。さらに、粘液胞子虫類は細胞内寄生の単細胞生物であるが、近年、どうやらこれも後生動物が寄生生活によって、単細胞段階にまで退行的進化を遂げた結果と言われるようになっている。 文章: 恒温動物 現生動物において比較するかぎり、体温の恒常性の有無と成長速度、あるいは急速な成長期の有無には関連性は特に認められない。例えば、典型的な恒温動物であるヒトは誕生してから15年で体長で4倍・体重で20倍程度に成長するに過ぎないが、典型的な変温動物であるカイコは30日で体長で30倍・体重で5000倍にも成長する。同じく変温動物であるニホンカナヘビでは1年で体重で20倍程度、人間と同程度の成体体重の陸上脊椎動物であるアミメニシキヘビ(15歳程度)の誕生時体重は100g程度(つまり5~600倍)であり、ワニの成長速度はこれよりも速い。 また、完全変態昆虫の多くは幼虫期は非常に急速に成長し、成虫はほとんど成長しない。つまり成長期が存在する。しかも、スズメガを見ればわかるようにほとんど成長しない成虫は恒温性であっても急速な成長をする幼虫期は通常典型的な変温動物である。四肢動物でも同様で、典型的な変温動物であるアマガエルやアベコベガエルは幼体であるオタマジャクシは急速に成長するが、上陸後のカエルの体重増加は非常に緩やかである。ニホンカナヘビでも最初の一年は体重が急速に増加するがその後(5~6年の寿命がある)の体重増加は緩やかである。 これらは決して特殊な例外ではない。逆の例(恒温・内温動物の方が成長が早い・成長期がある)を例示することも極めて容易である(上の例を、ヒト→ゾウガメ、カイコ→カンガルーやミツバチ、ニホンカナヘビ→ウサギ、アミメニシキヘビ→ウシ、ワニ→ライオンなどとし、倍率なども適宜動かせばよい)。つまり、化石生物などで個体の成長速度が速いことや、急速な成長期があることが類推できる形質が認められても、恒温動物であろう、もしくは逆に変温動物であろうという推定は成立しない。むしろ、恒温変温にかかわらずr戦略傾向を強く持つ種では成長速度が速く(ハツカネズミ、ネコやニホントカゲでは誕生4週で3倍程度)、K戦略傾向を強く持つ種の成長速度は遅い(ヒト、ウシやムカシトカゲでは誕生1年で3倍程度)。 文章: 生物学者 生物学の創始者であるフランチェスコ・レディは、歴史上もっとも偉大な生物学者の1人として知られている。自然哲学者でもあったロバート・フックは、植物を拡大すると見られるハチの巣状の構造に対して「細胞」という用語を作りだした。 チャールズ・ダーウィンとアルフレッド・ラッセル・ウォレスは独自に自然選択説による進化論を組み立て、1859年に出版されたダーウィンの著書「種の起源」で詳細に提唱された。この中でダーウィンは、人間を含む全ての生物の特徴は、長期にわたって多様性を蓄積してきた自然の過程によって形作られたとしている。現在の進化論は生物学の多くの分野に影響を及ぼしている。またこれとは別に、1866年にはグレゴール・ヨハン・メンデルが遺伝の法則を発見し、これは現代の遺伝学の基礎となっている。1953年にはジェームズ・ワトソンとフランシス・クリックが、全ての生物の形態や性質を決定する遺伝子を形成する核酸であるDNAの基本構造が二重らせん構造であることを、モーリス・ウィルキンスやロザリンド・フランクリンの研究結果をもとに決定し発表した。 1996年にはイアン・ウィルムット率いる研究チームが、成体の体細胞から初めてクローンの哺乳類を生むことに成功し、この時生まれた羊はドリーと名付けられた。 文章: リー・ヴァン・ヴェーレン リー・ヴァン・ヴェーレン(Leigh M. Van Valen、1935年8月12日 - 2010年10月16日)はアメリカの進化生物学者である。 数多いヴァン・ヴェーレンの仕事の一つは、彼が発表し「ヴァン・ヴェーレンの法則」としても知られる「絶滅の法則」を説明するための赤の女王仮説の提唱(1973年)である。その法則は、生物の分類単位である科の絶滅する確率は一定であることを示している。それらのデータは1000種の化石を扱った10本の論文から集められた。 彼はまた、エルンスト・マイヤーの生物学的な種の定義に対して、1976年に生態学的な種の定義を行った。 文章: グレイシャー国立公園 アジアからの侵入病害である五葉マツ類発疹さび病(White pine blister rust)の蔓延により、マツの一種、アメリカシロゴヨウ(英語版)(Whitebark pine)は深刻な被害を被っている。グレイシャーとその周辺地域では、このマツの30%が枯れており、現存するマツの内、70%以上は発疹さび病に感染している。マツは松の実として知られている高脂肪な種を落とす。松の実はアメリカアカリス(英語版)(red squirrels)とハイイロホシガラスが好む食物である。グリズリーとアメリカグマは、リスが隠した松の実を探す習性があると知られている。松の実はクマが好む食物の1つである。1930年と1970年の間、発疹さび病の感染拡大を抑える試みが行われたが、不成功に終わった。今後もこのマツの死滅は続くと考えられる。マツの死滅により、マツに依存している種は悪影響を受ける。 かつてグレイシャー国立公園に生息していた、アメリカバイソンとウッドランドカリブー(woodland caribou)を除くすべての植物と動物が、現在でも生息している。生物学者は植物や動物の研究において、そのままの生態系を調査することが可能である。 哺乳類では62種の生息が確認されている。公園内に生息するグリズリー(ハイイログマ)およびカナダオオヤマネコの2種は、絶滅の危機にある。この2種の個体数は以前と変わっていないものの、絶滅危惧種として登録されている。これはアラスカ州以外の合衆国では、グリズリーおよびカナダオオヤマネコはとても数が少ないか、生息していない地域があるためである。平均して年に1、2回、人がクマに襲われる。 1910年の公園設立以来、クマに関連関連する死亡者は全部で10人である。公園のグリズリーとオオヤマネコの生息数は正確には知られていないが、2008年現在、公園生物学者は、公園に300頭を超えるグリズリーが生息していると確信している。2001年にはオオヤマネコの生息数を調査する研究が開始した。グリズリーとアメリカグマの正確な生息数は知られていない。しかし、生物学者は正確な生息数を求めるさまざまな方法を試みている。アラスカ、ハワイを除く48州では非常に珍しい哺乳類であるクズリが公園に生息し続けていることが別の研究で示されている。公園の公式シンボルであるシロイワヤギ、ビッグホーン、ヘラジカ、アメリカアカシカ、ミュールジカ(mule deer)、オジロジカ(white-tailed deer)、コヨーテ、および他では滅多に見ることの出来ないピューマなどの大型哺乳動物は、いたるところに豊富に生息している。1990年代にタイリクオオカミを再導入する計画を開始したイエローストーン国立公園とは異なり、グレイシャー国立公園ではオオカミが1980年代に人の手無しに再度住み着いたとされている。その他、アメリカアナグマ、カワウソ類、アメリカヤマアラシ類、アメリカミンク、テン類、フィッシャー、6種のコウモリ、および多くの小型哺乳類が生息する。 文章: 生物学 生物学(せいぶつがく、英: biology、羅: biologia)とは、生命現象を研究する、自然科学の一分野である。広義には医学や農学など応用科学・総合科学も含み、狭義には基礎科学(理学)の部分を指す。一般的には後者の意味で用いられることが多い。類義語として生命科学や生物科学がある(後述の#「生物学」と「生命科学」参照)。 文章: グリーンの法則 グリーンの法則(英語: Green's law)は、19世紀のイギリスの物理学者、ジョージ・グリーンが提唱した、津波の波高と水深との関係を表す法則である。端的に言えば「水深が浅くなると津波の高さは高くなる」という法則である。 文章: ヨハネス・ベドノルツ ヨハネス・ゲオルク・ベドノルツ(Johannes Georg Bednorz, 1950年5月16日 - )は、ドイツの物理学者・鉱物学者。表記はベトノルツとも。酸化物高温超伝導体の発見によって、カール・アレクサンダー・ミュラーとともに1987年度のノーベル物理学賞を受賞した。 文章: 動物の系統 ヘッケルは、進化論に基づいて、動物の系統を解明することを考えた。そのころ、幼生の形態が、動物の類縁関係の解明に役立つことが、少しずつわかってきていたが、彼はそれを大胆に拡張した。彼の考えによると、発生の過程はその動物の進化の道筋そのものであって、だから、幼生が似通っているものは、そこまでの進化の道を共有する証拠なのである。彼のこの説は“反復説”と呼ばれる。彼はさらに、それを発生の初期にさかのぼって適用し、動物の系統全体を説き明かそうとした。発生は受精卵に始まる。彼はこれを単細胞段階と考える。受精卵は細胞分裂を行い、多くの動物では中空で表面に繊毛を備えた、いわゆる“胞胚期”(ガスツルラ)となる。彼はこれを最初の多細胞動物の姿と考え、その仮想の姿に対してガスツレアという名をつけた。彼の説は、ここからガスツレア説と呼ばれる。 文章: 温帯低気圧 1920年前後にノルウェーの気象学者ヴィルヘルム・ビヤークネスを中心とする学派(ノルウェー学派またはベルゲン学派と呼ばれる)によって提唱された低気圧モデルである。この時代には高層大気についての観測データはまだ少なく、地上観測でのデータを中心に構築されたモデルである。古典モデルであるが、低気圧の実態についてよく説明できるため現在でも広く低気圧の説明に利用されている。ノルウェー学派は暖気を持つ中緯度高気圧と寒気を持つ極高気圧の境界にできる寒帯前線(高緯度低圧帯)上で発生する渦と考えた。寒帯前線の一部で暖気の勢力が強まるとその部分は高緯度に向かって移動しはじめ温暖前線となり、一方寒気の勢力が強まると低緯度に向かって移動しはじめ寒冷前線となる。コリオリの力によってこの空気の流れは回転させられ、東側の温暖前線と西側の寒冷前線の境界で北半球では反時計回転の渦(南半球では時計回転の渦)ができる。