Dlaczego zwierzęta południowe mają długie nogi. Warunki istnienia i rozmieszczenia zwierząt lądowych. Dlaczego gepard biegnie szybko, ale nie na długo?

W 1847 roku Carl Gustav Bergmann, który pracował na Uniwersytecie w Getyndze, sformułował zasadę, która w uproszczonej formie brzmi tak: „W cieplejszym klimacie zwierzęta stałocieplne jednego lub podobnego gatunku są mniejsze, a w w chłodniejszym klimacie są większe.”

Początkowo konkluzje niemieckiego biologa, anatom i fizjologa zostały przyjęte przez społeczność naukową z powątpiewaniem, ale z czasem stało się oczywiste, że Bergman opisał jedną z zasad ewolucji tak dokładnie, jak to możliwe.

Rzeczywiście, taki wzór nie tylko istnieje, ale jest też wyraźnie widoczny. Na przykład u zwierzęcia, które ma jedno z najszerszych siedlisk - wilka. Wilk arabski, żyjący w Omanie, Izraelu i innych krajach Bliskiego Wschodu, to chude, niskie stworzenie ważące około 15 kilogramów. Mimo swojej wielkości jest dzikim drapieżnikiem, biblijnym symbolem złośliwości i wściekłości.

Wilk z północnych lasów i wilk egipski (poniżej)

Na Alasce i północnej Kanadzie wilki są dwa razy większe i pięć razy cięższe. Wilki z północnych Indii, które wychowały Mowgliego, ledwie osiągnęły wagę ćwierć centanera, ale bestia, na której jechał Iwan Carewicz, gdyby istniał naprawdę, ciągnęłaby nie mniej niż 60 kilogramów, jak zahartowany wilk strefa leśna Rosji.

Podobna sytuacja z kuguarem. Zróżnicowanie wagi wśród osobników żyjących na równiku i na południu Kanady czy Argentyny wynosi od 60 do 110, a nawet w wyjątkowych przypadkach 120 kilogramów.

Zmiany są zauważalne, gdy wspinasz się po górach. Im wyższe i odpowiednio zimniejsze, tym większe zwierzęta. Jeśli weźmiemy pod uwagę zwierzęta blisko spokrewnionych gatunków, to reguła Bergmana jest jeszcze bardziej oczywista: niedźwiedź malajski, którego średnia waga wynosi 45 kilogramów, jest dziesięciokrotnie gorszy od przeciętnego niedźwiedzia polarnego.

Niedźwiedź polarny jest jednym z największych ssaków lądowych z rzędu drapieżników. Jego długość sięga 3 m, waga do 1 t. Zamieszkuje regiony podbiegunowe na półkuli północnej Ziemi.

Niedźwiedź malajski jest najmniejszym przedstawicielem rodziny niedźwiedzi: nie przekracza 1,5 m długości, żyje w Indiach.

Chcesz dużych różnic? Zapraszamy! Mentalnie umieść obok najmniejszego jelenia południowego, kanchila z Sumatry i największego jelenia północnego, łosia z Kamczatki lub Alaski. Różnica jest po prostu fantastyczna: 25 centymetrów w kłębie i 1200 gramów wagi dla pierwszego i prawie 2,5 metra i 650 kilogramów dla drugiego. Takie porównanie może nie jest zbyt trafne, ale jest jasne.

OSZCZĘDZAJ CIEPŁO

Jaki jest sekret, dlaczego zwierzęta rosną, gdy klimat staje się zimniejszy? Chodzi o termoregulację. Im jest zimniej, tym ważniejsze jest zatrzymanie ciepła ciała, aby zminimalizować przenoszenie ciepła do otoczenia. W końcu utrzymanie stałej temperatury ciała wymaga energii, czyli ostatecznie pożywienia. Trzeba go wydobywać, co oznacza zużywanie energii. Po co znowu to marnować?

Na pierwszy rzut oka im większa powierzchnia ciała, tym więcej ciepła traci żywa istota. Nie ma jednak sensu rozważać samych strat ciepła – ważny jest ich związek z produkcją ciepła. Zwierzęta nie tylko tracą ciepło, ale także je wytwarzają, a im większa objętość ciała, tym więcej dżuli oddaje do atmosfery.

Mały kanchil jeleń i łoś z Alaski

Wraz ze wzrostem wielkości ciała wzrost objętości przewyższa wzrost powierzchni: u zwierzęcia, które staje się dwa razy szersze, wyższe i dłuższe, powierzchnia ciała zwiększy się czterokrotnie, a objętość ośmiokrotnie.

Tym samym stosunek strat ciepła do jego produkcji będzie dwukrotnie korzystniejszy dla „dorosłego” zwierzęcia. W rzeczywistości oczywiście nie wszystko jest matematycznie dokładne, ale trend jest właśnie taki.

Oczywiście, jak w przypadku każdej reguły związanej z dziką przyrodą – czyli najbardziej złożonymi układami dynamicznymi wielu elementów – są wyjątki od reguły Bergmana. Ich powody mogą być bardzo różne.

Od niedoboru pożywienia, który po prostu nie pozwala zwierzętom „przybierać na wadze” i zmuszając je do zmniejszania się, po przesiedlanie zwierząt poza ich zwykły zasięg. W takich sytuacjach obraz może nie być „idealny” ze względu na to, że minęło za mało czasu.

Zwierzęta, które migrowały na północ lub południe, jeszcze nie wyewoluowały, ponieważ, jak większość podobnych procesów, u zwierząt stałocieplnych, zmiana wielkości spowodowana klimatem jest dość szybka według standardów paleontologicznych, ale wolniej niż widać gołym okiem. .

Jednak największe zwierzęta - słonie, hipopotamy, żyrafy - żyją tam, gdzie jest bardzo gorąco. I to nie jest sprzeczne z regułą Bergmana. Dla takich gigantów dostępne są niezwykle obfite zasoby żywności. I dziwnie byłoby ich nie używać - skoro można zjeść do dużych rozmiarów, co samo w sobie jest przyjemne, a jednocześnie "wydobyć" się z zagrożenia drapieżników, które nie radzą sobie z gigantami.

Ale te zwierzęta są stale narażone na przegrzanie, ponieważ ich produkcja ciepła jest ogromna - dlatego rozwiązując problemy związane z przenoszeniem ciepła, muszą wykonywać różnego rodzaju sztuczki. Na przykład siedzenie przez większość czasu w wodzie, jak hipopotamy, lub wyrastanie ogromnych uszu, jak słonie.

BIEŻNIK BLIŻEJ - USZY MNIEJSZE

Reguła Bergmana rzadko jest rozważana w oderwaniu od innej reguły ekogeograficznej, której autorem jest amerykański zoolog Joel Allen. W 1877 roku Allen opublikował artykuł, w którym zwrócił uwagę specjalistów na związek między klimatem a budową ciała stałocieplnych zwierząt spokrewnionych gatunków: im zimniejszy klimat, tym mniejsze są ich wystające części ciała w stosunku do ich ogólnej wielkości.

I odwrotnie, im cieplejszy klimat, tym dłuższe uszy, ogony i nogi. Ponownie, nie trzeba daleko szukać przykładów: lisa pospolitego i lisa polarnego. Lis pustynny słynie z ogromnych uszu żaglowych, podczas gdy lis ma małe uszy, ledwo wystające zimą z grubej wełny.

Lis polarny i lis (poniżej)

Słonie indyjskie i afrykańskie żyją w ciepłym klimacie, a ich krewny mamut syberyjski żył w krainie mrozów. Słoń afrykański ma ogromne uszy, indyjski jest zauważalnie mniejszy, a mamut był zupełnie niegodny jak na słonie.

Regularności w wielkości wystających części ciała są również związane z przenoszeniem ciepła. Poprzez ogony, uszy i odnóża następuje aktywne przenoszenie ciepła, dlatego na północy lub w górach korzystne jest zminimalizowanie ich rozmiarów. I mówimy tu nie tylko o próżnej utracie ciepła, ale także o tym, jak utrzymać ciało w nienaruszonym stanie. Długie ogony i duże uszy mogą po prostu zamarznąć, tak że rozwinie się martwica tkanek - zdarza się to czasami w przypadku psów, które mieszkańcy sprowadzają do tundry z miejsc o umiarkowanym klimacie. W takich przypadkach należy amputować uszy i ogony nieszczęsnych czworonogów.

Słoń indyjski

A tam, gdzie jest ciepło, z długimi ogonami i uszami to najbardziej odpowiednie miejsce. Ponieważ aktywna utrata ciepła zachodzi przez te narządy, nie są one tutaj obciążeniem, ale przeciwnie, środkiem do chłodzenia ciała, działając jak grzejnik komputerowy. Weźmy za przykład słonia. Jego duże, unaczynione uszy otrzymują krew.

Tutaj ochładza się, oddając ciepło do otoczenia i wraca do organizmu. To samo można powiedzieć o procesach w bagażniku. Nie wiemy, a jedynie zakładamy, jak energochłonne było posiadanie pnia przez mamuty. Starożytne zwierzęta uratował fakt, że pień miał dość solidną warstwę tłuszczu i, podobnie jak reszta ciała mamuta, był pokryty gęstą sierścią.

Czy istnieją inne zasady opisujące zależność wyglądu zwierząt od klimatu? W 1833 roku, czyli zanim Bergmann postulował swoje rządy, niemiecki ornitolog Konstantin Wilhelm Gloger, który pracował we Wrocławiu (obecnie Wrocław), zauważył, że u pokrewnych gatunków ptaków (a także, jak wykazały dalsze obserwacje, u ssaków i niektórych owadów) , pigmentacja jest bardziej zróżnicowana i jaśniejsza w ciepłym i wilgotnym klimacie niż w zimnym i suchym.

Ci, którzy mieli szczęście dostać się do repozytorium Muzeum Zoologicznego Moskiewskiego Uniwersytetu Państwowego, mogli zobaczyć dziesiątki wilczych skór wiszących jedna po drugiej. Rudobrązowy nie dłuższy niż metr, płowy trochę dłuższy, siwy jeszcze dłuższy i wreszcie ogromny, wielkości człowieka, prawie biały z niewielką domieszką siwych i czarnych włosów. Czerwone wilki z południa i białe wilki z północy są przykładem rządów Glogera.

Innym przykładem jest różowy szpak, mieszkaniec ciepłych krajów, oraz szpak zwyczajny, ciemny z jasnymi plamkami. Początkowo zakładano, że taki rozkład wynikał z potrzeby kamuflażu: wśród jasnej zieleni z wielobarwnymi płatkami kwiatów łatwo przeoczyć rajskiego ptaka z bogactwem kolorów w upierzeniu, ale pardwa być w zasięgu wzroku.

Szpak różowy i pospolity (poniżej)

A tęczowy koliber będzie tak samo niewygodny w tundrze - i prawdopodobnie jeszcze zanim zamarznie, ptak będzie w czyichś zębach lub pazurach. Wersja maskująca wciąż nie jest odmawiana, ale okazało się, że działa tu inny czynnik: w ciepłym i wilgotnym środowisku synteza pigmentów przebiega aktywniej.

Istnieje ciekawy wyjątek od reguły Glogera. Jest to tak zwany melanizm przemysłowy, odkryty najpierw w Anglii, a następnie w Ameryce Północnej. Przykładem mogą być motyle żyjące w miejscach o rozwiniętym przemyśle. Fabryki wyrzucały dym i sadzę, pnie brzóz i porosty pociemniały. Na ich tle widoczne stały się białe motyle, zjadane przez ptaki.

Przeżyły te owady, które w wyniku przypadkowej mutacji okazały się melanistyczne (czarne). Stopniowo liczba osobników czarnych w populacjach zaczęła sięgać 90%, a przecież kiedyś 99% było białych.

Weniamin Szechtman
Magazyn DISCOVERY Sierpień 2014

Ekologia

Ręce ludzkie są jednymi z najbardziej ważne części ciała. Za pomocą rąk robimy prawie wszystko, nawet komunikujemy się. Jednak człowiek nie jest jedynym stworzeniem na świecie, które posiada zręczne dłonie i palce. Kończyny zwierząt, które są powszechnie nazywane łapy, może cię zaskoczyć. Zapraszamy do zapoznania się z najbardziej niezwykłymi łapami w królestwie zwierząt.

niesamowite zwierzęta

Groźny Ai-Ai

Ay ay- niesamowite stworzenie żyjące na Madagaskarze, które umie „pokazać środkowy palec” jak nikt inny na świecie. Ay ay lub małe ramię- mały naczelny, którego można nazwać najdziwniejszy ze wszystkich naczelnych. Ma brzydkie kościste łapy z długimi palcami i pazurami, co przypomina bohaterów bajek o wampirach i wilkołakach.

Co więcej, środkowy palec rękojeści jest nieco większy niż reszta i wyraźnie wystaje. Z jego pomocą bestia pukanie w drzewa w poszukiwaniu pustek w korze gdzie mogą się ukryć pyszne owady, którymi się żywi. Jeśli aye-aye znajdzie smakołyk, przegryza drewno i swoim złowrogim długim palcem łapie zdobycz.

Ramiona, mimo groźnego wyglądu, całkowicie nieszkodliwy dla wszystkich oprócz owadów mieszkańcy Madagaskaru są jednak bardzo nieprzyjaźni wobec tych zwierząt, uważając spotkanie z nimi za zły znak. Jeśli w pobliżu wioski zobaczymy aye-aye, zostanie natychmiast zabity, ponieważ uważa się, że w przeciwnym razie na wioskę spadnie nieszczęście.

Latająca żaba Helen

W 2009 roku, podróżując przez las w pobliżu wietnamskiego miasta Ho Chi Minh, biolodzy natknęli się na niesamowitą żabę. Ta żaba jest długa około 9 centymetrów, jak się okazało, należał do nowego, nieznanego nauce gatunku latających żab, które znane są z umiejętności przeskakiwania z jednego drzewa na drugie i bujać za pomocą specjalnych łap z płetwami.

Biolog Judy Rowley kto odkrył tę żabę w Wietnamie, nadał jej nazwę latająca żaba Helen na cześć jego matki Helen Rowley.

Najbardziej niesamowite zwierzęta

kret polidaktylowy

Krety- bardzo urocze zwierzęta, z wyjątkiem, być może, kret rozgwiazdy, który mieszka w USA i Kanadzie. Krety mają niesamowite kończyny, których po prostu potrzebują, aby podróżować pod ziemią.

Duże płaskie przednie łapy działają jak łopaty, a długie pazury na palcach pozwalają kopać podziemne nory i tunele w którym krety znajdują schronienie i pożywienie.

W 2011 badacze Uniwersytet w Zurychu zasugerował, dlaczego łapy kreta tak dobrze kopią ziemię: krety mają jeden dodatkowy palec- zapasowy kciuk w kształcie sierpa.

Ten kciuk nie ma stawu motorycznego, pieprzyk polega na tym podczas kopania, co daje mu dodatkową siłę. Badania wykazały, że kość tego palca rozwija się z kości nadgarstka w stadium embrionalnym nieco później niż kości pozostałych palców. Krety naprawdę mają nie 5, ale 6 palców na łapach!

lepki gekon

gekony mogą pochwalić się niesamowitymi nogami, które pozwalają im się prawie czepiać na każdą powierzchnię. Zmarszczki na podeszwach ich stóp pokryte są włoskami zwanymi szczecina, które również pokryte są włosiem.

Te ostatnie struktury są tak płytkie, że pozwalają gekonom przylgnąć do powierzchni, po której się poruszają. Pozwalają wzmocnić siły van der Waalsa, słaba siła elektryczna, która utrzymuje razem wiele rzeczy, w tym większość materii organicznej.

Zakochany w swojej nauce - zoogeografii autor twierdzi i udowadnia, że ​​jest ona równie interesująca jak wszystko, co wiąże się z życiem zwierząt na wolności. Mówi zaskakująco jasno o biologicznych właściwościach zwierząt, które pomagają im egzystować w określonym środowisku, o powiązaniach fauny z formacjami roślinnymi, o rozmieszczeniu zwierząt na całym świecie i o czynnikach ograniczających ich przesiedlenie, o historii rozwoju fauny na różnych kontynentach.

Książka:

<<< Назад

Naprzód >>>

Prawo Glogera. Już w ubiegłym stuleciu zoologowie zauważyli, że zwierzęta lądowe żyjące na obszarach o wilgotnym klimacie okazują się ciemniejsze niż zwierzęta tego samego lub podobnego gatunku zamieszkujące obszary suche. Zjawisko to zostało naukowo przeanalizowane i sformułowane jako zasada zoogeograficzna przez Konstantina Alberta Glogera, który w 1833 r. opublikował we Wrocławiu książkę „Zmiany u ptaków pod wpływem klimatu”.

Odnotowany wzór okazał się wspólny zarówno dla kręgowców, jak i bezkręgowców. Eksperymenty laboratoryjne ze świerszczami polnym (Gryllus campestris) wykazali, że świerszcze trzymane w pomieszczeniu, w którym wilgotność względna powietrza była utrzymywana na poziomie 60–80%, uzyskiwały intensywny ciemny kolor.

Mimowolnie w takim eksperymencie okazały się ptaki - grubodzioby średniej wielkości (Munia flaviprymna) mieszka w pustynnym wnętrzu Australii. Kilka ptaków z tego jasnego pustynnego gatunku zostało wprowadzonych do Anglii i trzymanych w niewoli. Po trzech latach życia w wilgotnym angielskim klimacie na upierzeniu ptaków pojawiły się ciemne plamy, które uwydatniają podobieństwo tego pustynnego gatunku do ciemnoubarwionego, bliskiego gatunku, grubodzioba. munia castaneithorax,żyjący w wilgotnych lasach przybrzeżnych Australii.

Później ten wzór został potwierdzony wieloma przykładami. Najprostszy z nich: zmienność ślimaków Arianta arbustorum oraz Succinea pfeifferi,żyjący w Europie Środkowo-Wschodniej, żaba trawna (Rana temporaria) i żyworodna jaszczurka (Lacerta vivipara). Co ciekawe, amerykańskie krety Scapanus w stanach Waszyngton i Oregon mają czarne futro, w północnej Kalifornii, gdzie klimat jest bardziej suchy, są brązowawe, aw południowej Kalifornii, gdzie jest jeszcze sucho, ich futro jest jasne, srebrzyste. Ta biogeograficzna prawidłowość nazywana jest prawem Glogera.

Barwa i intensywność barwy zewnętrznej powłoki zwierząt zależy od ilości pigmentu - melaniny, a na jej powstawanie ma wpływ nie tylko wilgotność powietrza, ale także temperatura otoczenia. Niska temperatura powoduje rozjaśnienie barwy, wysoka temperatura przeciwnie, ciemnienie. Skumulowany wpływ na organizm zwierzęcia obu tych czynników (wilgotność środowiska i jego temperatura) daje właśnie taki efekt wypadkowy, jaki zwykle obserwujemy. W niektórych przypadkach istnieją wyjątki od prawa Glogera spowodowane różnymi kombinacjami wilgotności i temperatury powietrza. Tak więc wełna wilków z Białorusi ma jaśniejszy, popielaty kolor niż wilki z Pirenejów - raczej ciemną, z brązowawym odcieniem.

Temperatura. Temperatura otoczenia jest potężnym czynnikiem, który wpływa i często determinuje rozmieszczenie organizmów żywych na Ziemi. Wahania temperatur na lądzie, w tym temperatury powierzchni gleby, mają bardzo szeroki zakres - od +80° do -70°C. A w oceanach jest to prawie 5 razy mniej: od + 30 ° do -2 C.

Zmiany temperatury na lądzie mogą czasami być bardzo szybkie. Niektóre obszary przyrodnicze charakteryzują się zmianą temperatury otoczenia o kilkadziesiąt stopni w ciągu dnia. Takie kontrasty temperaturowe nie znają środowiska wodnego.

U zwierząt lądowych w wielu przypadkach rozwinęło się głębokie zróżnicowanie organizmów zgodnie z ich wymaganiami dotyczącymi warunków termicznych ich środowiska życia.

Zwierzęta są ciepłolubne i eurytermiczne. Każdy gatunek zwierzęcia ma swój własny zakres temperatur najkorzystniejszych dla życia, który nazywamy temperaturą optymalną dla tego gatunku. Ten zakres temperatur, czyli granice optimum temperatury, może być u niektórych gatunków stosunkowo szeroki, podczas gdy u innych obejmuje tylko kilka stopni. Jeśli temperatura optymalna dla jakiegokolwiek gatunku jest wąska i normalna aktywność życiowa organizmu jest zaburzona, gdy przekracza tę granicę temperatury, a także jeśli zwierzę nie toleruje wahań temperatury otoczenia, wówczas gatunek ten nazywa się ciepłolubnym.

Wręcz przeciwnie, zwierzęta, które z powodzeniem egzystują w szerokim zakresie temperatur otoczenia, to znaczy mają optimum temperaturowe wielu różnych wskaźników, nazywane są gatunkami eurytermalnymi. Zwykle nie umierają, nawet jeśli przez jakiś czas muszą istnieć w warunkach wykraczających poza optimum temperaturowe.

W oceanie jest stosunkowo więcej organizmów ciepłolubnych niż na lądzie. Wśród gatunków ciepłolubnych wyróżniają się gatunki zimnolubne lub oligotermiczne, takie jak na przykład niedźwiedź polarny i wół piżmowy; ciepłolubne lub politermiczne (żyrafy, małpy, termity itp.) oraz zwierzęta, które do swojego życia wymagają umiarkowanej, ale stałej temperatury otoczenia. Generalnie jest ich niewiele.

Gatunki eurytermiczne są najbardziej charakterystyczne dla umiarkowanych szerokości geograficznych, gdzie sezonowy kontrast warunków życia jest dobrze wyrażony. Organizmy Eurytermalne charakteryzują się szerokim rozmieszczeniem. Na przykład zasięg gatunkowy (region rozmieszczenia geograficznego) ropuchy szarej (bufo bufo) rozciąga się od północnej Afryki na południu po Szwecję na północy, gdzie płaz ten występuje tak daleko na północ, jak Sztokholm. A na kontynencie północnoamerykańskim inny rodzaj ropuchy (bufo ziemskie) znaleźć na obszarze od Florydy do Zatoki Hudsona. Nie mniej rozległy zasięg ma wilk, łasica, gronostaj i wiele innych ssaków i ptaków żyjących zarówno w tundrze, jak i na stepach i gorących pustyniach.

Jeśli w jakiejkolwiek strefie naturalnej pojawi się obszar izolowany ze specjalnym reżimem klimatycznym przypominającym warunki innej strefy (na przykład z cieplejszym mikroklimatem), to takie miejsce mogą zamieszkiwać zwierzęta, które nie są charakterystyczne dla tej strefy. W ten sposób pojawiają się „przyczółki” fauny południowej, przesunięte na północ i przypominające „wyspy” gatunków południowych, których optymalna temperatura nie odpowiada strefie naturalnej. Taką „wyspę” fauny ciepłolubnej znaleziono w Niemczech, w okolicach Freiburga, w południowo-zachodnim zakątku Schwarzwaldu. W Polsce podobna „wyspa” znajduje się w okolicach Krzyżanowic, w dolinie Nidy.

Biologiczny wpływ wysokich i niskich temperatur jest inny. W temperaturze około 55 ° C białka w protoplazmie komórek ulegają koagulacji i większość zwierząt umiera. Niskie temperatury nie powodują krzepnięcia białek, dlatego wiele zwierząt przystosowało się do znoszenia niskich temperatur, hibernacji lub głębokiego stanu anabiotycznego, po którym przy sprzyjających warunkach są w stanie powrócić do aktywnego życia.

Reakcja na temperaturę różni się znacznie u zwierząt tzw. zimnokrwistych i ciepłokrwistych.

Zwierzęta zimnokrwiste. Zimnokrwisty, lub, jak mówią naukowcy, poikilotermiczny, obejmuje zdecydowaną większość gatunków zwierząt: wszystkie bezkręgowce i kręgowce niższe, aż do gadów włącznie. Temperatura ciała zwierząt zimnokrwistych jest zbliżona lub równa temperaturze otoczenia i zmienia się wraz ze zmianami tej ostatniej. Następuje trzask zimna - i ciało zwierzęcia zimnokrwistego staje się zimniejsze.Podczas ogrzewania temperatura ciała wzrasta. Na pustyniach młode modliszki (rodzaj Modliszka) oraz koniki polne poruszające się po piasku, którego temperatura sięgała 50,8 °C.

U owadów zimujących w klimacie umiarkowanym (np. w Polsce lub ogólnie w Europie Środkowo-Wschodniej) temperatura ciała (lub poczwarek i jaj) jest bliska 0 °C.

Większość zwierząt zimnokrwistych preferuje ciepłe klimaty, a większość z nich żyje w tropikach. Jeśli konwencjonalnie podzielimy ziemię na strefę zimną, umiarkowaną i gorącą, to liczba gatunków stawonogów odpowiadałaby w nich odpowiednio 1:4:18.

U kochających zimno i ciepło gatunków motyli z rodziny Syntomidae w tych pasach są jeszcze bardziej wyraziste proporcje - 1:3:63. Ten wzór jest również charakterystyczny dla skorpionów, pająków, stonóg, a nawet gadów. Tak więc w Polsce na powierzchni 312 tys. km2 żyje osiem gatunków gadów, a na wyspie Jawa, o powierzchni zaledwie około 132 tys.

Łatwo zrozumieć ten schemat. W ciepłym klimacie zwierzęta zimnokrwiste prowadzą aktywny tryb życia przez cały rok, podczas gdy przemieszczając się w chłodniejsze rejony, czas manifestacji ich aktywnego życia jest coraz bardziej ograniczany przez skracanie się pory korzystnych temperatur, a zima początek wiosny i koniec jesieni stają się okresem długiego odpoczynku (hibernacja, diapauza, anabioza).

Intensywność metabolizmu w ciele zwierzęcia jest w złożonej zależności od temperatury otoczenia. Uważa się, że wraz ze wzrostem temperatury o 10°C tempo procesów biochemicznych wzrasta 2–3 razy. Dotyczy to oczywiście zmian temperatury w zakresie normalnych wskaźników, dobrze tolerowanych przez ten typ zwierzęcia. Zależność tempa metabolizmu (metabolizmu) od temperatury otoczenia można badać eksperymentalnie.

Ustalono, że larwa chrząszcza mącznego (robaki mączne) w temperaturze otoczenia 15°C zużywa w ciągu godziny 104 centymetry sześcienne tlenu w przeliczeniu na jeden kilogram masy ciała, w temperaturze 25°C – 300 centymetrów sześciennych, a przy 32,5°C - 520 centymetrów sześciennych.

Przyspieszenie procesu metabolicznego skraca czas przechodzenia organizmu przez etapy rozwoju osobniczego oraz skraca czas trwania etapu ontogenezy. Przed rozpoczęciem metamorfozy larwy będą potrzebowały innego czasu, w zależności od temperatury, w jakiej były wcześniej przetrzymywane.

Szybkość przejścia stadium poczwarki przez chrząszcza mącznego (od momentu przepoczwarczenia do wyjścia z poczwarki chrząszcza imago) w zależności od temperatury otoczenia przedstawia tabela:

Temperatura w stopniach C	13,5	17	21	27	33
Czas w godzinach	1116	593	320	172	134

Z tego doświadczenia wynika, że ​​wzrost temperatury otoczenia o około 20°C spowodował ponad 8-krotne skrócenie czasu trwania stadium poczwarki, czyli rozwój został znacznie przyspieszony.

W warunkach naturalnych w strefie klimatu umiarkowanego tempo rozwoju osobniczego wielu bezkręgowców jest niskie, zima powoduje długi okres depresji w aktywności życiowej, a w efekcie liczba pokoleń pojawiających się w ciągu jednego roku jest tu niewielka – często jeden lub dwa.

W gorącym klimacie tempo rozwoju osobniczego bezkręgowców jest często wyższe, okresy depresji na niektórych obszarach przyrodniczych są krótsze lub całkowicie nieobecne, a zatem w ciągu rok.

Aby zilustrować ten wzór i jasno wyobrazić sobie potencjał rozmnażania się bezkręgowców w gorącym klimacie, obliczymy wielkość potomstwa niektórych warunkowo odebranych, nawet fikcyjnych gatunków owadów, na przykład reprezentowanych tylko przez samice rozmnażające się partenogenetycznie, że jest bez udziału mężczyzn. A takie gatunki istnieją w naturze!

Rozwijając się w najkorzystniejszych warunkach, w optimum, jakim są zwierzęta zimnokrwiste pomiędzy tropikami, osiągają tu swoje największe rozmiary. Stonogi tropikalne osiągają długość 15, a nawet 20 centymetrów przy grubości palca, podczas gdy największa stonoga z umiarkowanych szerokości geograficznych w Europie ma nie więcej niż 4 centymetry długości. Skolopendry z krajów równikowych są gigantycznych rozmiarów, do 27 centymetrów długości, a w Jugosławii ich maksymalna długość to 8-10 centymetrów, ale w Polsce już ich nie ma, można tam spotkać tylko kiwsjakowa (Litobiusz).

A to bezpośredni wpływ warunków klimatycznych. Zwierzęta zimnokrwiste z tropikalnych regionów Ameryki, Afryki i Azji są podobne pod względem wielkości i wyglądu, chociaż ich gatunki są zwykle różne na różnych kontynentach.

Oto kilka przykładów tego samego wzoru. W Europie występuje kilka gatunków skorpionów, ale długość osobników któregokolwiek z tych gatunków prawie nigdy nie przekracza trzech centymetrów. Więcej gatunków skorpionów żyje w niskich szerokościach geograficznych, podczas gdy absolutna przewaga między nimi pod względem wielkości należy do skorpiona cesarskiego. (Pandinus imperator) pokryta czarną zbroją i sięgająca 18 centymetrów długości od przedniej krawędzi muszli do trującego szpikulca na końcu brzucha. Tacy „imperatorzy” mieszkają w Afryce Zachodniej.

Tropikalne motyle i chrząszcze to wspaniałe przykłady gigantyzmu. Wystarczy przypomnieć brazylijskie motyle, z których wiele ma rozpiętość skrzydeł ponad 20 centymetrów, chrząszcz Herkules (Dynaste Herkules) 15-centymetrowe lub ogromne robale od rodziny Biełostoma, zewnętrznie trochę jak skorpion wodny (nepa)żyjących w naszych europejskich akwenach, ale o 10 centymetrów dłuższych od nich. Nie mniej uderzający niż chrząszcz Herkules jest chrząszcz goliat z Afryki Zachodniej. (Goliathus giganteus), chociaż osiąga długość zaledwie 10 centymetrów. Ale ma straszliwe kleszcze wielkości jednej trzeciej długości ciała, utworzone z dwóch rogów: jednego na głowie, a drugiego na pierwszym odcinku głowotułowia.

W tropikach występują duże ślimaki z rodziny Achatino, posiadające muszle o długości do 17 centymetrów i wadze ponad 500 gramów.

Nie mniej żywe i obfite przykłady są wśród zimnokrwistych. Przypomnijmy krokodyle zamieszkujące głównie tropikalne zbiorniki wodne, ogromne węże – pytony, boa i anakondy. W tropikach często spotyka się bardzo duże jadowite węże: na przykład węże okularowe - kobry (Naja) w Azji czy straszne afrykańskie żmije (Bitis arietans) oraz Bitis gabonica).

Legwany amerykańskie są duże (rodzina Iguanidae), przypominające nasze jaszczurki i warany (rodzina) Waranowate), zamieszkujących Afrykę i gorące regiony Azji. Długość ciała wielu gatunków jaszczurek monitorujących i legwanów często przekracza półtora metra. Największą żywą jaszczurką monitorującą jest smok z Komodo. (Varanus komodoensis), zamieszkujący dwie małe wyspy w Indonezji pomiędzy wyspami Sumbawa i Flores; to prawdziwe potwory o długości trzech metrów, o ciężkim ciele i potężnych kończynach.

Zwierzęta stałocieplne. Tylko ptaki i ssaki mają ciepłą krew. Złożone mechanizmy fizjologiczne pozwalają im utrzymać stałą i dość wysoką temperaturę ciała. U różnych gatunków ptaków i ssaków temperatura ciała nie jest taka sama, ale zawsze przeważnie w zakresie od 30°C do 44°C. U zdrowego zwierzęcia wahania temperatury zwykle nie przekraczają pół stopnia. Wyjątkiem są dziobak australijski i kolczatki, których normalna temperatura ciała jest niższa niż wszystkich innych ssaków i wynosi tylko 3 ° C. Do wielu cech prymitywności charakterystycznych dla tych pradawnych ssaków dodaje się pewną zależność temperatury ich ciała od temperatury otoczenia, co wyraża się w szerszym zakresie wahań temperatury, sięgających 4°C zarówno powyżej, jak i poniżej średniej normy, co czyni je związane z gadami.

Aby utrzymać wysoką i stałą temperaturę ciała, ciało zwierzęcia zużywa dużą ilość energii, która dodatkowo zużywana jest na promieniowanie cieplne. Dlatego zwierzęta stałocieplne muszą mieć intensywną przemianę materii i prowadzić aktywny tryb życia, to znaczy spożywać dużo pożywienia i szybko go przyswajać, a tym procesom z kolei sprzyja wysoka temperatura ciała.

Ciepłokrwistość jest nieocenioną właściwością zwierząt, nabytą w procesie ewolucji organicznej, która otworzyła przed nimi rozległe przestrzenie życiowe o umiarkowanych i polarnych szerokościach geograficznych oraz wysokie góry, niedostępne dla większości gatunków zwierząt zimnokrwistych. Polarne krańce kontynentów, wyspy Arktyki, a nawet pływające kry służą jako arena aktywnego życia dla ptaków i ssaków.

W strefach umiarkowanych na obu półkulach Ziemi, śnieżne i mroźne zimy, aw tej surowej dla zwierząt porze roku, dosłownie królują tu zwierzęta stałocieplne. Prowadzą aktywny tryb życia, a niektóre gatunki, takie jak krzyżodzioby, nawet rozmnażają się i są w stanie karmić pisklęta, podczas gdy zwierzęta zimnokrwiste przeżywają okres niskich temperatur, będąc w stanie nieaktywnym, a nawet anabiotycznym. Dlatego w składzie fauny obszarów o zimnym klimacie ptaki i ssaki stanowią pod względem liczebności stosunkowo wyższy odsetek niż w tropikach.

Jednak zima to również trudna pora roku dla zwierząt stałocieplnych. Pomyśl o tym, bo różnica między temperaturą ciała zwierzęcia a środowiskiem, nawet w Europie Środkowo-Wschodniej, np. w Polsce, może czasami sięgać 75°C. Powoduje to ogromne straty ciepła w żywych organizmach i przeradza się w problem „być albo nie być”.

W systemie mechanizmów termoregulacyjnych ciała zwierząt stałocieplnych ważne miejsce zajmuje zewnętrzna powłoka ciała, która pełni funkcję termoizolacyjną. Łatwo to zobaczyć na własne oczy. U ptaków żyjących w zimnych rejonach, pod pokrywającymi piórami, warstwa ciepłego, delikatnego puchu jest znacznie ważniejsza niż u mieszkańców południa. Ponadto na północy naszej półkuli nie spotkasz ptaków z gołą głową i szyją, takich jak sępy, sępy i kazuary. Sierść ssaków również składa się z dwóch warstw: włosia ochronnego i gęstego puchu pod nimi. Gęstość i właściwości termoizolacyjne puchu są bezpośrednio związane z właściwościami środowiska i życia. A oto przykład, który można zobaczyć w zoo. Spójrz na Himalaje (Helarctos tibetanus) i malajski (Helarctos malayanus) niedźwiedzie. To są spokrewnione gatunki. Mają podobny wygląd. Ale niedźwiedź himalajski wygląda jak „stos wełny”, ponieważ jest mieszkańcem zimnych wyżyn, a malajczyk ma gładką, niską, aksamitną sierść, jak wiele zwierząt w tropikach.

Różnica w cechach sierści jest dobrze wyrażona nawet w obrębie tego samego gatunku. Tygrys Ussuri musi wędrować w głębokim śniegu, a całe jego ciało pokryte jest długimi i puszystymi włosami, szczególnie długimi na karku i klatce piersiowej. A tygrys bengalski jest porośnięty krótkimi, gładkimi włosami, prawie całkowicie bez puchu.

Wiadomo, że nawet koszt futer (na przykład lisów i skunksów) zależy od obszaru, z którego są wydobywane: im dalej na północ jest wydobywana, tym droższa jest skóra.

Tylko w strefie tropikalnej w ciepłym klimacie występują zwierzęta o rzadkim owłosieniu lub całkowicie bezwłose: hipopotamy, nosorożce, słonie i niektóre gatunki bawoły.

Prawo Bergmana. Sierść ssaków, szczególnie gęsta i bujna na dużych szerokościach geograficznych, oraz upierzenie i ocieplenie ptaków chronią ciało zwierzęcia przed wychłodzeniem. Jednak problem termoregulacji nie jest całkowicie rozwiązany tylko za pomocą różnych adaptacji tkanek powłokowych.

W 1847 r. w Getyndze opublikowano opracowanie niemieckiego zoologa Carla Bergmana „O związku między gospodarką cieplną u zwierząt a ich wielkością”. Karl Bergman zwrócił uwagę na fakt, że zwierzęta – mieszkańcy zimnych klimatów – są zwykle większe niż osobniki tego samego gatunku żyjące w klimatach cieplejszych. Nie jest to przypadek, ale wynik niezbędnej adaptacji zwierząt, opartej na prostym matematycznym wzorze. Przecież utrata ciepła następuje przez powierzchnię ciała, a im większa jest ta powierzchnia w stosunku do objętości ciała, tym większa utrata ciepła. A większe organizmy mają stosunkowo mniejszą powierzchnię na jednostkę masy (masy).

Jeśli na przykład weźmiemy sześcian o boku 1 centymetra, wykonany z substancji o ciężarze właściwym 1 g kostki. cm, wówczas całkowita powierzchnia wszystkich sześciu ścian wyniesie 6 centymetrów kwadratowych, a objętość wyniesie 1 centymetr sześcienny, czyli masę 1 grama. Obliczając powierzchnię sześcianu na jednostkę masy, otrzymujemy 6 centymetrów kwadratowych / gram.

Jeśli następnie weźmiesz sześcian o boku 2 centymetrów, czyli dwa razy większy, wówczas powierzchnia sześciu ścian wyniesie 24 centymetry kwadratowe, a objętość wyniesie 8 centymetrów sześciennych, a zatem masa wyniesie 8 gramów . Przy obliczaniu pola powierzchni na jednostkę objętości lub masy otrzymuje się 3 centymetry kwadratowe / gram. Tak więc w przypadku sześcianu o dwukrotnie większej objętości względna powierzchnia okazała się o połowę mniejsza.

W języku biologa ten wzór oznacza, że ​​zwierzę o dwukrotnie większym rozmiarze wydziela o połowę mniej ciepła na jednostkę masy ciała (oczywiście wszystkie inne czynniki są równe). Dlatego większe zwierzę, wydzielające stosunkowo mniej ciepła na jednostkę wagi, może spożywać stosunkowo mniej pokarmu niż małe zwierzę. Oznacza to, że przy ograniczonym zaopatrzeniu w żywność większe zwierzę łatwiej przeżyje niż małe.

Ten wzór jest istotą prawa zoogeograficznego Bergmana. Przykłady na to potwierdzające są liczne we wszystkich częściach świata. I tak na przykład dziki z południowej Hiszpanii mają przeciętną długość czaszki 32 centymetry, w Polsce - około 41 centymetrów, na Białorusi - 46, a na Syberii są ogromne dzikie o długości czaszki 56 centymetrów. Zmiany wielkości zwierząt zgodnie z prawem Bergmana można zaobserwować u zająca, saren, lisów, wilków, niedźwiedzi i innych gatunków ssaków. Na obszarach Europy zwierzęta te zmniejszają się w kierunku południowo-zachodnim i przeciwnie, zwiększają się w kierunku północnym i wschodnim na obszarach, gdzie zimy są ostrzejsze.

Zmiany wielkości geograficznej ptaków również są zgodne z zasadami prawa Bergmanna. Na przykład skowronki rogate (Eremophylla alpestris),żyjące w Ameryce Północnej wyraźnie pokazują ten schemat, o czym można sądzić po zmianach długości skrzydeł: skowronki z wybrzeży Zatoki Hudsona mają skrzydła o długości 111 centymetrów, ptaki z Nevady mają 102 centymetry, a na wyspie Santa Barbara u wybrzeży Kalifornii , - tylko 97 centymetrów. Podgatunki zwierząt z zimnych regionów zazwyczaj przewyższają liczebnie podgatunki z cieplejszych klimatów na niższych szerokościach geograficznych. Na przykład europejski niebieski zimorodek (Alcedo atthis ispida), piękny ptak szeroko rozprzestrzeniony wzdłuż małych rzek, ale nie wszędzie licznie, okazuje się być największym ptakiem w porównaniu z innymi podgatunkami tego zimorodka: Alcedo atthis pallida- bladoniebieski zimorodek zamieszkujący Syrię i Palestynę oraz Bengal Alcedo atthis bengalensis- najmniejszy z niebieskich zimorodków żyjących w Indiach i Indonezji. Podobnie europejski podgatunek Wilga (Oriolus oriolus oriolus) zauważalnie większa niż wilga wschodnia (Oriolus oriolus kundoo) z Afganistanu i centralnych regionów Indii.

Na południowej półkuli Ziemi przeciwnie, wzrost wielkości zwierząt następuje w kierunku bieguna południowego, czyli również zgodnie z zasadą prawa Bergmanna: wielkość zwierząt w zimniejszym klimacie wzrasta. A oto przykład z półkuli południowej. Na Wyspach Galapagos, w strefie tropikalnej, mieszka mały pingwin - spheniscus mendiculus 49 centymetrów wysokości, na południe, od wysp Tristan da Cunha do Ziemi Ognistej, czyli w umiarkowanym klimacie oceanicznym żyje większy pingwin - Eudyptes cristatus, którego długość ciała sięga 65 centymetrów. Dalej na południe, do 60 ° szerokości geograficznej południowej, pingwin jest powszechny. pygoscelis raria, osiągając 75-80 centymetrów. Na wybrzeżu kontynentalnej Antarktydy mieszka ogromny pingwin cesarski - Aptenodytes forsteri wysokość 120 centymetrów i więcej.

Jeśli dwa stosunkowo blisko położone terytoria mają podobną faunę, ale różnią się średnimi temperaturami, to znaczy na jednym z nich jest zimniej, to na nim średnia wielkość zarówno ssaków, jak i ptaków będzie większa. A oto przykłady takich par fauny. Na południowym wybrzeżu Australii średnia roczna temperatura wynosi 16°C, a na wybrzeżu Tasmanii 11°C. A to już wystarczy, aby wszystkie dziobaki, kolczatki i kangury tasmańskie były większe od australijskich. Podobny wzór można zaobserwować w Nowej Zelandii. Wyspa Północna Nowej Zelandii jest cieplejsza niż Wyspa Południowa. Średnia roczna temperatura na północy wynosi 16,6 °C, a na południu 10,4 °C. W związku z tym papugi i kiwi są większe na Wyspie Południowej, a nie na północy.

Od reguły odkrytej przez Bergmana są wyjątki, które można zrozumieć i wyjaśnić w każdym konkretnym przypadku. Z jednej strony są to ptaki wędrowne, które nawet jeśli gnieżdżą się na północy, na półkuli północnej, nadal nie są dotknięte arktycznym chłodem, gdyż szybko kończą sezon lęgowy i przenoszą się w cieplejsze klimaty. Migrując zawsze znajdują się w mniej lub bardziej sprzyjających warunkach.

Innym przykładem są małe ssaki: norniki, myszy, ryjówki, które większość czasu spędzają w specyficznym mikroklimacie swoich nor, mniej lub bardziej stabilnym i często łagodniejszym niż klimat okolic. Aktywne zimą pod warstwą śniegu, znajdują się w warunkach znacznie odmiennych od tych, które panują na zaśnieżonej równinie, ponieważ śnieg ma świetne działanie termoizolacyjne. A w centrum Alaski badano rozkład temperatury na różnych wysokościach i pod śniegiem. Pokrywa śnieżna była stosunkowo cienka – 60 centymetrów. Były silne mrozy. Termometr wskazywał -50°C, a pod warstwą śniegu na powierzchni gleby mróz nie sięgał nawet -7°C. A w tych warunkach norniki szare (rodzaj śluz) prowadziły aktywne życie i poruszały się swobodnie w swoich śnieżnych korytarzach, chociaż ich futro jest cienkie, a ich stopy na łapach w ogóle nie są pokryte wełną. W tym samym czasie karibu z trudem przetrwały te ciężkie przeziębienia. Można więc powiedzieć, że te dwa gatunki ssaków, znajdujące się w tym samym punkcie geograficznym, istniały w zupełnie innych warunkach klimatycznych, jakby ich siedliska były oddzielone od siebie dziesiątkami lub setkami mil.

Doświadczenia laboratoryjne potwierdzają również wzorzec odnotowany przez K. Bergmana. Białe myszy, utrzymywane od najmłodszych lat w niskiej temperaturze tylko +6°C, rosły znacznie większe niż te, które były w tym samym okresie w warunkach średniej normalnej temperatury otoczenia +26°C. Ten sam eksperyment przeprowadzono z nie mniejszym powodzeniem na kurczakach. I od tego czasu metoda „zimnej edukacji” kurczaków jest szeroko stosowana w hodowli drobiu w celu zwiększenia wydajności przemysłowej produktów mięsnych.

Prawo Allena. W przypadku zwierząt - mieszkańców zimnych rejonów Ziemi wskazane jest zmniejszenie powierzchni ciała w stosunku do jego masy. Osiąga się to na dwa sposoby: poprzez zwiększenie ogólnej wielkości ciała i zmniejszenie wielkości wszystkich wydatnych narządów i części ciała: uszu, pyska, nóg, ogona. Zwierzęta polarne mają krótsze uszy, ogony, pyski niż zwierzęta zamieszkujące obszary o klimacie umiarkowanym, a zwłaszcza gorącym. Nawet łapy i szyje są krótsze i cieńsze u zwierząt polarnych. Zjawisko to nazywa się prawem Allena.

Najczęstszym przykładem prawa Allena jest porównanie lisa polarnego (Alopex lagopus) z krótkimi uszami i pyskiem, niewymiarowym, z małym ogonkiem i naszym rudym lisem (Vulpes vulpes) wyższy i bardziej pełen wdzięku. Podobnie dla białego zająca (Lepus timidus),żyjąc na północy, uszy są krótsze niż u zająca brunatnego (Lepus europaeus), rozpowszechniony na południu. Warto porównać renifera z jeleniem, aby upewnić się, że ten pierwszy ma krótsze uszy i krótsze nogi.

Zasada Allena potwierdza się w laboratorium, gdzie myszy trzymane w niskich temperaturach mają krótsze uszy i stopy, a te hodowane w podwyższonej temperaturze są dłuższe niż normalnie. Długość nóg kurcząt w doświadczeniu okazała się również zależna od temperatury otoczenia.

Z prawa Allena logicznie wynika wniosek, że zwierzę o szczególnie dużej względnej powierzchni ciała powinno żyć tylko w niskich szerokościach geograficznych, w tropikach i subtropikach. Uszate fenki żyją w gorącym klimacie. Afrykańskie sawanny są domem dla długonogiej żyrafy, nie mniej znanej z niesamowicie długiej szyi, oraz małej, pełnej wdzięku antylopy gerenuk. (Walleri litokraniowe).

Ten sam schemat widać wyraźnie na przykładzie nietoperzy. Latające psy, czyli latające lisy, należące do podrzędu dużych nietoperzy owocożernych (megachiroptera), mają ogromną powierzchnię skrzydeł i są pospolite tylko w strefie tropikalnej. Podrząd mniejszych nietoperzy owocożernych, mikrochiroptera, składa się z 16 rodzin. Przedstawiciele 13 rodzin mieszkają w strefach tropikalnych i subtropikalnych, a tylko nietoperze z trzech pozostałych rodzin były w stanie osiedlić się w umiarkowanych szerokościach geograficznych. Podkowce najczęściej występują w Europie Środkowej. (Rhinolophidae) i skórzane kurtki (Vespertilionidae).

Minimalna zasada. W latach pięćdziesiątych ubiegłego wieku niemiecki chemik Justus Liebig zainteresował się roślinami, nawozami i położył podwaliny pod naukę chemii rolniczej. Następnie sformułował zasadę, zgodnie z którą czynnikiem ograniczającym rozwój rośliny jest pierwiastek minimalny, czyli taki, którego roślinie może jej brakować. Na przykład, jeśli roślina otrzyma niezbędne do życia i jeszcze więcej azotu, fosforu, żelaza i wszystkich innych niezbędnych pierwiastków, ale jednocześnie jeden pierwiastek, potas, otrzyma mniej niż wymagana norma, wtedy roślina będzie rosła karłowate i niewymiarowe. Jego wzrost będzie ograniczany przez brak potasu.

Minimalna zasada Liebiga dotyczy w równym stopniu roślin i zwierząt. Jeśli zwierzę lub osoba otrzyma pokarm bez witaminy C, zachoruje na szkorbut, nawet jeśli pokarm jest obfity, wyrafinowany i smaczny. O stanie organizmu w tym przypadku decyduje również czynnik, który jest minimalny lub całkowicie nieobecny, jak wspomniana w naszym przykładzie witamina C, a nie czynniki, które są w nadmiarze. Jeśli szczur jest utrzymywany na diecie bezbiałkowej, będzie słabo rósł, pozostanie mały i wątły, a wkrótce całkowicie umrze, mimo że otrzyma dużo węglowodanów, tłuszczów, witamin i pierwiastków śladowych.

Minimalna zasada podlega nie tylko organizmom roślinnym i zwierzęcym, ale także grupom zwierząt, populacjom, gatunkom i biocenozom. Każdy z czynników środowiskowych może ograniczać rozwój populacji lub wszelkie relacje biocenotyczne, jeśli jest obecny co najmniej.

Znajomość tej zasady pozwala skutecznie ją stosować w łowiectwie i leśnictwie.

Liczebność kuropatw szarych ogranicza przede wszystkim brak pożywienia w okresie zimowym oraz oddziaływanie na nie drapieżników. Dlatego w celu zwiększenia liczebności kuropatw w gospodarce łowieckiej konieczne jest nie tyle ograniczanie ich odstrzału i sprowadzanie kilkudziesięciu osobników złowionych w innych miejscach, co organizowanie dokarmiania ptaków zimą i zakładanie plantacji z gęstymi kępami krzewy, w których kuropatwy mogły chować się przed drapieżnikami.

Natomiast małe ptaki owadożerne są karmione głównie w warunkach naturalnych. Czynnikiem ograniczającym ich liczbę jest często brak miejsc odpowiednich do budowy gniazda. Dlatego za pomocą sztucznych miejsc lęgowych (dziurze i budki dla ptaków) oraz sadząc sztuczne plantacje można szybko zwiększyć liczbę pożytecznych ptaków śpiewających.

<<< Назад

Naprzód >>>

Naukowcy twierdzą, że zwierzęta roślinożerne żyjące na północy są większe niż ich odpowiedniki z południa, ponieważ północna trawa jest bardziej pożywna. Nieoczekiwane wyjaśnienie reguły Bergmana zostało potwierdzone eksperymentalnie.

Karl Georg Lucas Christian Bergman - niemiecki biolog, fizjolog i anatom, od dawna zajmuje się anatomią porównawczą. Ale to opis wzoru ekogeograficznego przyniósł mu sławę, którą później nazwano jego imieniem. Słynne zdanie z książki Bergmana z 1847 r. O relacji między ekonomią ciepła u zwierząt a ich wielkością brzmi: i jest dokładnie zgodne z ich masą.

Jak działa zasada Bergmana?

Wielu naukowców rzeczywiście potwierdza, że ​​taki schemat istnieje. To prawda, że ​​pytanie „dlaczego” przez długi czas pozostawało bez odpowiedzi. Teraz naukowcy wyjaśniają tę prawidłowość osobliwościami termoregulacji zwierząt stałocieplnych. Faktem jest, że produkcja ciepła jest proporcjonalna do objętości ciała, a przenoszenie ciepła jest proporcjonalne do jego powierzchni. W związku z tym stosunek powierzchni do objętości jest mniejszy u dużych zwierząt. Dlatego na zimnych północnych szerokościach geograficznych bardziej opłaca się być dużym, aby wytwarzać więcej ciepła i dawać go mniej, a na południowych szerokościach geograficznych jest odwrotnie.

Dr Chuan-Kai Ho z Uniwersytetu w Houston wraz ze swoimi kolegami zaproponował zupełnie nowe i nieoczekiwane wyjaśnienie reguły Bergmanna, które jednak niewątpliwie wzbudzi wśród naukowców o wiele więcej pytań. Dr Ho, nie wykluczając jednak tradycyjnego wyjaśnienia, sugerował, że wielkość ciała zwierząt w dużej mierze zależy od rodzaju spożywanego pokarmu. Zgodnie z hipotezą dr Ho roślinność północnych szerokości geograficznych ma większą wartość odżywczą, więc zwierzęta roślinożerne, które jedzą te rośliny, mają większe rozmiary ciała.

Rośliny północne są bardziej pożywne

Naukowcy postanowili przetestować hipotezę dr Ho eksperymentalnie. Próbki do badań były szeroko rozpowszechnionymi owadami. Prokelisia z podrzędu piersiowego ( Archaeorrhyncha) i małż Aplysia ( Aplysia) (zając morski) Według naukowców, choć gatunki te są zimnokrwiste, na ich przykładzie działa również reguła Bergmana – największe okazy znajdują się w bardziej północnych szerokościach geograficznych, a najmniejsze w południowych.

Owady i mięczaki były hodowane w laboratorium i karmione wyłącznie roślinami spartina anglica. Naukowcy zebrali same rośliny w różnych szerokościach geograficznych Ameryki Północnej (w strefach tundry i lasów). Po pewnym czasie, gdy mięczaki i owady osiągnęły dojrzałość, dr Ho zmierzył wielkość ich ciał. Według autorów pracy owady, które otrzymały trawę wyhodowaną w tundrze okazały się o 8% więcej niż ich krewniacy żywiący się trawą ze strefy umiarkowanej. W przypadku mięczaków liczebność osobników żywionych ziołami północnymi okazała się większa aż o 27%. Jedynym wyjaśnieniem tego jest odmienna wartość odżywcza ziół rosnących w różnych warunkach, mówi dr Ho.

„Nie wierzymy, że jest to jedyne możliwe wytłumaczenie reguły Bergmanna. Z naszych badań wynika jednak, że aby wyjaśnić mechanizm jego działania, nie wystarczy znać charakterystykę reakcji fizjologicznych na różne temperatury otoczenia. Ważne jest również uwzględnienie ekologicznych relacji zwierząt z ich środowiskiem” – mówi dr Ho.

Dlaczego rośliny rosnące na dużych szerokościach geograficznych są bardziej pożywne, naukowcy wciąż mają trudności z odpowiedzią i przyjmują tylko założenie. Jeden z autorów badania, dr Stephen Pennings, w swojej poprzedniej pracy wykazał, że rośliny z północnych szerokości geograficznych są mniej podatne na ataki owadów. Być może dlatego, jak sugerują autorzy pracy, rośliny południowe poświęcają więcej energii na obronę chemiczną przed owadami, a ich niższa wartość odżywcza jest także rodzajem mechanizmu ochronnego przed żarłocznymi owadami.

Artykuł dr Ho „Is Diet Quality an Overlooked Mechanism for Bergman’s Rule” można znaleźć w lutowym wydaniu The American Naturalist.

płetwonogie- bardzo wyjątkowe i ciekawe zwierzęta, które mogą żyć zarówno na lądzie, jak iw wodzie. Ich łapy zamieniły się w płetwy, więc te zwierzęta morskie nazywane są płetwonogimi. Jedzą ryby, kalmary i skorupiaki.

Czym różnią się foki od fok?

Foki i foki są bliskimi krewnymi i są bardzo podobne. Ale foki mają uszy, a foki nie. Ponadto foki bardzo zręcznie skaczą na płetwach, a foki pełzają po brzuchach.

foki

Foki (Odobenidae)- wspaniali myśliwi. Mają dobrze rozwinięty wzrok, ponieważ przez większość czasu przebywają pod wodą, gdzie oświetlenie jest bardzo słabe. Te zwierzęta są w stanie znaleźć pożywienie nawet w ciemności. Ciało płetwonogich, z wyjątkiem głowy, pokryte jest warstwą tłuszczu o grubości 10 cm, a u niektórych nawet więcej. U płetwonogich – najgrubsze mleko spośród wszystkich ssaków. Foki w ogóle nie żują ryby, ale połykają ją w całości. Jeśli ryba jest bardzo duża, płetwonogie rozrywają ją na kawałki. Uszczelki wytrzymują temperatury do -80C°.

Dlaczego foki potrzebują płetw?

Jeśli na skórze znajdują się pchły, foka swędzi tylnymi płetwami, a foka przednimi płetwami. W wodzie foka wiosłuje głównie za pomocą przednich płetw, podczas gdy foka pospolita używa tylnych płetw.

zając morski

fot. Mar Hoskuldsson

Foka brodaty (Erignathus barbatus) jest najbardziej fiszbiną wśród płetwonogich. Jego wąsy są gęste i kręcone. Ale w wodzie stają się proste i bardzo długie i pomagają fokom znaleźć pożywienie na dnie morskim.

słonie morskie

fot. Jim Frazee

Słonie morskie (Mirounga)− olbrzymy z rodziny fok. Ich długość wynosi około 6 m, a ich waga to ponad 3 tony. Zwierzęta te zostały tak nazwane nie tylko ze względu na ich wielkość, ale także z powodu nosa, podobnego do tułowia, który wisi na końcu pyska słoni morskich. Słonie morskie wykorzystują swój długi pień, do 80 cm długości, jako środek zastraszania. W chwili zagrożenia samiec podnosi trąbę i jego groźny ryk roznosi się po morzu. Morski olbrzym jest bardzo niezdarny na lądzie, ale dobrze pływa i nurkuje głęboko. Potrafi nurkować w poszukiwaniu jedzenia na głębokość 1400 metrów.

foka harfa

fot. Steve Arena

Pazury harfy (Pagophilus groenlandicus) są niezawodną obroną przed wrogami. Są bardzo ostre. Rany, które zadaje to zwierzę, nie goją się przez długi czas.

Mors

fot. Allan Hopkins

Morsy (Odobenus rosmarus) znaleźć w arktycznych regionach świata. Dziś istnieją trzy podgatunki. morsy pacyficzne(Odobenus roasmarus divergens) żyją głównie w Morzu Beringa. W ciepłe letnie miesiące mogą podróżować aż do Morza Beauforta i Morza Wschodniosyberyjskiego. Morsy atlantyckie(Odobenus rosmarus rosmarus) występują we wschodnim i zachodnim Oceanie Atlantyckim. Morsy Łaptiewów(Odobenus rosmarus laptev) występują w Morzu Łaptiewów. Morsy zamieszkują obszary Arktyki, które w większości składają się z lodu. Morsy preferują płytkie wody, aby mieć łatwy dostęp do pożywienia. Ten wolno poruszający się ssak morski spędza większość czasu w wodzie lub w jej pobliżu.

Mors jest jednym z największych płetwonogich. To zwierzę znane jest z masywnych kłów, które w rzeczywistości są tylko powiększonymi zębami. Te kły mogą przeciąć 20 cm lodu. Mogą dorastać do 90 cm, ale średni rozmiar to około 50 cm, samce są większe od samic, ważą do 1200-1500 kg, a samice od 600 do 850 kg.

Lampart morski

fot. V Maxi Rocchi

Lampart morski (Hydrurga leptonyx)- najbardziej krwiożerczy drapieżnik wśród płetwonogich ma opinię najbardziej dzikiej i groźnej foki, ponieważ żywi się nie tylko dużymi rybami i pingwinami, ale także atakuje inne foki.

z kapturem uszczelka

Mężczyzna foka kapturowa (Cystophora cristata) na głowie znajduje się ogromny worek ze skóry. Wie, jak nadmuchać swój grzebieniasty worek tak bardzo, że czasami nie widać za nim nawet głowy zwierzęcia.

Uszczelki

Znaleziony w oceanach osiem różnych gatunków uchatek (Arctocephalinae). Tylko jeden z tych gatunków fok występuje na półkuli północnej, a siedem pozostałych na południowej. Większość czasu spędzają pływając na otwartym oceanie i polując na jedzenie. Uchatki żywią się rybami i planktonem, ale mają również tendencję do polowania na kałamarnice i węgorze. Często te płetwonogie są żerowane przez duże zwierzęta wodne, takie jak rekiny, orki, lwy morskie, a czasem dorosłe lamparty morskie.

Jeśli znajdziesz błąd, zaznacz fragment tekstu i kliknij Ctrl+Enter.