Perché gli animali che vivono al sud hanno le gambe più lunghe? Le zampe più incredibili del regno animale

Poiché il trasferimento di calore nel corpo avviene attraverso la superficie del corpo, la termoregolazione degli animali dipende in gran parte dal rapporto tra superficie e peso corporeo. Gli organismi più grandi hanno un'area superficiale per unità di massa relativamente minore. Allora diventa chiaro perché nelle specie strettamente imparentate dello stesso genere o nelle sottospecie della stessa specie si trovano animali più grandi nelle parti più fredde dell'areale.

Nell'emisfero settentrionale si osserva un aumento delle dimensioni degli animali man mano che ci si sposta verso nord, nell'emisfero meridionale - verso sud. Questa generalizzazione, fatta nel 1847 da K. Bergmann, fu chiamata regola di Bergmann. Ci sono molti esempi che illustrano la regola di Bergmann. Pertanto, la lunghezza del cranio nelle sottospecie di cinghiale della Spagna meridionale è di circa 32 cm, della Polonia - circa 41 cm, della Bielorussia - 46 cm, della Siberia - fino a 56 cm. Lo stesso si osserva nei lupi, negli orsi. volpi, caprioli, lepri e altri animali. I più grandi orsi bruni vivono nella Siberia nord-orientale e in Alaska. Le lepri brune più piccole vivono in Spagna, mentre quelle più grandi vivono lì corsia centrale URSS confine settentrionale della sua gamma. Questa regola vale anche per gli uccelli. Ad esempio, la lunghezza dell'ala (indicatore dimensioni generali) nelle allodole cornute del Canada 111 cm, della California - solo 97 cm; Il rigogolo europeo è molto più grande dei suoi parenti dell'Afghanistan e dell'India. L'esempio dei pinguini è molto tipico. Il più piccolo è il pinguino delle Galapagos, che vive in zona tropicale, alto solo circa 50 cm Nel clima temperato della Terra del Fuoco, si trova il pinguino crestato, che raggiunge i 65 cm. Il più grande dei pinguini, l'imperatore, vive sulla costa antartica: la sua altezza è di 120 cm o più. Esistono però delle eccezioni alla regola di Bergmann, spesso comprensibili. Innanzitutto questo uccelli migratori. IN orario invernale migrano verso di più climi più caldi e non sperimentare molta azione basse temperature. In secondo luogo, piccoli animali (roditori, insettivori) che vivono in tane dove il microclima è relativamente più mite. Infine, questi sono animali dell'isola che obbediscono a modelli specifici.

Va detto che V. G. Heptner (1936) ha attirato l'attenzione su un modello molto interessante che sviluppa la regola di Bergmann: nei continenti ci sono centri di dimensione massima e minima delle specie. Nel Paleartico, il centro di massima dimensione animale è Chukotka, e il minimo è l'Algeria. Nel Neartico - rispettivamente Alaska e Florida. Lo sviluppo e l'integrazione della regola di Bergmann è una caratteristica notata dagli zoologi nella struttura degli animali che vivono nelle regioni fredde del globo. Si è scoperto che negli animali omeotermi, le sottospecie della stessa specie o le specie strettamente imparentate dello stesso genere hanno code, orecchie e arti più corti rispetto ai loro parenti più stretti delle regioni calde. Le zampe e il collo degli animali settentrionali sono più sottili e stretti. Questo fenomeno è chiamato regola di Allen. Il suo significato biologico è lo stesso: riduzione della superficie del corpo rispetto alla sua massa e, di conseguenza, diminuzione del trasferimento di calore. La regola di Allen è illustrata in modo convincente dalle dimensioni delle orecchie e dei piedi delle lepri. Le lepri delle sabbie dell'Asia centrale hanno zampe e orecchie lunghe, mentre la lepre europea e soprattutto quella settentrionale hanno zampe e orecchie relativamente corte. L’esempio delle volpi è ancora più significativo. Nei climi caldi Nord Africa vive la volpe più piccola e allo stesso tempo dalle orecchie più lunghe: la volpe fennec vive nelle nostre tundre con orecchie e muso corti; Volpe artica. La volpe europea è un incrocio tra i due.

Naturalmente tutti gli adattamenti non possono ridursi ad una reazione soltanto alla temperatura. In questo senso l’influenza del clima nel suo insieme è significativa, il che è confermato dalla cosiddetta regola di Gloger. Secondo questa regola, le sottospecie della stessa specie o le specie più vicine dello stesso genere di animali omeotermi che vivono in zone con climi diversi hanno colori diversi. Nelle forme provenienti dalle parti calde e umide del globo, è più scuro e più saturo. Ciò è dovuto all'accumulo di pigmenti di eumelanina nel corpo. Nelle forme provenienti da zone secche e calde, predomina il colore chiaro (rosso, giallo-marrone), poiché in quelle condizioni climatiche Altri pigmenti, le feomelanine, sono concentrati nel tegumento degli animali. Ecco perché gli animali del deserto hanno una colorazione speciale che si armonizza con il substrato, la cosiddetta colorazione del deserto. Ci sono molti esempi che illustrano la regola di Gloger. Essenzialmente tutto fauna del deserto Nostro Asia centrale e il Kazakistan è soggetto a questa regola.

La dipendenza della dimensione, della dimensione delle parti sporgenti del corpo e del colore degli animali dalla distribuzione geografica è un fenomeno di isomorfismo geografico. Si esprime nel fatto che gli animali di alcuni paesi hanno caratteristiche comuni di corporatura e colore. Ciò è meglio illustrato dagli abitanti del deserto dell'Asia, dell'Africa e dell'Australia, che, nonostante tutte le differenze tra loro posizione sistematica hanno un aspetto simile.

Sottolineiamo ancora una volta che i modelli elencati compaiono all'interno di una specie, meno spesso all'interno di un genere, ma tra specie strettamente imparentate.

Oltre a questi fattori ambientali, la luce gioca un ruolo importante nella vita degli animali terrestri. Tuttavia, qui non esiste una dipendenza diretta, come si osserva nelle piante. Tuttavia, è lì. Ciò si esprime almeno nell'esistenza di forme diurne e notturne. Va notato che non è l'illuminazione in sé a svolgere un ruolo, ma la somma della luce. Nella zona tropicale questo fattore significato speciale non ha per la sua costanza, ma alle latitudini temperate e circumpolari la situazione cambia. Come è noto, la lunghezza ore diurne dipende dal periodo dell'anno. Solo la lunga giornata polare (che dura diverse settimane) può spiegare il fatto che gli uccelli migratori dell'estremo nord stiano al passo poco tempo schiudi e dai da mangiare ai pulcini, poiché gli insetti servono loro da cibo e sono attivi 24 ore su 24.

L’abbondanza di luce sta spingendo i confini della vita per molte specie verso nord. Le brevi giornate invernali non consentono nemmeno agli uccelli amanti del freddo di procurarsi una quantità di cibo sufficiente a compensare i costi energetici, e sono costretti a migrare verso sud.

Un potente fattore regolatore ciclo vitale per un certo numero di animali serve la durata delle ore diurne. Il fenomeno del fotoperiodismo, alla cui spiegazione ha dato un contributo significativo lo zoologo sovietico A. S. Danilevskij, determina lo sviluppo di un certo numero di generazioni negli insetti durante l'anno, nonché la possibilità di espandere le gamme degli animali ad altre zone latitudinali .

La fotofilia o la fotofobicità degli animali può essere un indicatore del loro atteggiamento nei confronti del clima. Pertanto, molte forme desertiche appaiono apertamente solo al crepuscolo o di notte, non perché siano "fotofobi convinti", ma, a quanto pare, perché di notte c'è più vapore acqueo nell'aria. In altre parole, nelle zone calde e secche, i climi “diurno” e “notturno” sono diversi. Ciò consente sia ai veri xerofili che agli animali che richiedono una maggiore idratazione di vivere lì.

Anche il vento dovrebbe essere considerato un fattore climatico significativo. SU globo ci sono posti dove soffia costantemente e con grande forza. Ciò è particolarmente vero per coste marine e isole. Qui, di regola, non ci sono insetti volanti: farfalle, mosche, piccole api, vespe, mentre vivono nel vicino continente. L'assenza di questi insetti comporta l'assenza pipistrelli nutrendosi di loro. Gli insetti senza ali sono tipici delle isole oceaniche, il che riduce il rischio di finire in mare. Pertanto, il vento determina in una certa misura la composizione della fauna.

A loro volta, gli uccelli dal becco a tubo - albatros, procellarie, fregate - sono confinati in aree con venti costanti. Questi uccelli sono in grado di librarsi sopra l'acqua sfruttando le correnti d'aria e senza sprecare alcuno sforzo muscolare nel movimento.

Anche la natura del substrato, cioè il suolo, gioca un ruolo importante nella vita degli animali terrestri. In questo caso, non conta solo la chimica del terreno, ma anche la sua Proprietà fisiche. Esiste una dipendenza della distribuzione degli animali dalla presenza di sali nel terreno. Gli artropodi sono i più sensibili alla salinità del suolo. Ad esempio, coleotteri del genere Bledius, come molti coleotteri macinati, si trovano solitamente solo su terreni salini. Tali animali sono classificati come alofili. Molti animali sono sensibili al tipo rocce. Le rocce calcaree, ad esempio, ospitano molluschi le cui conchiglie sono fatte di calce.

Tuttavia, più spesso la chimica del suolo ha un effetto indiretto sugli animali, in particolare attraverso le piante alimentari. Il ruolo del fattore nutrizionale nella vita degli animali è ben noto. Nessun organismo può sopravvivere senza cibo, perché a causa di nutrienti ricevono energia e materiale per costruire il proprio corpo. Come già accennato, gli animali in generale si nutrono di piante. Gli eterotrofi usano solo già pronti composti organici. Va notato che la diversità delle specie di piante e animali sulla terra crea una serie di differenze che sono caratteristiche specificamente degli ecosistemi terrestri.

Ecologia

Le mani per una persona sono una delle più parti importanti del corpo. Facciamo quasi tutto con le mani, anche comunichiamo. Tuttavia, l'uomo non è l'unica creatura sul pianeta con mani e dita abili. Gli arti degli animali, che vengono comunemente chiamati zampe, può sorprendere molto. Ti invitiamo a conoscere le zampe più insolite del mondo animale.

Animali fantastici

Minacciando sì-sì

Si si – creatura straordinaria, residente in Madagascar, che può “mostrare dito medio"come nessun altro al mondo. Si si O piccolo braccio- un piccolo primate che può essere chiamato il più strano di tutti i primati. Ha zampe brutte e ossute con lunghe dita e artigli, che ricordano gli eroi delle fiabe su vampiri e lupi mannari.

Inoltre, il dito medio della mano è leggermente più grande degli altri e sporge notevolmente. Con il suo aiuto la bestia bussa agli alberi cercando i vuoti nella corteccia, dove possono nascondersi gustosi insetti di cui si nutre. Se un aye-aye trova un bocconcino, morde il legno e usa il suo lungo dito sinistro per afferrare la preda.

Piccole mani, nonostante il loro aspetto minaccioso, completamente innocuo per tutti tranne gli insetti, però, gli abitanti del Madagascar sono molto ostili verso questi animali, considerandoli un brutto segno. Se un sì-aye viene visto vicino a un villaggio, verrà ucciso immediatamente, poiché si ritiene che altrimenti la sfortuna si abbatterà sul villaggio.

Elena la rana volante

Nel 2009, mentre viaggiavano attraverso la foresta vicino alla città vietnamita di Ho Chi Minh City, i biologi si imbatterono in un'incredibile rana. Questa rana è lunga circa 9 centimetri, come si è scoperto, apparteneva a una nuova specie di rane volanti sconosciute alla scienza, note per la loro capacità di saltare da un albero all'altro e fluttuare nell'aria utilizzando speciali zampe palmate.

Biologo Judy Rowley, che scoprì questa rana in Vietnam, le diede il nome rana volante Elena in onore di sua madre Helen Rowley.

Gli animali più sorprendenti

Talpa con molte dita

Talpe- animali molto carini, con la possibile eccezione di Talpa dal muso di stella, che vive negli Stati Uniti e in Canada. Le talpe hanno arti straordinari, di cui hanno semplicemente bisogno per viaggiare sottoterra.

Le zampe anteriori grandi e piatte funzionano come pale e i lunghi artigli sulle dita lo consentono scavare buche e tunnel sotterranei, in cui le talpe trovano riparo e cibo.

Nel 2011, i ricercatori Università di Zurigo ha suggerito perché le zampe della talpa scavano il terreno così bene: le talpe sì un dito in più– ricambio a forma di falce pollice.

Questo pollice non ha articolazione motoria, neo si appoggia a lui mentre scava, il che conferisce ai suoi artigli della pala una forza extra. Gli studi hanno dimostrato che l'osso di questo dito si sviluppa dalle ossa del polso allo stadio embrionale un po' più tardi rispetto alle ossa delle altre dita. Le talpe lo hanno davvero non 5, ma 6 dita sulle tue zampe!

Geco appiccicoso

Gechi vantano zampe incredibili che permettono loro di aggrapparsi quasi per qualsiasi superficie. Le linee sulla pianta delle zampe sono ricoperte di peli chiamati setole, anch'essi ricoperti di setole.

Queste ultime strutture sono così piccole che permettono ai gechi di aderire alla superficie su cui si muovono. Ti permettono di rafforzarti forza di van der Waals, una debole forza elettrica che tiene insieme molte cose, inclusa la maggior parte della materia organica.

Stare al caldo è molto importante per quegli animali che vivono al freddo zone climatiche, quindi, molti di loro si distinguono per il loro fisico adattato a tali condizioni.
Dati di base:
Cambiare la forma del corpo. Molti abitanti delle zone fredde hanno forma, dimensione e proporzioni corporee diverse dalla forma, dimensione e proporzioni corporee degli animali della stessa specie che abitano nelle zone calde. Questa struttura corporea è segno di una migliore adattabilità alla regolazione dello scambio termico. Questo fatto è spiegato dall'esempio di due regole.
La regola di Bergman. È ovvio che gli animali che vivono al freddo zone climatiche, hanno un corpo arrotondato. Secondo la regola di Bergaman, la forma rotonda del corpo aiuta a trattenere meglio il calore. Un ottimo esempio illustrativo questa regola, i corpi cilindrici dei mammiferi che vivono in acqua fredda, in particolare guarnizioni.
La regola di Bergaman dice che tra gli animali della stessa specie che vivono in vasta area, gli individui più grandi si trovano nelle regioni fredde. Più si avvicinano al sud, più piccole sono le loro dimensioni. Ad esempio, la tigre più attiva è Tigre dell'Amur. Più piccolo: bengalese. E uno molto piccolo: una tigre di Giava. Quindi, nel rispetto delle regole, grandi lupi deve vivere nell'Artico.
La regola di Allen. Secondo la regola di Allen, gli animali che abitano nelle zone fredde del loro areale hanno meno parti del corpo sporgenti (arti, coda, orecchie) rispetto ai rappresentanti della stessa famiglia che vivono nelle zone più fredde. zone calde. Le dimensioni del corpo sono ridotte per ridurre il trasferimento di calore e prevenire inutili perdite di calore. Pertanto, la volpe artica ordinaria ha un corpo, arti e coda corti, una fronte convessa e orecchie e bocca corte. La volpe rossa ha un corpo più allungato, coda e muso lunghi, nonché orecchie fortemente sporgenti. E la volpe della steppa ha arti lunghi e orecchie enormi. Gli animali hanno bisogno di orecchie grandi per migliorare il trasferimento di calore e per evitare che il loro corpo si surriscaldi.

O LO SAPEVI CHE...
I cincillà hanno una pelliccia molto folta perché da un follicolo pilifero crescono fino a 40 peli.
Durante il disgelo invernale, piove alle latitudini artiche, dopodiché la lana bagnata dei buoi muschiati spesso congela, formando un guscio di ghiaccio che impedisce all'animale di muoversi.
1 cm2 di pelle settentrionale sigillo di pelliccia copre fino a 50.000 capelli.
Le renne compiono spesso lunghi viaggi in cerca di riparo dai venti freddi, cercano di scaldarsi premendo i loro corpi l'uno contro l'altro;

I mammiferi che vivono in zone fredde mantengono una temperatura corporea costante, grazie innanzitutto allo strato d'aria presente nella loro pelliccia. Molte specie animali hanno uno spesso strato di grasso sotto la pelle. Alcune specie sfuggono al freddo con l'aiuto di una speciale struttura corporea.
A nord del circolo polare artico
La parte più fredda dell'areale dei mammiferi è l'Artico. Ad eccezione dell'orso polare, che vive anche al Polo Nord, la maggior parte delle specie vive nelle regioni meridionali. Molti residenti nell'Artico hanno una pelliccia folta, lunga e solitamente bianca. Loro pellicce sono progettati secondo il principio dei doppi infissi, tra i quali c'è l'aria - uno strato protettivo termico. IN estate La pelliccia della maggior parte delle specie si sta assottigliando. L'orso polare indossa un abito bianco con sfumature gialle durante tutto l'anno. i raggi del sole penetrare attraverso i peli bianchi fino alla pelle dell'orso e riscaldarla. La pelliccia dell'orso è costituita da un sottopelo spesso, quindi la pelle dell'orso, anche mentre ci nuota dentro acqua ghiacciata rimane asciutto. Inoltre, uno spesso strato lo protegge dal freddo. Grasso sottocutaneo.
Il ghiottone ha anche una pelliccia molto folta. Poiché sulla pelliccia del ghiottone non si formano mai cristalli di ghiaccio, gli eschimesi cuciono le sue pelli come supporto per i vestiti. Altri animali “resistenti al gelo”, i buoi muschiati, hanno peli lunghi 50-70 cm che crescono dal sottopelo spesso. Entrambi gli strati hanno eccellenti proprietà di ritenzione del calore e proteggono l'animale anche nelle gelate più intense. Il bue muschiato perde la muta durante la breve estate artica.
Termoregolazione IN MONTAGNA
Nelle zone montuose, le temperature notturne sono generalmente molto inferiori a quelle diurne. I mammiferi che vivono in alta montagna devono adattarsi non solo alle variazioni di temperatura stagionali, ma anche a quelle quotidiane. Vento, pioggia e neve in inverno non sono fenomeni molto piacevoli, motivo per cui la maggior parte degli abitanti degli altipiani, come quelli che vivono nell'Artico, hanno una pelliccia folta. I cincillà, le vigogne, i guanachi, i lama e gli alpaca che vivono sulle Ande hanno una pelliccia molto calda. Le persone tosano guanachi, lama, vigogne e alpaca per ottenere lana calda. Nelle montagne boscose la differenza tra la temperatura diurna e quella notturna non è così grande. Questo è usato da molti tipi Capre di montagna e gli arieti, che scendono in questi luoghi da una quota più elevata per l'inverno.
Termoregolazione IN ACQUA

Alcuni mammiferi marini vivono vicino all'Artico e al Circolo polare artico meridionale, mentre i trichechi si trovano solo nell'Artico. Alcune specie di pinnipedi vivono al largo delle coste dell'Antartide, essendo costantemente in acque ghiacciate. Il narvalo e il beluga trascorrono qui tutta la loro vita, e il grigio, la gobba e balene blu compaiono in queste regioni in periodo estivo. Nell'acqua fredda, il trasferimento di calore è molto più intenso che nell'aria fredda. Una persona che si trova in tali condizioni può vivere solo pochi minuti. La forma cilindrica delle balene e delle foche impedisce loro di generare calore in eccesso e il loro spesso strato di grasso le aiuta a mantenere una temperatura corporea costante quando si trovano in acqua ghiacciata. Lo spessore dello strato di grasso, a seconda del tipo di animale, varia da pochi centimetri a mezzo metro. Inoltre, i pinnipedi hanno uno speciale sistema circolatorio- funge da scambiatore di calore. Il principio del suo funzionamento si basa sul fatto che il vaso attraverso il quale il sangue entra nell'arto è intrecciato con una rete di piccoli vasi che trasportano il sangue dall'arto. Con lo scambio termico stabilito tra flussi sanguigni diretti in modo opposto, si ottiene un raffreddamento minimo del sangue che circola all’interno del corpo dell’animale.
PROTEZIONE DAL FREDDO
Con l'inizio di forti gelate, uno strato di neve per molti animali diventa un ottimo rifugio che trattiene il calore. Piccoli mammiferi come i lemming scavano complessi corridoi sotterranei, ricoperti da uno spesso strato di neve. In inverno l'ermellino si nasconde anche sottoterra. Gigante orso bruno, che vive in Alaska, dorme in una tana in inverno, e gli orsi polari maschi si nascondono sotto la neve solo durante le tempeste di neve, mentre le femmine gravide vanno in letargo in una tana innevata. Una femmina di orso polare si arrampica in una tana e si rannicchia in una palla. La tana è coperta di neve. In questo caso la neve forma una sorta di strato isolante. Lupi, renna e le alci non hanno paura del gelo. Le alci non hanno fretta ibernazione, ma prendono energia dalle riserve di grasso accumulate in estate e in autunno. Si muovono pochissimo e solo con il gelo cercano rifugio nei boschetti di piante e in altri luoghi protetti. Chipmunks e molti altri piccoli mammiferi in inverno vanno in letargo.

"Le parti sporgenti del corpo degli animali a sangue caldo (orecchie, zampe, coda) sono più piccole nei climi freddi che nei climi caldi."

Spiegazione: Più grandi sono le orecchie e la coda, maggiore è la superficie corporea attraverso la quale fuoriesce il calore. Questo non è vantaggioso per gli animali del nord, motivo per cui le loro orecchie e la coda sono piccole. Per i parenti meridionali, invece, è conveniente avere un'ampia superficie per rinfrescarsi in qualche modo.

Spiegazione: Quando un organismo aumenta di dimensioni, il suo volume aumenta e la sua superficie aumenta: tutti crescono, ma Con a velocità diverse . La superficie resta indietro: cresce più lento del volume, quindi la superficie dei grandi animali settentrionali è relativamente piccola. Ne hanno bisogno per la stessa cosa: emettere meno calore.

Esempio: il lupo polare è il più grande di tutti i lupi, orso polare- di tutti gli orsi, ghiottone - di tutti i mustelidi, alci - di tutti i cervi, gallo cedrone - di tutti i galli cedroni.

Perché animali così grandi come l'elefante e l'ippopotamo vivono nel sud?

Perché lì c'è abbastanza vegetazione perché possano nutrirsi. - Ma allo stesso tempo loro Molto caldo. L'ippopotamo siede costantemente nell'acqua, l'elefante si rinfresca con l'aiuto delle sue enormi orecchie. (I mammut, che vivevano in climi temperati, avevano le stesse dimensioni degli elefanti moderni, ma ne avevano dimensione normale orecchie e pelo, come si conviene ai mammiferi.)

Nel 1847 Carl Gustav Bergmann, che lavorava all’Università di Gottinga, formulò una regola che, in forma semplificata, recita così: “In un clima più caldo, gli animali a sangue caldo della stessa specie o di specie affini sono più piccoli, e in in un clima più freddo sono più grandi”.

Inizialmente, le conclusioni del biologo, anatomista e fisiologo tedesco furono percepite con dubbio dalla comunità scientifica, ma col tempo divenne ovvio che Bergman non avrebbe potuto descrivere in modo più accurato uno dei principi dell'evoluzione.

In effetti, un tale modello non solo esiste, ma è anche chiaramente visibile. Ad esempio, un animale con uno degli habitat più ampi è il lupo. Il lupo arabo, che vive in Oman, Israele e altri paesi del Medio Oriente, è una creatura magra e bassa del peso di circa 15 chilogrammi. Nonostante le sue dimensioni, è un feroce predatore, simbolo biblico di malizia e rabbia.

Lupo da foreste settentrionali e lupo egiziano (sotto)

In Alaska e nel Canada settentrionale ci sono lupi due volte più grandi e cinque volte più pesanti. I lupi del nord dell'India, che allevarono Mowgli, raggiungevano a malapena un peso di un quarto di centesimo, ma la bestia su cui cavalcava Ivan Tsarevich avrebbe tirato, se fosse realmente esistito, non meno di 60 chilogrammi, come lupo esperto zona forestale della Russia.

La situazione è simile con il puma. La gamma di peso tra gli individui che vivono sull'equatore e nel sud del Canada o dell'Argentina va da 60 a 110 e anche, in casi eccezionali, 120 chilogrammi.

I cambiamenti sono evidenti mentre si scalano le montagne. Più sono alti e, di conseguenza, più freddi, più grandi sono gli animali. Se consideriamo animali di specie simili, allora la regola di Bergman è ancora più evidente: l’orso malese, peso medio che pesa 45 chilogrammi, dieci volte meno del peso dell'orso polare medio.

L'orso polare è uno dei più grandi rappresentanti terrestri dei mammiferi dell'ordine dei carnivori. La sua lunghezza raggiunge i 3 m, il peso fino a 1 tonnellata vive nelle regioni polari dell'emisfero settentrionale della Terra.

L'orso malese è il rappresentante più piccolo della famiglia degli orsi: non supera 1,5 m di lunghezza. Vive in India.

Vuoi grandi differenze? Per favore! Metti mentalmente accanto al più piccolo cervo del sud, il kanchila di Sumatra, e al più grande del nord, l'alce della Kamchatka o dell'Alaska. La differenza è semplicemente fantastica: 25 centimetri al garrese e 1200 grammi di peso per il primo e quasi 2,5 metri e 650 chilogrammi per il secondo. Questo confronto potrebbe non essere molto corretto, ma è chiaro.

RISPARMIA CALORE

Qual è il segreto per cui gli animali crescono quando il clima diventa più freddo? È tutta una questione di termoregolazione. Più fa freddo, più è importante preservare il calore corporeo, per ridurre al minimo il trasferimento di calore ambiente. Dopotutto, mantenere una temperatura corporea costante richiede energia, cioè, in definitiva, cibo. Deve essere ottenuto, il che significa sprecare energia. Perché sprecarlo ancora?

A prima vista, maggiore è la superficie del corpo, maggiore è la perdita di calore Essere vivente. Ma è inutile considerare le perdite di calore in sé: ciò che conta è il loro rapporto con la produzione di calore. Gli animali non solo perdono calore, ma lo producono anche, e maggiore è il volume del corpo, maggiore è la quantità di joule emessi nell'atmosfera.

Piccoli cervi e alci kanchile dell'Alaska

All’aumentare delle dimensioni del corpo, l’aumento del volume supera l’aumento della superficie: un animale che diventa due volte più largo, più alto e più lungo avrà un aumento di quattro volte dell’area corporea e un aumento di otto volte del volume.

Pertanto, il rapporto tra la perdita di calore e la sua produzione sarà due volte più vantaggioso per un animale “adulto”. In realtà, ovviamente, non tutto è così matematicamente preciso, ma la tendenza è questa.

Naturalmente, come ogni regola relativa alla natura vivente - cioè ai sistemi dinamici più complessi composti da molti componenti - esistono delle eccezioni alla regola di Bergman. Le loro ragioni possono essere molto diverse.

Dalla scarsità di cibo, che semplicemente non consente agli animali di “ingrassare” e li costringe a diventare più piccoli, alla dispersione degli animali al di fuori del loro areale abituale. In tali situazioni, il quadro potrebbe non essere “ideale” perché non è trascorso abbastanza tempo.

Gli animali che si sono spostati verso nord o verso sud non hanno ancora avuto il tempo di evolversi, perché, come la maggior parte dei processi simili, negli animali a sangue caldo il cambiamento di dimensioni dovuto al clima avviene abbastanza rapidamente secondo gli standard paleontologici, ma più lentamente di quanto si possa osservare con occhio nudo.

Tuttavia, gli animali più grandi - elefanti, ippopotami, giraffe - vivono dove fa molto caldo. E questo non contraddice la regola di Bergman. Tali giganti hanno accesso a risorse alimentari estremamente abbondanti. E sarebbe strano non usarli, visto che puoi mangiare fino a tardi grandi formati, che di per sé è piacevole, e allo stesso tempo “allontanarsi” dalla minaccia dei predatori che non possono far fronte ai giganti.

Ma questi animali sono costantemente a rischio di surriscaldamento, poiché la loro produzione di calore è enorme, quindi, quando risolvono i problemi di trasferimento del calore, devono ricorrere a tutti i tipi di trucchi. Ad esempio, stare seduti per la maggior parte del tempo in acqua, come gli ippopotami, o far crescere enormi orecchie, come gli elefanti.

POLO PIÙ VICINO - ORECCHIE PIÙ PICCOLE

La regola di Bergmann è raramente considerata isolatamente da un'altra regola ecogeografica, scritta dallo zoologo americano Joel Allen. Nel 1877 Allen pubblicò un'opera in cui attirò l'attenzione degli specialisti sulla relazione tra il clima e la struttura corporea degli animali a sangue caldo specie affini: più il clima è freddo, più piccole sono le parti sporgenti del corpo rispetto alla sua dimensione complessiva.

Al contrario, più il clima è caldo, più orecchie più lunghe, code e zampe. Ancora una volta, non devi cercare lontano per trovare esempi: la volpe fennec e la volpe artica. Volpe del desertoè famosa per le sue enormi orecchie a forma di vela, mentre la volpe artica ha orecchie piccole che in inverno sporgono a malapena dalla folta pelliccia.

Volpe artica e volpe fennec (sotto)

Gli elefanti indiani e africani vivono in climi caldi e i loro parenti Mammut siberiano viveva nella terra del gelo. U elefante africano orecchie enormi, quella indiana era notevolmente più piccola e quelle del mammut erano completamente indegne rispetto agli standard degli elefanti.

Anche i modelli delle dimensioni delle parti sporgenti del corpo sono legati al trasferimento di calore. Il trasferimento di calore attivo avviene attraverso la coda, le orecchie e le zampe, quindi al nord o negli altopiani è vantaggioso minimizzarne le dimensioni. Inoltre, qui non stiamo parlando solo della perdita di calore sprecato, ma anche di mantenere intatto l'organo. Code lunghe E grandi orecchie può semplicemente congelarsi in modo che si sviluppi la necrosi dei tessuti - questo a volte accade ai cani che gli abitanti delle città portano nella tundra da luoghi con clima temperato. In questi casi, le orecchie e la coda degli sfortunati animali a quattro zampe devono essere amputate.

elefante indiano

E dove fa caldo, quelli dalla coda lunga e dalle orecchie lunghe sono il posto più adatto. Poiché la perdita di calore attiva avviene attraverso questi organi, qui non sono un peso, ma, al contrario, un mezzo per raffreddare il corpo, agendo come un radiatore su un dispositivo di raffreddamento del computer. Prendiamo come esempio l'elefante. Le sue grandi orecchie, ricche di vasi sanguigni, ricevono sangue.

Qui si raffredda, cedendo calore all'ambiente, e ritorna nel corpo. Lo stesso si può dire dei processi nel bagagliaio. Non sappiamo, ma solo supponiamo, quanto consumasse energia per i mammut possedere un baule. Ciò che salvò gli antichi animali fu che il tronco aveva uno strato di grasso abbastanza solido e, come il resto del corpo del mammut, era ricoperto di folto pelo.

Esistono altre regole che descrivono la dipendenza dell'aspetto degli animali dal clima? Nel 1833, cioè prima che Bergman postulasse la sua regola, l'ornitologo tedesco Konstantin Wilhelm Gloger, che lavorava a Breslavia (l'attuale Wroclaw), notò: in specie affini di uccelli (e come hanno dimostrato ulteriori osservazioni, anche nei mammiferi e in alcuni insetti) la pigmentazione è più varia e più luminosa in ambienti caldi e clima umido che in condizioni fredde e secche.

Coloro che hanno avuto la fortuna di entrare nel magazzino del Museo Zoologico dell'Università Statale di Mosca hanno potuto vedere dozzine di pelli di lupo appese una dopo l'altra. Lunghezza bruno-rossastra più di un metro, quelli fulvi sono un po' più lunghi, quelli grigi sono ancora più lunghi e, infine, enormi, a misura d'uomo, quasi bianchi con una leggera mescolanza di peli grigi e neri. Rossi e bianchi del sud lupi del nordè un esempio della regola di Gloger.

Un altro esempio è lo storno rosa, un residente paesi caldi, e lo storno comune, scuro con macchie chiare. Inizialmente si supponeva che questa distribuzione fosse dovuta alla necessità di mimetizzarsi: tra la vegetazione brillante dai petali di fiori multicolori, è facile non notare l'uccello del paradiso con il suo tripudio di colori nel piumaggio, ma la pernice bianca lo farà essere in piena vista.

Storno rosa e comune (sotto)

E il colibrì arcobaleno sarà altrettanto a disagio nella tundra - e c'è un'alta probabilità che anche prima che si congeli, l'uccello finirà tra i denti o gli artigli di qualcuno. La versione mimetica non viene negata nemmeno adesso, ma si è scoperto che qui è in gioco un altro fattore: in ambienti caldi e ambiente umido la sintesi dei pigmenti procede più attivamente.

C'è un'interessante eccezione alla regola di Gloger. Si tratta del cosiddetto melanismo industriale, scoperto prima in Inghilterra e poi in Inghilterra Nord America. Un esempio di ciò sono le farfalle che vivono in luoghi con industrie sviluppate. Le fabbriche emettevano fumo e fuliggine, tronchi di betulla e licheni si scurivano. Le farfalle bianche divennero visibili sullo sfondo e gli uccelli le mangiarono.

Sopravvissero quegli insetti che, a causa di una mutazione casuale, si rivelarono melanici (neri). A poco a poco, il numero di individui neri nelle popolazioni cominciò a raggiungere il 90%, ma una volta il 99% erano bianchi.

Veniamin Shekhtman
Rivista DISCOVERY agosto 2014