Екологична ниша
Правилото на BERGMANN
Немският биолог Карл БЕРГМАН формулира следното правило още през 1847 г .:
Правилото на BERGMANN
В рамките на даден вид или род индивидите, които живеят в по-студени региони, са по-големи от индивидите, които живеят в по-топлите региони.
В 90% от всички учебници, а също и в Уикипедия различните Видове пингвини, понякога различните Тигрови видове изброени като примери за правилото BERGMANN.
Да, хора, знам, че според новия немски правопис идиотският апостроф вече се използва за термини като правилото на Бергман, т.е. "правилото на Бергман". Тъй като не се надявам да бъда глупак, ще продължа да се придържам към старата научна конвенция и да пиша собствени имена като BERGMANN с малки капачки.
Императорският пингвин, който живее в Антарктика (Южен полюс), е най-големият с височина до 120 см, докато пингвинът Галапагос, който живее близо до екватора, е най-малкият само с 50 см. Друг пример, който често се цитира, са различните видове тигри. Тук сибирският тигър с дължина на тялото 3,3 м е значително по-голям от тигъра Суматра, който е дълъг само 2,5 м. Различните видове лисици се използват по-рядко, за да илюстрират правилото на BERGMANN; Повечето пъти лисиците трябва да обясняват правилото на Алън, до което ще стигна след малко. Арктическата лисица тежи до 4,5 кг, докато фенекът, който живее в Северна Африка, тежи само 1,5 кг.
Доста нестандартен пример може да бъде намерен на уебсайта на университета в Дюселдорф: Дроздите имат дължина на крилата 136 мм в Швеция, 132 мм в Германия, 129 мм на Канарските острови и 125 мм в Северна Мароко.
Друг много важен момент: Правилото на Бергман обикновено се прилага само за хомоиотермични животни със същата температура! Така че, ако има задача с паяци, насекоми, жаби, влечуги или риби с различни размери в Abitur или на изпит, трябва да бъдете внимателни! Правилото на BERGMANN не се прилага тук.
Физическо обяснение на правилото на Бергман
Колкото по-голям е обемът на тялото на животното, толкова повече клетки могат да произвеждат топлина. Повърхността на тялото е отговорна за отделянето на топлина. Колкото по-голяма е телесната повърхност, толкова повече топлина може да се отдели.
| 1 см | 1 см 3 | 6 см 2 | 0,167 см |
| 2 см | 8 см 3 | 24 см 2 | 0,333 см |
Нека сравним две „животни на зарове“ помежду си. Животното с дължина на ръба 2 cm произвежда осем пъти повече топлина от животното с дължина на ръба 1 cm. Той обаче не губи осем пъти повече топлина, а само четири пъти повече топлина от по-малкото животно. Съотношението обем/повърхност V/O е много по-благоприятно при голямото животно, отколкото при малкото животно.
Това, което изчислих тук, може да бъде проверено доста лесно експериментално. Просто вземате два стъклени съда, например колби на Erlenmeyer, които са с различни размери, например 100 ml и 500 ml.След това напълвате съдовете с гореща вода и поставяте термометър във всеки от тях. Сега можете да наблюдавате за по-дълъг период от време как съдовете се охлаждат. Малкото бутало се охлажда много по-бързо от по-голямото бутало.
Правилото на БЕРГМАН и хладнокръвни животни
По дефиниция правилото на BERGMANN се прилага само за тясно свързани животни с една и съща температура. Въпреки това, горните физически факти, разбира се, са валидни за всички живи същества. Например, хладнокръвното животно не трябва да губи много телесна топлина от околната среда, когато навън му е студено. Така лесно бихте могли да схванете идеята, че голямо хладнокръвно животно има предимство. Грешката в разсъжденията обаче се крие във факта, че хладнокръвните животни не произвеждат собствената си телесна топлина. Следователно големият обем по отношение на телесната повърхност няма предимство. Напротив, често е изгодно хладнокръвните райони да бъдат по-малки в по-студените, отколкото в топлите райони. В края на краищата хладнокръвните животни се „пълнят“ с топлина през телесната си повърхност, като лежат на топло слънце. И тук е изгодно, ако обемът на тялото е възможно най-малък и повърхността на тялото е възможно най-голяма спрямо него. Следователно хладнокръвните животни в студените райони трябва да са по-малки от техните близки роднини в топлите райони. И така е например с насекоми или гущери. Най-големите екземпляри се срещат близо до екватора.
Нови проучвания
Но сега има изследване на Гунар Брем (Университет на Фридрих Шилер Йена) от 10 септември 2018 г., публикувано в списание „Екография“, според което - поне с молци - всъщност това е описаното в правилото на Бергман [1 ] .
„В профил на кота от горещите низини до по-хладните върхове на вулкан в Коста Рика, представителите на две изключително богати на видове семейства пеперуди - мечият молец и паяк - стават все по-големи, колкото повече се изкачва.“ [2] .
Поради това конкретните животни, които живеят в по-студени райони на планинска верига, са по-големи от техните роднини, които живеят по-надолу в по-топлите райони.
Правило на Алън
Сега стигнахме до правилото на ALLEN, което също се обсъжда в повечето учебници. Според това правило, установено от Джоузеф АЛЕН (1838-1921), в студените зони е изгодно да имаме възможно най-малките придатъци на тялото (уши, опашки, крака), тъй като големите уши, опашки или крака отдават много топлина на околната среда. Големите крайници обаче са изгодни в топлите зони, тъй като тук става въпрос именно за отдаване на колкото се може повече телесна топлина на околната среда, за да се избегне прегряване на тялото.
Правило на Алън
В рамките на даден вид или род индивидите, живеещи в по-студени региони, имат по-малки придатъци от индивидите, живеещи в по-топлите региони.
Лисиците служат като отличен пример в повечето учебници. Докато арктическата лисица има много малки уши, фенекът в Северна Африка има огромни "уши на платна". Друг пример, който понякога се споменава, е видът слонове. Индийският слон има значително по-малки уши от африканския слон. Кафявият заек и планинският заек също понякога се цитират като примери за управлението на ALLEN.
Допълнителни правила за климата
Правило HESSE
Ендотермичните животни имат по-голямо и по-тежко сърце в по-студените райони от близкородствените животни в по-топлите райони.
По принцип това вероятно е само следствие от управлението на BERGMANN. Животните в по-студените райони са по-големи, така че те имат по-голям обем, който трябва да бъде снабден с кръв. Логично е, че тогава сърцето трябва да направи повече.
Правилото на GLOGER
Ендотермичните животни са с по-тъмен цвят в по-топлите райони, отколкото в по-студените.
За съжаление няма наистина добро обяснение за това правило, има различни хипотези, които не искам да навлизам тук. Ако искате, можете да прочетете записа в Уикипедия на тема "Екогеографски правила".
Правилото на RENSCH
При по-малките видове женските са по-големи от мъжките, докато при по-големите мъжките са по-големи от женските.
Не може да се намери и разумно обяснение за това правило, и тук се позовавам на записа в Уикипедия по темата „Екогеографски правила“.
Вътрешни връзки:
Външни връзки:
- Правилото на Бергман в PdN-Ph. 8/53 (2004)
- Правило на Бергман, дефиниция на една страница от университета в Дюселдорф
- „Колкото по-високо, толкова по-голямо“ в Spektrum der Wissenschaft compact 42/2018.
14.04.2016: Страницата е създадена
05.02.2018: преработена страница
20 октомври 2018 г .: Добавени са нови открития за правилото на Бергман.
Подуване:
[1] Gunnar Brehm, Dirk Zeuss, Robert K. Colwell: „Размерът на тялото на молец се увеличава с издигане по пълен тропически възвишен градиент за две хиперразнообразни клади“ в Ecography, Early View, 10.09.2018.
[2] Даниел Лингенхьол: „Колкото по-високо, толкова по-голямо“ в Spektrum der Wissenschaft compact 42/2018.