Правило Бергмана и Аллена
Правило Бергмана и Аллена. По способности поддерживать температуру тела все животные делятся на гомойотермные, температура тела которых не зависит от окружающей среды, и пойкилотермные, температура тела которых от неё.
В 1847 г немецкий биолог Карл Бергман сформулировал правило, гласящее, что животные, обитающие в областях с преобладающими низкими температурами, имеют, более крупные размеры тела по сравнению с обитателями более теплых зон и областей. Соблюдается это только при том условии, что рассматриваемые животные являются гомойотермными.
Суть правила заключается в том, что теплопродукция, то есть выделение тепла клетками организма, пропорциональна объему тела. Теплоотдача (передача тепла в окружающую среду) пропорциональна площади поверхности тела. Следовательно, с увеличением объема площадь поверхности растет относительно медленно, что позволяет увличить отношение «теплопродукция / теплоотдача» и таким образом компенсировать потери тепла с поверхности тела в холодном климате.
Можно представить двух животных, имеющих тело в виде кубов со сторонами а у первого и 2а — у второго животного.
S1 = 6 a2
V1 = a3
T1 = V1 / S1 = a3/ 6 a2 = a / 6
S2 = 6 (2a)2 = 24 a2
V2 = (2a)3 = 8 a3
T2 = V2 / S2 = 8a3/ 24 a2 = a / 3
Таким образом, отношение V / S , а значит, практически, и отношение теплопродукции к теплоотдаче, у второго животного в два раза выгоднее для условий, где теплопродукция должна быть больше, чем теплоотдача (т.е. для холодного климата).
Джоелом Алленом в 1887 году было сформулировано ещё одно правило, отражающее характер телосложения животного в зависимости от температурных условий среды. Парвило Аллена звучит так:
животные, обитающие в областях с преобладающими низкими температурами, имеют, как правило, более короткие выступающие части тела (уши, лапы, хвост, нос) по сравнению с обитателями более теплых зон и областей. Это правило действенно, опять же, только для гомойотермных животных.
Суть его состоит вот в чем. Как было сказано, теплопродукция пропорциональна объему тела. Теплоотдача пропорциональна площади поверхности тела. Тонкие выступающие части тела, имеющие небольшой объем и большую площадь поверхности, увеличивают теплоотдачу, т.е. ведут к потере тепла организмом. И именно поэтому животные, обитающие в средах с преимущественно низкими температурами, имеют более короткие уши, хвост, конечности и другие выступающие части тела.
Такая особенность является одним из аспектов аллометрии животных, а именно – эволюционной аллометрией. Термин аллометрия означает неравномерный рост частей тела, различие пропорций у организмов.
Так же аллометрия у животных может быть онтогенетическая аллометрия, ой, т.е. прослеживаемой в ходе онтогенеза особи или устанавливаемой при сравнении разновозрастных особей одного вида; и внутривидовой, обнаруживаемой при сравнении особей на одной стадии развития (обычно взрослых), которые отличаются друг от друга по размеру.