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.