Nișă ecologică
Regula lui BERGMANN
Biologul german Carl BERGMANN a formulat următoarea regulă încă din 1847:
Regula lui BERGMANN
În cadrul unei specii sau genuri, indivizii care trăiesc în regiuni mai reci sunt mai mari decât indivizii care trăiesc în regiuni mai calde.
În 90% din toate cărțile școlare și, de asemenea, în Wikipedia, diferitele Specii de pinguini, uneori diferitele Specie de tigru enumerate ca exemple primare pentru regula BERGMANN.
Da, oameni buni, știu, potrivit noii ortografii germane, idiotul apostrof este acum folosit pentru termeni precum regula lui Bergmann, adică „regula lui Bergmann”. Deoarece nu sper să fiu un prost, voi continua să ader la vechea convenție științifică și să scriu nume mici precum BERGMANN cu majuscule.
Pinguinul împărat, care trăiește în Antarctica (Polul Sud), este cel mai mare cu o înălțime de până la 120 cm, în timp ce pinguinul Galapagos, care trăiește în apropierea ecuatorului, este cel mai mic cu doar 50 cm. Un alt exemplu care este adesea citat este diferitele specii de tigri. Aici, tigrul siberian, cu o lungime a corpului de 3,3 m, este semnificativ mai mare decât tigrul Sumatra, care are doar 2,5 m lungime. Diferitele specii de vulpi sunt folosite mai rar pentru a ilustra regula BERGMANN; vulpile trebuie de obicei să explice regula lui Allen, la care voi ajunge într-o clipă. Vulpea arctică cântărește până la 4,5 kg, în timp ce fenecul, care trăiește în Africa de Nord, cântărește doar 1,5 kg.
Un exemplu destul de neconvențional poate fi găsit pe un site web al Universității din Düsseldorf: Merlele au lungimi ale aripilor de 136 mm în Suedia, 132 mm în Germania, 129 mm în Insulele Canare și 125 mm în nordul Marocului.
Un alt punct foarte important: regula lui Bergmann se aplică numai animalelor homoioterme cu aceeași temperatură! Deci, dacă există o sarcină cu păianjeni, insecte, broaște, reptile sau pești de diferite dimensiuni în Abitur sau într-un examen, trebuie să fii atent! Regula BERGMANN nu se aplică aici.
O explicație fizică a regulii lui Bergmann
Cu cât volumul corpului unui animal este mai mare, cu atât mai multe celule pot produce căldură. Suprafața corpului este responsabilă pentru degajarea căldurii. Cu cât suprafața corpului este mai mare, cu atât se poate emite mai multă căldură.
| 1 cm | 1 cm 3 | 6 cm 2 | 0,167 cm |
| 2 cm | 8 cm 3 | 24 cm 2 | 0,333 cm |
Să comparăm două „animale de zaruri” între ele. Animalul cu o lungime de margine de 2 cm produce de opt ori mai multă căldură decât animalul cu o lungime de margine de 1 cm. Cu toate acestea, nu pierde de opt ori mai multă căldură, ci doar de patru ori mai multă căldură decât animalul mai mic. Raportul dintre volum și suprafața V/O este mult mai favorabil la animalul mare decât la animalul mic.
Ceea ce am calculat aici poate fi verificat destul de ușor experimental. Pur și simplu luați două vase de sticlă, de exemplu baloane Erlenmeyer, care sunt de dimensiuni diferite, de exemplu 100 ml și 500 ml. Apoi umpleți vasele cu apă fierbinte și puneți un termometru în fiecare dintre ele. Acum puteți urmări pe o perioadă mai lungă de timp cum se răcesc vasele. Pistonul mai mic se răcește mult mai repede decât pistonul mai mare.
Regula BERGMANN și animalele cu sânge rece
Prin definiție, regula BERGMANN se aplică numai animalelor strâns legate de aceeași temperatură. Cu toate acestea, faptele fizice de mai sus sunt, desigur, valabile pentru toate ființele vii. De exemplu, un animal cu sânge rece nu trebuie să piardă multă căldură corporală în mediul înconjurător atunci când este frig afară. Așa că ai putea avea ușor ideea că un animal mare cu sânge rece are un avantaj. Greșeala raționamentului constă însă în faptul că animalele cu sânge rece nu își produc propria căldură corporală. Prin urmare, un volum mare în raport cu suprafața corpului nu prezintă niciun avantaj. Dimpotrivă, este adesea avantajos ca zonele cu sânge rece să fie mai mici în zonele mai reci decât în zonele calde. La urma urmei, animalele cu sânge rece „se umplu” de căldură prin suprafața corpului, culcându-se la soarele cald. Și aici este benefic dacă volumul corpului este cât mai mic posibil și suprafața corpului este cât mai mare în raport cu acesta. Prin urmare, animalele cu sânge rece din zonele reci ar trebui să fie mai mici decât rudele apropiate din zonele calde. Și așa este, de exemplu, cu insectele sau șopârlele. Cele mai mari exemplare apar în apropierea ecuatorului.
Noi studii
Dar acum există un studiu realizat de Gunnar Brehm (Universitatea Friedrich Schiller Jena) din 10 septembrie 2018, publicat în revista „Ecography”, potrivit căruia - cel puțin cu molii - este de fapt ceea ce descrie regula lui Bergman [1 ] .
"Într-un profil de înălțime de la câmpiile fierbinți până la vârfurile mai reci ale unui vulcan din Costa Rica, reprezentanții a două familii extrem de bogate în specii de fluturi - molia ursului și păianjenul - devin din ce în ce mai mari cu cât merge mai sus" [2] .
Animalele specifice care trăiesc în regiuni mai reci ale unui lanț montan sunt, prin urmare, mai mari decât rudele lor care trăiesc mai jos în regiunile mai calde.
Regula lui Allen
Acum ajungem la regula ALLEN, care este discutată și în majoritatea cărților școlare. Conform acestei reguli stabilite de Joseph ALLEN (1838-1921), este avantajos în zonele reci să aveți apendicele corpului cât mai mici (urechi, cozi, picioare) deoarece urechile mari, cozile sau picioarele degajă multă căldură mediului înconjurător. Cu toate acestea, extremitățile mari sunt avantajoase în zonele calde, deoarece aici este tocmai vorba de a da cât mai multă căldură corporală posibil mediului, pentru a evita supraîncălzirea corpului.
Regula lui Allen
În cadrul unei specii sau genuri, indivizii care trăiesc în regiuni mai reci au anexe mai mici decât indivizii care trăiesc în regiuni mai calde.
Vulpile servesc drept prim exemplu în majoritatea cărților școlare. În timp ce vulpea arctică are urechi foarte mici, fenecul din Africa de Nord are „urechi de vele” uriașe. Un alt exemplu menționat uneori este specia de elefant. Elefantul indian are urechi semnificativ mai mici decât elefantul african. Iepurele brun și iepurele de munte sunt, de asemenea, ocazional citate ca exemple ale regulii lui ALLEN.
Alte reguli climatice
Regula HESSE
Animalele endoterme au o inimă mai mare și mai grea în regiunile mai reci decât animalele strâns legate în regiunile mai calde.
Practic este probabil doar o consecință a regulii BERGMANN. Animalele din regiunile mai reci sunt mai mari, deci au un volum mai mare care trebuie alimentat cu sânge. În mod logic, inima trebuie să facă mai mult.
Regula lui GLOGER
Animalele endoterme sunt mai închise la culoare în zonele mai calde decât în zonele mai reci.
Din păcate, nu există o explicație foarte bună pentru această regulă, există diverse ipoteze în care nu vreau să intru aici. Dacă doriți, puteți citi intrarea Wikipedia din „Reguli ecogeografice”.
Regula lui RENSCH
La speciile mai mici, femelele sunt mai mari decât masculii, în timp ce la speciile mai mari masculii sunt mai mari decât femelele.
Nici o explicație sensibilă pentru această regulă nu poate fi găsită, nici aici mă refer la intrarea de pe Wikipedia despre subiectul „Reguli ecogeografice”.
Legături interne:
Linkuri externe:
- Regula lui Bergmann în PdN-Ph. 8/53 (2004)
- Regula lui Bergmann, definiție pe o pagină a Universității din Düsseldorf
- „Cu cât este mai mare, cu atât este mai mare” în Spektrum der Wissenschaft compact 42/2018.
14.04.2016: Pagină creată
05.02.2018: pagina revizuită
20 octombrie 2018: s-au adăugat noi descoperiri cu privire la regula lui Bergmann.
Umfla:
[1] Gunnar Brehm, Dirk Zeuss, Robert K. Colwell: „Dimensiunea corpului moliei crește odată cu elevarea de-a lungul unui gradient de înălțime tropical complet pentru două clade hiperdiverse” în Ecografie, Early View, 10.09.2018.
[2] Daniel Lingenhöhl: „Cu cât este mai mare, cu atât este mai mare” în Spektrum der Wissenschaft compact 42/2018.