Miksi etelän eläimillä on pitkät jalat? Maaeläinten olemassaolon ja leviämisen edellytykset. Miksi gepardi juoksee nopeasti, mutta ei kauaa

Göttingenin yliopistossa työskennellyt Carl Gustav Bergmann muotoili vuonna 1847 säännön, joka yksinkertaistettuna kuulostaa tältä: ”Lämpimmässä ilmastossa yhden tai samanlaisen lajin lämminveriset eläimet ovat pienempiä ja kylmemmän ilmaston ne ovat suurempia."

Aluksi tiedeyhteisö otti saksalaisen biologin, anatomin ja fysiologin johtopäätökset epäilevästi vastaan, mutta ajan myötä kävi ilmi, että Bergman kuvasi yhtä evoluution periaatteista mahdollisimman tarkasti.

Todellakin, tällainen kuvio ei vain ole olemassa, vaan se on myös selvästi näkyvissä. Esimerkiksi eläimessä, jolla on yksi laajimmista elinympäristöistä - susi. Omanissa, Israelissa ja muissa Lähi-idän maissa asuva arabialainen susi on laiha lyhyt olento, joka painaa noin 15 kiloa. Kokostaan ​​huolimatta se on julma saalistaja, raamatullinen pahuuden ja raivon symboli.

Pohjoisen metsän susi ja egyptiläinen susi (alla)

Alaskassa ja Pohjois-Kanadassa on kaksi kertaa suurempia ja viisi kertaa painavampia susia. Pohjois-Intian sudet, jotka kasvattivat Mowglia, saavuttivat tuskin neljäsosasentin painoa, mutta peto, jolla Ivan Tsarevitš ratsasti, olisi vetänyt, jos se todella olisi ollut olemassa, vähintään 60 kiloa, kuin paatunut susi. Venäjän metsävyöhykkeestä.

Samanlainen tilanne puuman kanssa. Päiväntasaajalla ja Etelä-Kanadassa tai Argentiinassa asuvien yksilöiden painon vaihtelu on 60-110 ja poikkeustapauksissa jopa 120 kiloa.

Muutokset ovat havaittavissa, kun kiipeät vuorille. Mitä korkeampi ja vastaavasti kylmempi, sitä suurempia eläimiä. Jos tarkastellaan lähisukulaisten lajien eläimiä, Bergmanin sääntö on vieläkin ilmeisempi: malaijilainen karhu, jonka keskipaino on 45 kiloa, on kymmenen kertaa keskimääräistä jääkarhua huonompi.

Jääkarhu on yksi suurimmista lihansyöjäluokan maan nisäkkäistä. Sen pituus on 3 m, paino jopa 1 tonni. Se elää maan pohjoisen pallonpuoliskon subpolaarisilla alueilla.

Malaijilainen karhu on karhuperheen pienin edustaja: sen pituus ei ylitä 1,5 m. Se asuu Intiassa.

Haluatko suuria eroja? Ole kiltti! Sijoita henkisesti pienimmän eteläisen hirven, Sumatran kanchilin, ja suurimman pohjoisen hirven, Kamtšatkan tai Alaskan hirven viereen. Ero on yksinkertaisesti fantastinen: 25 senttimetriä säkäkorkeutta ja 1200 grammaa painoa ensimmäisellä ja lähes 2,5 metriä ja 650 kilogrammaa toisella. Tällainen vertailu ei ehkä ole kovin oikea, mutta se on selvä.

SÄÄSTÄ LÄMPÖÄ

Mikä on salaisuus, miksi eläimet kasvavat ilmaston kylmenessä? Kyse on lämpösäätelystä. Mitä kylmempää on, sitä tärkeämpää on säilyttää kehon lämpö, ​​jotta lämmön siirtyminen ympäristöön minimoidaan. Loppujen lopuksi kehon vakiolämpötilan ylläpitäminen vaatii energiaa, eli viime kädessä ruokaa. Se on louhittava, mikä tarkoittaa energian kuluttamista. Miksi tuhlata sitä taas?

Ensi silmäyksellä, mitä suurempi kehon pinta on, sitä enemmän elävä olento menettää lämpöä. Mutta lämpöhäviöitä on turha tarkastella sinällään - niiden suhde lämmöntuotantoon on tärkeä. Eläimet eivät vain menetä lämpöä, vaan myös tuottavat sitä, ja mitä suurempi kehon tilavuus, sitä enemmän joulea se vapauttaa ilmakehään.

Pienet kanchil kauriit ja hirvi Alaskasta

Kehon koon kasvaessa tilavuuden kasvu ylittää pinta-alan kasvun: eläimellä, joka tulee kaksi kertaa leveämmäksi, pitemmäksi ja pidemmäksi, kehon pinta-ala kasvaa nelinkertaiseksi ja tilavuus kahdeksan kertaa.

Siten lämpöhäviön suhde sen tuotantoon on kaksinkertainen "aikuiselle" eläimelle. Todellisuudessa kaikki ei tietenkään ole niin matemaattisesti tarkkaa, mutta trendi on juuri sellainen.

Tietysti, kuten kaikissa villieläimiin - eli monimutkaisimpiin, monien komponenttien dynaamisiin järjestelmiin - liittyvään sääntöön, Bergmanin sääntöön on poikkeuksia. Niiden syyt voivat olla hyvin erilaisia.

Elintarvikkeiden niukkuudesta, joka ei yksinkertaisesti anna eläinten "nousua" ja pakottaa ne pienentymään, eläinten uudelleensijoittamiseen niiden tavanomaisen elinalueen ulkopuolelle. Tällaisissa tilanteissa kuva ei ehkä ole "ihanteellinen", koska aikaa ei ole kulunut tarpeeksi.

Pohjoiseen tai etelään muuttaneet eläimet eivät ole vielä kehittyneet, koska, kuten useimmat vastaavat prosessit, lämminverisillä eläimillä ilmaston aiheuttama koonmuutos on paleontologisesti mitattuna melko nopea, mutta hitaampi kuin "paljaalla silmällä" voi nähdä. .

Kuitenkin suurimmat eläimet - norsut, virtahepot, kirahvit - elävät siellä, missä on erittäin kuuma. Eikä tämä ole ristiriidassa Bergmanin säännön kanssa. Tällaisten jättiläisten käytettävissä on äärimmäisen runsaat ruokavarat. Ja olisi outoa olla käyttämättä niitä - koska voit syödä jopa suuren koon, mikä on sinänsä miellyttävää, ja samalla "tuoda" itsesi pois petoeläinten uhalta, jotka eivät selviä jättiläisistä.

Mutta nämä eläimet ovat jatkuvasti ylikuumenemisvaarassa, koska niiden lämmöntuotanto on valtava - siksi lämmönsiirto-ongelmien ratkaisemiseksi heidän on tehtävä kaikenlaisia ​​temppuja. Esimerkiksi istuminen vedessä suurimman osan ajasta, kuten virtahepo, tai kasvaa suuria korvia, kuten norsuja.

TAPA LÄHEMMÄN - KORVAT PIENEMMÄT

Bergmanin sääntöä tarkastellaan harvoin erillään toisesta ekomaantieteellisestä säännöstä, jonka kirjoittaja kuuluu yhdysvaltalaiselle eläintieteilijälle Joel Allenille. Vuonna 1877 Allen julkaisi teoksen, jossa hän kiinnitti asiantuntijoiden huomion ilmaston ja sukulaislajeihin kuuluvien lämminveristen eläinten ruumiinrakenteen väliseen suhteeseen: mitä kylmempi ilmasto on, sitä pienemmät niiden ulkonevat ruumiinosat ovat suhteessa sen kokonaiskokoon.

Toisaalta mitä lämpimämpi ilmasto, sitä pidemmät korvat, hännät ja jalat. Jälleen kerran, sinun ei tarvitse mennä kauas esimerkkeihin: fennekkettu ja naali. Aavikkokettu on kuuluisa valtavista purjekorvistaan, kun taas kettulla on pienet korvat, jotka tuskin nousevat ulos paksusta villasta talvella.

Kettu ja kettu (alla)

Intialaiset ja afrikkalaiset norsut elävät lämpimässä ilmastossa, ja heidän sukulaisensa siperianmammutti eli pakkasmaalla. Afrikkalaisella norsulla on valtavat korvat, intialaisella on huomattavasti pienempi, ja mammutti oli elefanttistandardien mukaan täysin arvoton.

Kehon ulkonevien osien koon säännöllisyydet liittyvät myös lämmönsiirtoon. Hänntien, korvien ja jalkojen kautta tapahtuu aktiivinen lämmönsiirto, joten pohjoisessa tai ylängöllä niiden kokoa kannattaa minimoida. Ja emme puhu täällä vain turhasta lämmön menetyksestä, vaan myös siitä, kuinka keho pysyy ehjänä. Pitkät hännät ja suuret korvat voivat yksinkertaisesti jäätyä niin, että kudosnekroosi kehittyy - tämä tapahtuu joskus koirilla, joita kaupunkilaiset tuovat tundralle paikoista, joissa on lauhkea ilmasto. Tällaisissa tapauksissa onnettomien nelijalkaisten korvat ja hännät on leikattava.

Intian norsu

Ja missä on lämmin, pitkähäntäinen ja korvainen, on sopivin paikka. Koska aktiivinen lämpöhäviö tapahtuu näiden elinten kautta, ne eivät ole taakka tässä, vaan päinvastoin, kehon jäähdytyskeino, joka toimii tietokoneen jäähdyttimen jäähdyttimenä. Otetaanpa esimerkkinä norsu. Sen suuret, vaskularisoidut korvat vastaanottavat verta.

Täällä se jäähtyy, luovuttaen lämpöä ympäristöön ja palaa kehoon. Samaa voidaan sanoa tavaratilan prosesseista. Emme tiedä, vaan oletamme vain, kuinka paljon energiaa mammuteilla oli rungon omistaminen. Muinaiset eläimet pelastuivat sillä, että runko oli melko kiinteällä rasvakerroksella ja, kuten muuallakin mammutin vartalossa, oli paksun karvan peitossa.

Onko olemassa muita sääntöjä, jotka kuvaavat eläinten ulkonäön riippuvuutta ilmastosta? Vuonna 1833, toisin sanoen ennen kuin Bergmann esitti valtansa, Breslaussa (nykyinen Wroclaw) työskennellyt saksalainen lintututkija Konstantin Wilhelm Gloger huomasi, että sukulaisissa lintulajeissa (ja, kuten lisähavainnot osoittivat, myös nisäkkäissä ja joissakin hyönteisissä) , pigmentaatio on monipuolisempaa ja kirkkaampaa lämpimissä ja kosteissa ilmastoissa kuin kylmissä ja kuivissa ilmastoissa.

Ne, jotka pääsivät Moskovan valtionyliopiston eläintieteellisen museon arkistoon, saattoivat nähdä kymmeniä susinahkoja roikkumassa peräkkäin. Punertavan ruskea korkeintaan metrin pituinen, kellanruskea hieman pidempi, harmaa vielä pidempi ja lopulta valtava, ihmisen kokoinen, melkein valkoinen, jossa on hieman sekoitusta harmaita ja mustia karvoja. Punaiset eteläiset ja valkoiset pohjoiset sudet ovat esimerkki Glogerin säännöstä.

Toinen esimerkki on vaaleanpunainen kottarainen, lämpimien maiden asukas, ja tavallinen kottarainen, tumma vaaleista pilkkuista. Aluksi oletettiin, että tällainen jakautuminen johtui naamiointitarpeesta: kirkkaan vihreyden ja moniväristen kukkalehtien joukosta on helppo missata paratiisin lintu höyhenpeitteisen värimielen kanssa, mutta merihalla olla täysillä näkyvissä.

Vaaleanpunainen kottarainen ja tavallinen (alla)

Ja sateenkaarikolibri on yhtä epämukava tundralla - ja on todennäköistä, että lintu on jo ennen jäätymistä jonkun hampaissa tai kynsissä. Naamiointiversiota ei edelleenkään kielletä, mutta kävi ilmi, että täällä toimii toinen tekijä: lämpimässä ja kosteassa ympäristössä pigmenttien synteesi etenee aktiivisemmin.

Glogerin sääntöön on mielenkiintoinen poikkeus. Tämä on niin kutsuttu teollinen melanismi, joka löydettiin ensin Englannista ja sitten Pohjois-Amerikasta. Perhoset, jotka elävät paikoissa, joissa teollisuus on kehittynyt, voivat toimia esimerkkinä siitä. Tehtaat heittivät ulos savua ja nokea, koivunrungot ja jäkälät tummuivat. Valkoiset perhoset taustallaan tulivat havaittaviksi, linnut söivät ne.

Ne hyönteiset selvisivät, jotka sattumanvaraisen mutaation vuoksi osoittautuivat melanisteiksi (mustiksi). Vähitellen mustien yksilöiden määrä populaatioissa alkoi nousta 90 prosenttiin, mutta kerran 99 prosenttia oli valkoisia.

Veniamin Shekhtman
DISCOVERY-lehti elokuussa 2014

Ekologia

Ihmisen kädet ovat yksi suurimmista tärkeitä kehon osia. Käsien avulla teemme melkein kaiken, jopa kommunikoimme. Ihminen ei kuitenkaan ole ainoa olento planeetalla, jolla on näppärät kädet ja sormet. Eläinten raajat, joita yleisesti kutsutaan tassut, saattaa yllättää sinut. Kutsumme sinut oppimaan eläinkunnan epätavallisimmista tassuista.

hämmästyttäviä eläimiä

Uhkaa Ai-Ai

Ay-ay- Madagaskarilla asuva hämmästyttävä olento, joka osaa "näyttää keskisormea" niin kuin kukaan muu maailmassa. Ay-ay tai pieni käsi- pieni kädellinen, jota voidaan kutsua oudoin kaikista kädellisistä. Hänellä on rumat luiset tassut, joissa on pitkät sormet ja kynnet, mikä muistuttaa satujen sankareita vampyyreistä ja ihmissudeista.

Lisäksi kahvan keskisormi on hieman muita suurempi ja ulkonee huomattavasti. Hänen avullaan peto koputtaa puihin etsiessään tyhjiä kuorta minne sen ruokkivat herkulliset hyönteiset voivat piiloutua. Jos aye-aye löytää herkkua, hän puree puun läpi ja nappaa saaliin pahaenteisellä pitkällä sormellaan.

Aseet uhkaavasta ulkonäöstään huolimatta, täysin harmittomia kaikille paitsi hyönteisille Madagaskarin asukkaat ovat kuitenkin erittäin epäystävällisiä näille eläimille, koska he pitävät heidän tapaamistaan ​​huonona merkkinä. Jos kylän lähellä nähdään aye-aye, hänet tapetaan välittömästi, koska muuten uskotaan, että kylä kohtaa onnettomuuden.

Lentävä sammakko Helen

Vuonna 2009 matkustaessaan metsässä lähellä vietnamilaista Ho Chi Minh Cityä, biologit törmäsivät hämmästyttävään sammakoon. Tämä sammakko on pitkä noin 9 senttimetriä, kuten kävi ilmi, kuului uuteen tieteen tuntemattomaan lentävä sammakkolajiin, joka tunnetaan kyvystään hypätä puusta toiseen ja kellua ilmassa erityisten nauhatassujen avulla.

Biologi Judy Rowley joka löysi tämän sammakon Vietnamista, antoi sille nimen lentävä sammakko Helenäitinsä kunniaksi Helen Rowley.

Upeimmat eläimet

polydaktyylimooli

Myyrät- erittäin söpöjä eläimiä, paitsi ehkä meritähti myyrä, joka asuu Yhdysvalloissa ja Kanadassa. Myyrät ovat hämmästyttävät raajat, joita he yksinkertaisesti tarvitsevat matkustaakseen maan alla.

Suuret litteät etutassut toimivat kuin lapiot, ja pitkät kynnet sormissa sallivat sen kaivaa maanalaisia ​​uria ja tunneleita jossa myyrät löytävät suojaa ja ruokaa.

Vuonna 2011 tutkijat Zürichin yliopisto ehdotti, miksi myyrän tassut kaivavat maata niin hyvin: myyrät ovat tehneet yksi ylimääräinen sormi- sirpin muotoinen varapeukalo.

Tällä peukalolla ei ole motorista niveltä, luoma luottaa siihen kaivaessaan, mikä antaa hänen lapion jaloilleen lisävoimaa. Tutkimukset ovat osoittaneet, että tämän sormen luu kehittyy ranteen luista alkiovaiheessa jonkin verran myöhemmin kuin muiden sormien luut. Myyrät todella ovat ei 5 vaan 6 sormea tassuilla!

tahmea gekko

gekot ylpeillä upeilla jaloilla, joiden avulla ne voivat tarttua melkein kiinni mille tahansa pinnalle. Heidän jalkapohjissa olevat linjat ovat peitetty karvoilla, joita kutsutaan harjakset, jotka on myös peitetty harjaksilla.

Jälkimmäiset rakenteet ovat niin matalia, että ne antavat gekot tarttua pintaan, jolla ne liikkuvat. Niiden avulla voit parantaa van der Waalsin voima, heikko sähkövoima, joka pitää monia asioita yhdessä, mukaan lukien useimmat orgaaniset aineet.

Tieteeseensä - zoogeografiaan rakastunut kirjailija väittää ja todistaa, että se on yhtä mielenkiintoista kuin kaikki, mikä liittyy eläinten elämään vapaudessa. Hän puhuu yllättävän selkeästi eläinten biologisista ominaisuuksista, jotka edistävät niiden olemassaoloa tietyssä ympäristössä, eläimistön yhteyksistä kasvimuodostelmiin, eläinten levinneisyydestä ympäri maapalloa ja niiden uudelleensijoittamista rajoittavista tekijöistä, kehityksen historiasta. eläimistöä eri mantereilla.

Kirja:

<<< Назад

Eteenpäin >>>

Glogerin laki. Jo viime vuosisadalla eläintieteilijät panivat merkille, että kostealla ilmastolla elävät maaeläimet ovat väriltään tummempia kuin kuivilla alueilla elävät saman tai saman lajin eläimet. Tämän ilmiön analysoi ja muotoili tieteellisesti eläinmaantieteelliseksi säännöksi Konstantin Albert Gloger, joka julkaisi vuonna 1833 Wroclawissa kirjan "Linnut ilmaston vaikutuksesta".

Havaittu kuvio osoittautui yleiseksi sekä selkärankaisille että selkärangattomille. Laboratoriokokeita kenttäsirkkojen kanssa (Gryllus campestris) osoitti, että sirkat saivat täyteläisen tumman värin, kun niitä pidettiin huoneessa, jossa ilman suhteellinen kosteus pidettiin 60–80 %:ssa.

Linnut osoittautuivat tahdosta riippumattomiksi osallistujiksi tällaiseen kokeeseen - keskikokoiset hawfips (Munia flaviprymna) asuu Australian autiomaassa sisämaassa. Useita tämän vaalean aavikkolajin lintuja on viety Englantiin ja pidetty vankeudessa. Kolmen vuoden kosteassa Englannin ilmastossa elämisen jälkeen lintujen höyhenpeitteihin ilmestyi tummia täpliä, mikä lisäsi tämän aavikkolajin muistuttamista tummaväriseen lähilajiin, hauvarppuun. munia castaneithorax, asuu Australian kosteissa rannikkometsissä.

Myöhemmin tämä malli vahvistettiin monilla esimerkeillä. Yksinkertaisin niistä: kotijalkaisten vaihtelu Arianta arbustorum ja Succinea pfeifferi, Keski- ja Itä-Euroopassa asuva sammakko (Rana temporaria) ja elävä lisko (Lacerta vivipara). Mielenkiintoista, amerikkalaiset myyrät Scapanus Washingtonin ja Oregonin osavaltioissa heillä on musta turkki, Pohjois-Kaliforniassa, missä ilmasto on kuivempi, ne ovat ruskehtavia, ja Etelä-Kaliforniassa, missä se on edelleen kuivempi, heidän turkkinsa on vaaleaa, hopeaa. Tätä biomaantieteellistä säännönmukaisuutta kutsutaan Glogerin laiksi.

Eläinten ulkokalvon väri ja värin voimakkuus riippuvat pigmentin - melaniinin - määrästä, ja sen muodostumiseen ei vaikuta pelkästään ilmankosteus, vaan myös ympäristön lämpötila. Matala lämpötila aiheuttaa värin vaalenemista, korkea lämpötila päinvastoin tummumista. Molempien näiden tekijöiden (ympäristön kosteus ja lämpötila) kumulatiivinen vaikutus eläimen kehoon antaa vain sen vaikutuksen, jonka yleensä havaitsemme. Joissakin tapauksissa Glogerin lakiin on poikkeuksia, jotka johtuvat kosteuden ja ilman lämpötilan erilaisista yhdistelmistä. Joten Valko-Venäjän susien villalla on vaaleampi, tuhkainen väri kuin Pyreneiden susien villalla - melko tumma, ruskehtava sävy.

Lämpötila. Ympäristön lämpötila on voimakas tekijä, joka vaikuttaa ja usein määrää elävien organismien jakautumisen maan päällä. Maan lämpötilanvaihtelut, mukaan lukien maanpinnan lämpötila, vaihtelevat hyvin laajasti - +80°C - -70°C. Ja valtamerissä se on melkein 5 kertaa vähemmän: + 30 ° - -2 C.

Lämpötilan muutokset maalla voivat joskus olla hyvinkin nopeita. Joillekin luonnonalueille on ominaista useiden kymmenien asteiden vaihtelu ympäristön lämpötilassa päivän aikana. Tällaiset lämpötilakontrastit eivät tunne vesiympäristöä.

Maaeläimet ovat monissa tapauksissa kehittäneet perinpohjaisen erilaistumisen organismeista sen mukaan, mitä ne vaativat elinympäristönsä lämpöolosuhteissa.

Eläimet ovat stenotermisiä ja eurytermisiä. Jokaisella eläinlajilla on oma elämälle edullisin lämpötila-alue, jota kutsutaan tämän lajin lämpötilaoptimiksi. Tämä lämpötila-alue, eli lämpötilaoptimin rajat, voi olla joillakin lajeilla suhteellisen laaja, kun taas toisilla se kattaa vain muutaman asteen. Jos jonkin lajin lämpötilaoptimi on kapea ja organismin normaali elintoiminto häiriintyy, kun se ylittää tämän lämpötilarajan, ja myös jos eläin ei siedä ympäristön lämpötilan vaihteluita, tätä lajia kutsutaan stenotermiseksi.

Päinvastoin, eläimiä, jotka esiintyvät menestyksekkäästi laajalla ympäristön lämpötila-alueella, eli niillä on useiden indikaattoreiden lämpötilaoptimi, kutsutaan eurytermisiksi lajiksi. Ne eivät yleensä kuole, vaikka ne joutuisivat olemaan olemassa jonkin aikaa olosuhteissa, jotka ylittävät lämpötilaoptimin.

Valtameressä on suhteellisen enemmän stenotermisiä organismeja kuin maalla. Stenotermisistä lajeista erottuvat kylmää rakastavat tai oligotermiset lajit, kuten esimerkiksi jääkarhu ja myskihärkä; lämpöä rakastavat tai polytermiset (kirahvit, apinat, termiitit jne.) ja eläimet, jotka tarvitsevat kohtuullista mutta jatkuvaa ympäristön lämpötilaa olemassaoloaan. Niitä on yleisesti ottaen vähän.

Eurytermiset lajit ovat tyypillisimpiä lauhkeille leveysasteille, joissa elinolosuhteiden vuodenaikojen kontrasti näkyy hyvin. Eurytermisille organismeille on ominaista laaja levinneisyys. Esimerkiksi rupikonnan lajien levinneisyysalue (maantieteellisen levinneisyyden alue). (Bufo bufo) ulottuu Pohjois-Afrikasta etelässä Ruotsiin pohjoisessa, jossa tätä sammakkoeläintä tavataan pohjoisessa Tukholmaan asti. Ja Pohjois-Amerikan mantereella toisen tyyppinen rupikonna (Bufo terrestris) löytyy alueelta Floridasta Hudson Bayhin. Suden, lumikko, hermeline ja monet muut nisäkkäät ja linnut, jotka elävät sekä tundralla että aroilla ja kuumilla aavikoilla, ovat yhtä laajat.

Jos jollakin luonnonvyöhykkeellä esiintyy eristetty alue, jolla on erityinen ilmasto-alue, joka muistuttaa toisen vyöhykkeen olosuhteita (esimerkiksi lämpimämmällä mikroilmastolla), sellaisessa paikassa voi asua eläimiä, jotka eivät ole ominaisia ​​tälle vyöhykkeelle. Näin ilmestyvät eteläisen eläimistön "etupostit", jotka ovat työntyneet pohjoiseen ja muistuttavat eteläisten lajien "saaria", joiden lämpötilaoptimi ei vastaa luonnonvyöhykettä. Tällainen termofiilisen eläimistön "saari" löydettiin Saksasta, Freiburgin läheisyydestä, Schwarzwaldin lounaiskulmasta. Puolassa on vastaava "saari" Krzyzanowicen läheisyydessä Nidan laaksossa.

Korkean ja matalan lämpötilan biologinen vaikutus on erilainen. Noin 55 °C:n lämpötilassa solujen protoplasman proteiinit koaguloituvat ja useimmat eläimet kuolevat. Matalat lämpötilat eivät aiheuta proteiinin hyytymistä, joten monet eläimet ovat sopeutuneet kestämään alhaisia ​​lämpötiloja, lepotilassa tai syvässä anabioottisessa tilassa, minkä jälkeen suotuisten olosuhteiden vallitessa ne voivat palata taas aktiiviseen elämään.

Reaktio lämpötilaan eroaa merkittävästi ns. kylmä- ja lämminverisillä eläimillä.

Kylmäverisiä eläimiä. Kylmäverinen tai, kuten tutkijat sanovat, poikiloterminen, sisältää suurimman osan eläinlajeista: kaikki selkärangattomat ja alemmat selkärankaiset, matelijat mukaan lukien. Kylmäveristen eläinten ruumiinlämpö on lähellä tai yhtä suuri kuin ympäristön lämpötila ja muuttuu sen muutosten seurauksena. Kylmäpysähdys tapahtuu - ja kylmäverisen eläimen ruumis kylmenee. Lämpenemisen aikana kehon lämpötila nousee. Aavikoilla on todettu nuorten rukoussirkan (suku) ruumiinlämpötiloja lähes 50 °C Mantis) ja hiekalla liikkuvat heinäsirkat, joiden lämpötila oli 50,8 °C.

Lauhkeassa ilmastossa talvehtivien hyönteisten (esimerkiksi Puolassa tai Keski- ja Itä-Euroopassa yleensä) ruumiinlämpö (tai nuket ja munat) on lähellä 0 °.

Useimmat kylmäveriset eläimet pitävät lämpimästä ilmastosta, ja useimmat niistä elävät tropiikissa. Jos jaamme tavanomaisesti maapallon kylmään vyöhykkeeseen, lauhkeaan ja kuumaan, niin niveljalkaisten lajien lukumäärä vastaisi niissä vastaavasti 1:4:18.

Kylmä- ja lämpöä rakastavissa perhoslajeissa Syntomidae näissä vyössä on vieläkin ilmeikkäämpiä suhteita - 1:3:63. Tämä kuvio on ominaista myös skorpioneille, hämähäkkeille, tuhatjalkaisille ja jopa matelijoille. Joten Puolassa, 312 tuhannen neliökilometrin alueella, elää kahdeksan matelijalajia, ja Jaavan saarella, jonka pinta-ala on vain noin 132 tuhatta neliökilometriä, tunnetaan 122 lajia.

Tämä malli on helppo ymmärtää. Lämpimässä ilmastossa kylmäveriset eläimet elävät aktiivista elämää ympäri vuoden, kun taas kylmemmille alueille siirtyessään niiden aktiivisen elämän ilmenemisaikaa rajoittaa yhä enemmän suotuisten lämpötilojen kauden lyhentyminen ja talvi, kevään alusta ja syksyn lopusta tulee pitkän lepojakson aikaa (lepotila, diapaussi, anabioosi).

Aineenvaihdunnan intensiteetti eläimen kehossa on monimutkaisesti riippuvainen ympäristön lämpötilasta. Uskotaan, että biokemiallisten prosessien nopeus kasvaa 2–3 kertaa lämpötilan noustessa 10 °C. Tämä viittaa tietysti lämpötilan muutoksiin normaaleissa indikaattoreissa, jotka tämäntyyppiset eläimet sietävät hyvin. Aineenvaihduntanopeuden (aineenvaihdunta) riippuvuutta ympäristön lämpötilasta voidaan tutkia kokeellisesti.

On todettu, että jauhokuoriaisen (jauhomadon) toukka kuluttaa 15 °C:n ympäristön lämpötilassa 104 kuutiosenttimetriä happea tunnissa painokiloa kohden, lämpötilassa 25 °C - 300 kuutiosenttimetriä, ja 32,5 ° C:ssa - 520 kuutiosenttimetriä.

Aineenvaihduntaprosessin kiihtyminen lyhentää kehon yksilön kehitysvaiheiden läpimenoaikaa, lyhentää ontogeneesivaiheen kestoa. Ennen muodonmuutoksen alkamista toukat tarvitsevat eri ajan sen mukaan, missä lämpötilassa niitä pidettiin aiemmin.

Taulukossa on esitetty jauhokuoriaisen pentuvaiheen kulkunopeus (nukkeutumishetkestä imagokuoriaisen nukkumisesta poistumiseen) ympäristön lämpötilasta riippuen:

Lämpötila C-asteina	13,5	17	21	27	33
Aika tunteina	1116	593	320	172	134

Tästä kokemuksesta voidaan nähdä, että ympäristön lämpötilan nousu noin 20 °C:lla aiheutti pupu-vaiheen keston lyhenemisen yli 8-kertaiseksi, eli kehitys nopeutui merkittävästi.

Lauhkean ilmastovyöhykkeen luonnollisissa olosuhteissa monien selkärangattomien yksilökehitysnopeus on alhainen, talvi aiheuttaa pitkän elintärkeän toiminnan laman ajan, minkä seurauksena yhden vuoden aikana ilmaantuvien sukupolvien määrä on täällä pieni - usein yksi tai kaksi.

Kuumassa ilmastossa selkärangattomien yksilökehitysvauhti on usein korkeampi, laman jaksot ovat lyhyempiä tai puuttuvat kokonaan joillain luonnonalueilla, ja vastaavasti useita ja joillakin lajilla jopa yli kymmenen sukupolvea voi syntyä vuoden aikana. vuosi.

Tämän mallin havainnollistamiseksi ja selkärangattomien lisääntymismahdollisuuksien selkeäksi kuvittelemiseksi kuumassa ilmastossa laskemme esimerkiksi joidenkin ehdollisesti otettujen, jopa kuvitteellisten hyönteislajien jälkeläisten koon, joita edustavat vain partenogeneettisesti lisääntyvät naaraat. on ilman miesten osallistumista. Ja sellaisia ​​lajeja on luonnossa!

Kehittyessään suotuisimmissa olosuhteissa, optimaalisissa olosuhteissa, jotka sijaitsevat kylmäverisille eläimille tropiikkojen välissä, ne saavuttavat suurimmat kokonsa täällä. Trooppiset tuhatjalkaiset saavuttavat 15 ja jopa 20 senttimetrin pituuden sormenpaksuudella, kun taas Euroopan lauhkeiden leveysasteiden suurin tuhatjalkainen on enintään 4 senttimetriä pitkä. Päiväntasaajan maista tulevat skolopendrat ovat jättimäisiä, jopa 27 senttimetriä pitkiä, ja Jugoslaviassa niiden enimmäispituus on 8-10 senttimetriä, mutta Puolassa niitä ei enää löydy, vain kivsyakov löytyy sieltä. (Lithobius).

Ja tämä on suora vaikutus ilmasto-olosuhteisiin. Amerikan, Afrikan ja Aasian trooppisten alueiden kylmäveriset eläimet ovat kooltaan ja ulkonäöltään samanlaisia, vaikka niiden lajit ovat yleensä erilaisia ​​eri mantereilla.

Tässä on lisää esimerkkejä samasta mallista. Euroopassa tavataan useita skorpionilajeja, mutta näiden lajien yksilöiden pituus ei koskaan ylitä kolmea senttimetriä. Enemmän skorpionilajeja elää matalilla leveysasteilla, kun taas niiden koon ehdoton ylivoima kuuluu keisarilliseen skorpioniin. (Pandinus imperator) mustalla haarniskalla peitetty ja 18 senttimetriä pitkä kuoren etureunasta vatsan päässä olevaan myrkylliseen piikkiin. Sellaiset "keisarit" asuvat Länsi-Afrikassa.

Trooppiset perhoset ja kovakuoriaiset tarjoavat upeita esimerkkejä jättimäisyydestä. Riittää, kun muistetaan brasilialaiset perhoset, joista monien siipien kärkiväli on yli 20 senttimetriä, Hercules-kuoriainen (Dynastes Hercules) 15 senttimetriä pitkiä tai valtavia hyönteisiä perheestä Belostoma, ulkoisesti vähän kuin vesiskorpioni (nepa) asuu eurooppalaisissa altaissamme, mutta on 10 senttimetriä sitä pidempi. Ei vähemmän silmiinpistävää kuin Hercules-kuoriainen on Länsi-Afrikan goliath-kuoriainen. (Goliathus giganteus), vaikka sen pituus on vain 10 senttimetriä. Mutta hänellä on kauheita punkkeja, joiden koko on kolmasosa vartalon pituudesta ja jotka muodostuvat kahdesta sarvesta: toinen päässä ja toinen päärintakehän ensimmäisessä osassa.

Trooppisissa suvussa on suuria kotiloja Achatina, joiden kuoret ovat enintään 17 senttimetriä pitkiä ja painavat yli 500 grammaa.

Kylmäveristen joukossa on yhtä eläviä ja runsaita esimerkkejä. Muistakaamme krokotiileja, jotka elävät pääasiassa trooppisissa vesistöissä, valtavia käärmeitä - pythoneja, booja ja anakondoja. Tropiikissa tavataan usein erittäin suuria myrkyllisiä käärmeitä: esimerkiksi silmälasikäärmeitä - kobrat (Naja) Aasiassa tai pelottavia afrikkalaisia ​​kyykäärmeitä (Bitis arietans ja Bitis gabonica).

Amerikkalaiset iguaanit ovat suurikokoisia (perhe Iguanidae), jotka muistuttavat liskojamme, ja seurantaliskoja (perhe Varanidae), Afrikassa ja Aasian kuumilla alueilla. Monien monitoriliskojen ja iguaanilajien ruumiinpituus ylittää usein puolitoista metriä. Suurin elävä monitorilisko on Komodon lohikäärme. (Varanus komodoensis), joka asuu kahdella pienellä saarella Indonesiassa Sumbawan ja Floresin saarten välissä; nämä ovat todellisia kolmen metrin pituisia hirviöitä, joilla on raskas runko ja voimakkaat raajat.

Lämminveriset eläimet. Vain linnuilla ja nisäkkäillä on lämmintä verta. Monimutkaiset fysiologiset mekanismit antavat heille mahdollisuuden ylläpitää tasaista ja melko korkeaa kehon lämpötilaa. Eri lintu- ja nisäkäslajeissa ruumiinlämpö ei ole sama, mutta aina enimmäkseen välillä 30 ° C - 44 ° C. Terveellä eläimellä lämpötilanvaihtelut eivät yleensä ylitä puolta astetta. Poikkeuksena ovat australialaiset platypus ja echidnas, joiden normaali ruumiinlämpö on alhaisempi kuin kaikkien muiden nisäkkäiden ja on vain 3 °C. Moniin näille muinaisille nisäkkäille tyypillisiin primitiivisyyden piirteisiin lisätään niiden ruumiinlämpötilan jonkinlainen riippuvuus ympäristön lämpötilasta, mikä ilmaistaan ​​laajempana lämpötilan vaihteluvälinä saavuttaen 4 °C sekä keskimääräisen normin ylä- että alapuolella, ja mikä tekee niistä. liittyy matelijoihin..

Korkean ja tasaisen kehon lämpötilan ylläpitämiseksi eläimen keho kuluttaa suuren määrän energiaa, joka lisäksi kuluu lämpösäteilyyn. Siksi lämminveristen eläinten tulee olla intensiivistä aineenvaihduntaa ja aktiivista elämäntapaa eli kuluttaa paljon ruokaa ja imeä se nopeasti, ja näitä prosesseja puolestaan ​​helpottaa korkea ruumiinlämpö.

Lämminverisyys on eläinten korvaamaton ominaisuus, joka on hankittu orgaanisen evoluution prosessissa, joka avasi heille valtavia elintiloja lauhkeilla ja polaarisilla leveysasteilla ja korkeilla vuorilla, joihin useimmat kylmäveriset eläinlajit eivät pääse. Mannerten napareunat, arktisen alueen saaret ja jopa kelluvat jäälautat toimivat lintujen ja nisäkkäiden aktiivisen elämän areenana.

Lauhkeilla vyöhykkeillä maan molemmilla pallonpuoliskoilla, lumiset ja kylmät talvet, ja tänä ankarana eläimille vuodenaikana, lämminveriset eläimet hallitsevat kirjaimellisesti täällä. Ne elävät aktiivista elämää, ja jotkin lajit, kuten meidän ristetyt, jopa lisääntyvät ja pystyvät ruokkimaan poikasia, kun taas kylmäveriset eläimet selviävät alhaisista lämpötiloista ollessaan inaktiivisessa tai jopa anabioottisessa tilassa. Tästä syystä kylmän ilmaston alueiden eläimistön koostumuksessa lintuja ja nisäkkäitä on lajimäärältään suhteellisesti suurempi kuin tropiikissa.

Talvi on kuitenkin vaikeata aikaa myös lämminverisille eläimille. Ajattele sitä, koska ero eläimen kehon ja ympäristön lämpötilan välillä voi jopa Keski- ja Itä-Euroopassa, esimerkiksi Puolassa, joskus saavuttaa 75 ° C. Tämä aiheuttaa valtavia lämpöhäviöitä elävissä organismeissa ja muuttuu "olla tai ei olla" -ongelmaksi.

Lämminveristen eläinten kehon lämmönsäätelymekanismien järjestelmässä tärkeä paikka kuuluu kehon ulkopinnalle, jolla on lämpöä eristävä tehtävä. Tämä on helppo nähdä itse. Kylmillä alueilla asuvilla linnuilla peitehöyhenten alla lämmin, herkkä untuvakerros on paljon merkittävämpi kuin etelän asukkailla. Lisäksi pallonpuoliskomme pohjoisosassa et tapaa lintuja, joilla on paljas pää ja kaula, kuten korppikotkia, korppikotkia ja kasujaa. Nisäkkäiden turkki koostuu myös kahdesta kerroksesta: suojakarvat ja paksu untuva niiden alla. Untuvan tiheys ja lämmöneristysominaisuudet liittyvät suoraan ympäristön ja elämän ominaisuuksiin. Ja tässä on esimerkki, joka voidaan nähdä eläintarhassa. Katsokaa Himalajaa (Helarctos tibetanus) ja malaiji (Helarctos malayanus) karhuja. Nämä ovat sukulaisia ​​lajeja. Ne ovat ulkonäöltään samanlaisia. Mutta Himalajan karhu näyttää "villapinolta", koska se asuu kylmillä ylängöillä, ja malealaisella on sileä, matala, samettinen turkki, kuten monilla trooppisilla eläimillä.

Turkin ominaisuuksien ero näkyy hyvin myös saman lajin sisällä. Ussuri-tiikeri joutuu vaeltamaan syvässä lumessa, ja sen koko vartalo on peitetty pitkällä ja pörröisellä karvalla, joka on erityisen pitkä niskassa ja rinnassa. Ja bengalitiikeri on kasvanut lyhyillä sileillä hiuksilla, lähes kokonaan ilman untuvaa.

Tiedetään, että jopa turkisten (esimerkiksi kettujen ja haisunhaiskojen) hintaan vaikuttaa alue, josta ne louhitaan: nahka on sitä kalliimpaa, mitä pohjoisempana se louhitaan.

Vain trooppisella vyöhykkeellä lämpimässä ilmastossa eläimet ovat harvoin karvapeitettyjä tai täysin karvattomia: virtahepoja, sarvikuonoja, norsuja ja tietyntyyppisiä puhveleita.

Bergmanin laki. Nisäkkäiden turkki, erityisesti paksu ja rehevä korkeilla leveysasteilla, sekä lintujen höyhenpeite ja lämmin untuva suojaavat eläimen kehoa hypotermialta. Lämpösäätelyongelmaa ei kuitenkaan täysin ratkea vain sisäkudosten erilaisten mukautusten avulla.

Vuonna 1847 Göttingenissä julkaistiin saksalaisen eläintieteilijän Carl Bergmanin tutkimus "Eläinten lämmöntaloudellisuuden ja niiden koon välisestä yhteydestä". Carl Bergman kiinnitti huomiota siihen, että eläimet - kylmän ilmaston asukkaat - ovat yleensä kooltaan suurempia kuin saman lajin yksilöt, jotka elävät lämpimämmässä ilmastossa. Tämä ei ole sattuma, vaan seurausta eläinten elintärkeästä sopeutumisesta, joka perustuu yksinkertaiseen matemaattiseen malliin. Loppujen lopuksi lämpöhäviö tapahtuu kehon pinnan läpi, ja mitä suurempi tämä pinta suhteessa kehon tilavuuteen, sitä suurempi lämpöhäviö. Ja tilavuudeltaan suurempien organismien pinta-ala on suhteellisen pienempi painoyksikköä (massa) kohti.

Jos esimerkiksi otamme kuution, jonka sivu on 1 senttimetri ja joka on valmistettu aineesta, jonka ominaispaino on 1 g kuutiota. cm, niin kaikkien kuuden pinnan kokonaispinta-ala on 6 neliösenttimetriä ja tilavuus 1 kuutiosenttimetri, eli massa 1 gramma. Kun lasketaan kuution pintaa massayksikköä kohden, saadaan 6 neliösenttimetriä / gramma.

Jos otat sitten kuution, jonka sivu on 2 senttimetriä, eli kaksi kertaa suurempi, niin kuuden pinnan pinta on 24 neliösenttimetriä ja tilavuus 8 kuutiosenttimetriä ja vastaavasti massa on 8 grammaa . Kun lasketaan pinta-ala tilavuus- tai massayksikköä kohti, saadaan 3 neliösenttimetriä/gramma. Joten tilavuudeltaan kaksi kertaa suuremman kuution suhteellinen pinta-ala osoittautui puoleen niin suureksi.

Biologin kielellä tämä kuvio tarkoittaa, että kaksi kertaa suurempi eläin luovuttaa puolet enemmän lämpöä ruumiinpainoyksikköä kohden (luonnollisesti muiden asioiden ollessa sama). Siksi suurempi eläin, joka luovuttaa suhteellisesti vähemmän lämpöä painoyksikköä kohti, voi kuluttaa suhteellisen vähemmän ruokaa kuin pieni eläin. Tämä tarkoittaa, että rajoitetulla ravinnolla isompi eläin selviää helpommin kuin pieni.

Tämä malli on Bergmanin eläinmaantieteellisen lain ydin. Sen vahvistavia esimerkkejä on lukuisia eri puolilla maailmaa. Joten esimerkiksi Etelä-Espanjasta peräisin olevien villisikojen keskimääräinen kallon pituus on 32 senttimetriä, Puolassa - noin 41 senttimetriä, Valko-Venäjällä - 46, ja Siperiassa on valtavia villisia, joiden kallon pituus on 56 senttimetriä. Eläinten koon muuttumista Bergmanin lain mukaisesti voidaan havaita jänisissä, kauriissa, ketuissa, susissa, karhuissa ja muissa nisäkäslajeissa. Euroopan laajuuksissa nämä eläimet pienenevät lounaaseen päin ja päinvastoin lisääntyvät pohjoiseen ja itään alueilla, joilla talvet ovat ankarampia.

Myös lintujen maantieteelliset koon muutokset noudattavat Bergmannin lain periaatteita. Esimerkiksi sarvikiurut (Eremophylla alpestris), Pohjois-Amerikassa elävät osoittavat selkeästi tätä mallia, mikä voidaan päätellä siipien pituuden muutoksista: Hudson Bayn rannoilta kotoisin olevien kiurujen siipien pituus on 111 senttimetriä, Nevadan linnuilla 102 senttimetriä ja Santa Barbaran saarella rannikon edustalla. Kalifornia, - vain 97 senttimetriä. Kylmiltä alueilta peräisin olevien eläinten alalajeja on yleensä enemmän kuin alemmilla leveysasteilla, joilla on lämpimämpi ilmasto. Esimerkiksi Euroopan sininen kuningaskala (Alcedo atthis ispida), kaunis lintu, joka on levinnyt laajalti pienille joille, mutta ei lukuisia kaikkialla, osoittautuu suurimmaksi linnuksi verrattuna tämän kuningaskalan muihin alalajeihin: Alcedo atthis pallida- vaaleansininen kuningaskala, joka asuu Syyriassa ja Palestiinassa sekä Bengalissa Alcedo atthis bengalensis- pienin Intiassa ja Indonesiassa elävistä sinistä kuningaskalasta. Samoin eurooppalainen oriole-alalaji (Oriolus oriolus oriolus) huomattavasti suurempi kuin itämainen oriole (Oriolus oriolus kundoo) Afganistanista ja Intian keskialueilta.

Maan eteläisellä pallonpuoliskolla päinvastoin tapahtuu eläinten koon kasvua kohti etelänapaa, eli myös Bergmannin lain periaatteen mukaisesti: eläinten koko kasvaa kylmemmässä ilmastossa. Ja tässä on esimerkki eteläiseltä pallonpuoliskolta. Galapagossaarilla, trooppisella vyöhykkeellä, asuu pieni pingviini - spheniscus mendiculus 49 senttimetriä korkea, etelään, Tristan da Cunhan saarilta Tierra del Fuegoon, eli lauhkeassa valtamerisessä ilmastossa asuu suurempi pingviini - Eudyptes cristatus, jonka kehon pituus on 65 senttimetriä. Etelämpänä, 60 ° eteläiselle leveysasteelle asti, pingviini on yleinen. pygoscelis raria, saavuttaa 75-80 senttimetriä. Etelämantereen rannikolla asuu valtava keisaripingviini - Aptenodytes forsteri korkeus 120 cm ja enemmän.

Jos kahdella suhteellisen lähellä sijaitsevalla alueella on samanlainen eläimistö, mutta ne eroavat keskilämpötiloista, toisin sanoen yksi niistä on kylmempi, niin nisäkkäiden ja lintujen keskikoko on siinä suurempi. Ja tässä on esimerkkejä sellaisista eläimistöpareista. Australian etelärannikolla vuotuinen keskilämpötila on 16 °C ja Tasmanian rannikolla 11 °C. Ja tämä riittää jo kaikille Tasmanian vesinokkaeläimille, echidnaille ja kenguruille olla suurempia kuin australialaiset. Samanlainen kuvio on nähtävissä Uudessa-Seelannissa. Uuden-Seelannin pohjoissaari on lämpimämpi kuin Eteläsaari. Vuoden keskilämpötila pohjoisessa on 16,6 °C ja etelässä 10,4 °C. Ja vastaavasti papukaijat ja kiivit ovat suurempia Eteläsaarella, eivät pohjoisessa.

Bergmanin löytämässä säännössä on poikkeuksia, jotka voidaan ymmärtää ja selittää kussakin tapauksessa. Toisaalta nämä ovat muuttolintuja, jotka, vaikka ne pesiisivat pohjoisessa, pohjoisella pallonpuoliskolla, eivät silti vaikuta arktisella kylmällä, sillä ne suorittavat pesimäkauden nopeasti ja siirtyvät lämpimämpiin ilmastoihin. Muuttessaan ne ovat aina enemmän tai vähemmän suotuisissa olosuhteissa.

Toisena esimerkkinä ovat pienet nisäkkäät: myyrät, hiiret, särmät, jotka viettävät suurimman osan ajastaan ​​uriensa erityisessä mikroilmastossa, joka on enemmän tai vähemmän vakaa ja usein leudompi kuin ympäröivän alueen ilmasto. Talvella lumikerroksen alla aktiiviset olosuhteet poikkeavat merkittävästi lumen peittämillä tasangoilla vallitsevista olosuhteissa, koska lumella on hyvä lämmöneristyskyky. Ja Alaskan keskustassa tutkittiin lämpötilan jakautumista eri korkeuksilla ja lumen alla. Lumipeite oli suhteellisen ohutta - 60 senttimetriä. Siellä oli kovat pakkaset. Lämpömittari näytti -50 astetta ja maanpinnan lumikerroksen alla pakkasta ei noussut edes -7 asteeseen. Ja näissä olosuhteissa harmaamyyrät (suku mucrotus) elivät aktiivista elämää ja liikkuivat vapaasti lumisissa käytävissään, vaikka heidän turkkinsa on ohut ja käpälät eivät ole lainkaan villan peitossa. Samaan aikaan karibuilla oli vaikeuksia selviytyä näistä vakavista vilustumisesta. Voidaan siis sanoa, että nämä kaksi nisäkäslajia, jotka ovat samassa maantieteellisessä kohdassa, olivat olemassa täysin erilaisissa ilmasto-olosuhteissa, ikään kuin niiden elinympäristöt olisivat olleet erillään toisistaan ​​kymmenien tai satojen kilometrien päässä.

Laboratoriokokeet vahvistavat myös K. Bergmanin mainitseman kuvion. Valkoiset hiiret, joita pidettiin varhaisesta iästä lähtien alhaisessa, vain +6 °C:n lämpötilassa, kasvoivat paljon suurempia kuin ne, jotka olivat samana ajanjaksona normaalin +26 °C:n ympäristön keskilämpötilan olosuhteissa. Sama koe suoritettiin yhtä menestyksekkäästi kanoilla. Ja siitä lähtien kanojen "kylmäkasvatus" -menetelmää on käytetty laajalti siipikarjankasvatuksessa lihatuotteiden teollisen tuoton lisäämiseksi.

Allenin laki. Eläimille - Maan kylmien alueiden asukkaille - on suositeltavaa pienentää kehon pintaa suhteessa sen massaan. Tämä saavutetaan kahdella tavalla: lisäämällä kehon kokonaiskokoa ja pienentämällä kaikkien näkyvien elinten ja kehon osien kokoa: korvat, kuono, jalat, häntä. Polaarisilla eläimillä on lyhyemmät korvat, hännät ja kuono-osat kuin lauhkean ja erityisen kuuman ilmaston alueilla asuvilla eläimillä. Polaarisilla eläimillä jopa tassut ja kaulat ovat lyhyempiä ja ohuempia. Tätä ilmiötä kutsutaan Allenin laiksi.

Yleisin esimerkki Allenin laista on naalien vertailu (Alopex lagopus) lyhyet korvat ja kuono, alamittainen, pienellä hännällä ja punaketulla (Vulpes vulpes) pitempi ja sirompi. Samoin valkoinen jänis (Lepus timidus), pohjoisessa asuvien korvat ovat lyhyemmät kuin ruskealla jäniksellä (Lepus europaeus), levinnyt etelään. Poroa kannattaa verrata poroon, jotta voidaan varmistaa, että edellisellä on lyhyemmät korvat ja lyhyemmät jalat.

Allenin sääntö vahvistetaan laboratoriossa, jossa kylmissä olosuhteissa pidetyillä hiirillä on lyhyemmät korvat ja jalat ja korkeissa lämpötiloissa kasvatetuilla normaalia pidempiä. Kokeen kanojen jalkojen pituus osoittautui myös riippuvaiseksi ympäristön lämpötilasta.

Allenin laista seuraa loogisesti johtopäätös, että eläimen, jolla on erityisen suuri suhteellinen ruumiinpinta, tulisi elää vain matalilla leveysasteilla, trooppisilla ja subtrooppisilla alueilla. Pitkäkorvaiset fenekketut elävät kuumassa ilmastossa. Afrikan savanneilla asuu pitkäjalkainen kirahvi, joka on yhtä kuuluisa kohtuuttoman pitkästä kaulastaan, ja pieni, siro gerenuk-antilooppi. (Lithocranium walleri).

Sama kuvio näkyy selvästi lepakoiden esimerkissä. Lentävät koirat tai lentävät ketut, jotka kuuluvat suurten hedelmiä syövien lepakoiden alalahkoon (Megachiroptera), niillä on valtava siipien pinta, ja ne ovat yleisiä vain trooppisella vyöhykkeellä. Pienempien hedelmiä syövien lepakoiden alalahko, mikrokiroptera, koostuu 16 perheestä. 13 perheen edustajat asuvat trooppisilla ja subtrooppisilla vyöhykkeillä, ja vain lepakko kolmesta jäljellä olevasta perheestä pystyi asettumaan lauhkeille leveysasteille. Hevosenkenkälepakot ovat yleisimpiä Keski-Euroopassa. (Rhinolophidae) ja nahkatakkeja (Vespertilionidae).

Minimi sääntö. Viime vuosisadan 50-luvulla saksalainen kemisti Justus Liebig kiinnostui kasveista, lannoitteista ja loi perustan maatalouskemian tieteelle. Sitten hän muotoili säännön, jonka mukaan kasvin kehitystä rajoittava tekijä on elementti, joka on minimissä eli sellainen, joka kasvilta saattaa puuttua. Esimerkiksi jos kasville annetaan sen elämään tarpeellista ja vielä enemmän typpeä, fosforia, rautaa ja kaikkia muita tarpeellisia alkuaineita, mutta samalla yhtä alkuainetta, kaliumia, annetaan vähemmän kuin vaadittu normi, niin kasvi kasvaa. kitukasvuinen ja alamittainen. Sen kasvua rajoittaa kaliumin puute.

Liebigin vähimmäissääntö koskee yhtä lailla kasveja kuin eläimiä. Jos eläimelle tai ihmiselle annetaan ruokaa ilman C-vitamiinia, hän sairastuu keripukkiin, vaikka ruoka olisikin runsasta, hienostunutta ja maukasta. Kehon kunto määrää tässä tapauksessa myös sen tekijän, joka on minimissä tai puuttuu kokonaan, kuten esimerkissämme mainittu C-vitamiini, ei niitä tekijöitä, jotka ovat ylimääräisiä. Jos rotta pidetään proteiinittomalla ruokavaliolla, se kasvaa huonosti, pysyy pienenä ja hauraana ja kuolee pian kokonaan huolimatta siitä, että sille annetaan runsaasti hiilihydraatteja ja rasvoja ja vitamiineja ja hivenaineita.

Vähimmäissääntö ei koske vain kasvi- ja eläinorganismeja, vaan myös eläinryhmiä, populaatioita, lajeja ja biokenoosia. Mikä tahansa ympäristötekijä voi rajoittaa populaation kehittymistä tai biokenoottisia suhteita, jos niitä on vähintään.

Tämän säännön tunteminen antaa sinun soveltaa sitä tehokkaasti metsästyksessä ja metsätaloudessa.

Harmaapyyn määrää rajoittaa ensisijaisesti talven ravinnon puute ja petoeläinten vaikutus niihin. Siksi metsästystaloudessa peltopyyn määrän lisäämiseksi ei tarvitse niinkään rajoittaa niiden ampumista ja tuoda kymmeniä muualta pyydettyjä yksilöitä, vaan järjestää lintujen ruokinta talvella ja tehdä istutuksia, joissa on tiheitä rypäleitä. pensaat, joihin peltopyyt voisivat piiloutua petoeläimiltä.

Mitä tulee pieniin hyönteissyöjiin, niille tarjotaan ruokaa pääasiassa luonnollisissa olosuhteissa. Niiden lukumäärää rajoittava tekijä on usein pesän rakentamiseen sopivien paikkojen puute. Siksi keinotekoisten pesimäpaikkojen (kolot ja lintumajat) ja keinoviljelmien istuttamisen avulla voit nopeasti lisätä hyödyllisten laululintujen määrää.

<<< Назад

Eteenpäin >>>

Pohjoisessa elävät kasvinsyöjät ovat suurempia kuin eteläiset sukulaiset, koska pohjoinen ruoho on ravitsevampaa, tutkijat sanovat. Bergmanin säännön odottamaton selitys vahvistettiin kokeellisesti.

Karl Georg Lucas Christian Bergman - saksalainen biologi, fysiologi ja anatomi, on pitkään harjoittanut vertailevaa anatomiaa. Mutta ekologisen maantieteellisen kuvion kuvaus toi hänelle mainetta, joka myöhemmin nimettiin hänen mukaansa. Kuuluisa lause Bergmanin vuoden 1847 kirjasta Eläinten lämmöntalouden ja niiden koon välisestä suhteesta on: ja täsmälleen niiden massan mukainen.

Miten Bergmanin sääntö toimii?

Monet tutkijat todellakin vahvistavat, että tällainen malli on olemassa. Kysymys "miksi" jäi kuitenkin vaille vastausta pitkään. Nyt tutkijat selittävät tämän säännöllisyyden lämminveristen eläinten lämmönsäätelyn erityispiirteillä. Tosiasia on, että lämmöntuotanto on verrannollinen kehon tilavuuteen ja lämmönsiirto on verrannollinen sen pinta-alaan. Näin ollen pinta-alan suhde tilavuuteen on pienempi suurilla eläimillä. Siksi kylmillä pohjoisilla leveysasteilla on kannattavampaa olla suuri, jotta se tuottaa enemmän lämpöä ja antaa sille vähemmän, ja eteläisillä leveysasteilla se on päinvastoin.

Tohtori Chuan-Kai Ho Houstonin yliopistosta yhdessä kollegoidensa kanssa ehdotti täysin uutta ja odottamatonta selitystä Bergmannin säännölle, joka kuitenkin herättää epäilemättä paljon lisää kysymyksiä tutkijoiden keskuudessa. Tohtori Ho, sulkematta kuitenkaan pois perinteistä selitystä, ehdotti, että eläinten ruumiin koko riippuu suurelta osin siitä, millaista ruokaa ne syövät. Tohtori Ho hypoteesin mukaan pohjoisten leveysasteiden kasvillisuudella on suurempi ravintoarvo, joten näitä kasveja syövät kasvinsyöjät ovat kooltaan suurempia.

Pohjoisen kasvit ovat ravitsevampia

Tiedemiehet päättivät testata tri Ho hypoteesia kokeellisesti. Koekappaleet olivat laajalle levinneitä hyönteisiä. Prokelisia rintakehän alalajista ( Archaeorrhyncha) ja simpukka Aplysia ( Aplysia) (merijänis) Tiedemiesten mukaan vaikka nämä lajit ovat kylmäverisiä, Bergmanin sääntö toimii myös heidän esimerkillään - suurimmat yksilöt löytyvät pohjoisemmilta leveysasteilta ja pienimmät eteläisiltä leveysasteilta.

Hyönteisiä ja nilviäisiä kasvatettiin laboratoriossa ja niitä ruokittiin yksinomaan kasveilla Spartina anglica. Tiedemiehet keräsivät kasvit itse Pohjois-Amerikan eri leveysasteilta (tundra- ja metsävyöhykkeiltä). Tietyn ajan kuluttua, kun nilviäiset ja hyönteiset saavuttivat kypsyyden, tohtori Ho mittasi heidän ruumiinsa koon. Teoksen tekijöiden mukaan tundralla kasvatettua ruohoa saaneita hyönteisiä oli 8 % enemmän kuin lauhkealta vyöhykkeeltä ruohoa ruokkivia sukulaisia. Mitä tulee nilviäisiin, pohjoisilla yrteillä ruokittujen yksilöiden koko osoittautui jopa 27 % suuremmiksi. Ainoa selitys tälle on eri olosuhteissa kasvavien yrttien erilainen ravintoarvo, tohtori Ho sanoo.

”Emme usko, että tämä on ainoa mahdollinen selitys Bergmannin hallinnolle. Mutta tutkimuksemme osoittaa, että sen työmekanismin selittämiseksi ei riitä, että vain tietää fysiologisten reaktioiden ominaisuudet erilaisiin ympäristön lämpötiloihin. On myös tärkeää ottaa huomioon eläinten ekologiset suhteet ympäristöönsä”, sanoo tohtori Ho.

Miksi korkeilla leveysasteilla kasvavat kasvit ovat ravitsevampia, tutkijoiden on edelleen vaikea vastata, ja he tekevät vain oletuksen. Yksi tutkimuksen tekijöistä, tohtori Stephen Pennings, osoitti aikaisemmassa työssään, että pohjoisten leveysasteiden kasvit ovat vähemmän herkkiä hyönteisten hyökkäyksille. Ehkä siksi, työn kirjoittajat ehdottavat, eteläiset kasvit kuluttavat enemmän energiaa kemialliseen torjuntaan hyönteisiä vastaan, ja niiden alhaisempi ravintoarvo on myös eräänlainen suojamekanismi ahneita hyönteisiä vastaan.

Dr. Ho:n artikkeli "Is Diet Quality an Overloted Mechanism for Bergman's Rule" löytyy The American Naturalist -lehden helmikuun numerosta.

hyljeläiset- erittäin erikoisia ja mielenkiintoisia eläimiä, jotka voivat elää sekä maalla että vedessä. Niiden tassut ovat muuttuneet räpyläiksi, joten näitä merieläimiä kutsutaan hylje-eläimiksi. He syövät kalaa, kalmaria ja äyriäisiä.

Miten turkishylkeet eroavat hylkeistä?

Turkishylkeet ja hylkeet ovat lähisukulaisia ​​ja hyvin samankaltaisia. Mutta hylkeillä on korvat, mutta hylkeillä ei ole. Lisäksi turkishylkeet hyppäävät erittäin taitavasti räpyläilleen ja hylkeet ryömivät vatsallaan.

tiivisteet

Hylkeet (Odobenidae)- upeita metsästäjiä. Heillä on hyvin kehittynyt näkö, koska suurimman osan ajasta he ovat veden alla, missä valaistus on erittäin huono. Nämä eläimet voivat löytää ruokaa jopa pimeässä. Hylje-eläinten runko, päätä lukuun ottamatta, on peitetty 10 cm paksuisella rasvakerroksella ja joissakin jopa enemmän. Hylje-eläimissä - rasvaisin maito kaikista nisäkkäistä. Hylkeet eivät pureskele kalaa ollenkaan, vaan nielevät sen kokonaisena. Jos kala on erittäin suuri, hylje-eläin repi sen paloiksi. Tiivisteet kestävät jopa -80C° lämpötiloja.

Miksi hylkeet tarvitsevat räpylöitä?

Jos iholla on kirppuja, turkishylje kutisee takaräpyltään ja hylke eturäpyillä. Vedessä turkishylke meloi pääasiassa eturäpyillä, kun taas tavallinen hylje käyttää takaräpyltään.

merijänis

kuva: Mar Hoskuldssonin

Partahylje (Erignathus barbatus) on hyljeeläinten joukossa paalein. Hänen viikset ovat paksut ja kiharat. Mutta vedessä ne muuttuvat suoriksi ja hyvin pitkiksi ja auttavat hylkettä löytämään ruokaa merenpohjasta.

merinorsuja

valokuva Jim Frazee

Elefanttihylkeet (Mirounga)− jättiläisiä hylkeiden perheestä. Niiden pituus on noin 6 m ja paino yli 3 tonnia. Nämä eläimet nimettiin sellaisiksi, ei vain koonsa vuoksi, vaan myös runkoa muistuttavan nenän vuoksi, joka roikkuu norsuhylkeiden kuonon päässä. Elefanttihylkeet käyttävät pitkää, jopa 80 cm pitkää vartaloaan pelottelukeinona. Vaaran aikana uros nostaa runkonsa ylös ja hänen uhkaava pauhunsa leviää merelle. Merijättiläinen on maalla erittäin kömpelö, mutta ui hyvin ja sukeltaa syvälle. Hän pystyy sukeltamaan ruokaa hakemaan 1400 metrin syvyyteen.

grönluhylje

kuva Steve Arena

Grönlannin (Pagophilus groenlandicus) kynnet ovat luotettava suoja vihollisia vastaan. Ne ovat erittäin teräviä. Tämän eläimen aiheuttamat haavat eivät parane pitkään aikaan.

Mursu

kuva Allan Hopkins

mursut (Odobenus rosmarus) löytyy maailman arktisilla alueilla. Nykyään alalajeja on kolme. tyynenmeren mursut(Odobenus roasmarus divergens) elävät pääasiassa Beringinmerellä. Lämpiminä kesäkuukausina he voivat matkustaa Beaufortinmerelle ja Itä-Siperianmerelle asti. Atlantin mursut(Odobenus rosmarus rosmarus) tavataan itäisellä ja läntisellä Atlantin valtamerellä. Laptevin mursut(Odobenus rosmarus laptev) tavataan Laptev-merestä. Mursut elävät arktisilla alueilla, jotka koostuvat enimmäkseen jäästä. Mursut pitävät matalista vesistä, jotta ne pääsevät helposti käsiksi ruokaan. Tämä hitaasti liikkuva merinisäkäs viettää suurimman osan ajastaan ​​vedessä tai sen lähellä.

Mursu on yksi suurimmista hylje-eläimistä. Tämä eläin tunnetaan massiivisista hampaistaan, jotka ovat itse asiassa vain laajentuneita hampaita. Nämä hampaat voivat leikata 20 cm jäätä. Ne voivat kasvaa jopa 90 cm, mutta keskikoko on noin 50 cm. Urokset ovat suurempia kuin naaraat, painavat jopa 1200-1500 kg ja naaraat 600-850 kg.

Merileopardi

valokuva V Maxi Rocchi

Merileopardi (Hydurga leptonyx)- Hylje-eläinten verenhimoisin petoeläimellä on maine raivokkaimpana ja pelottavimpana hylkeenä, koska se ei syö vain suuria kaloja ja pingviinejä, vaan hyökkää myös muihin hylkeisiin.

hupullinen tiiviste

Uros kuomutiiviste (Cystophora cristata) päässä on valtava ihopussi. Hän osaa puhaltaa harjasäkkinsä niin täyteen, että joskus edes eläimen pää ei näy sen takaa.

Tiivisteet

Löytyi valtameristä kahdeksan erilaista turkishylkettä (Arctocephalinae). Vain yksi näistä turkishyljelajeista tavataan pohjoisella pallonpuoliskolla, kun taas seitsemän muuta eteläisellä pallonpuoliskolla. He viettävät suurimman osan ajastaan ​​uimassa avomeressä ja metsästäen ruokaa. Turkishylkeet ruokkivat kalaa ja planktonia, mutta taipumus saalistaa myös kalmareita ja ankeriaita. Usein suuret vesieläimet, kuten hait, tappajavalaat, merileijonat ja joskus aikuiset leopardihylkeet, saalistavat näitä hylje-eläimiä.

Jos löydät virheen, korosta tekstinpätkä ja napsauta Ctrl+Enter.