ทำไมสัตว์ใต้ถึงมีขายาว เงื่อนไขการดำรงอยู่และการกระจายของสัตว์บก ทำไมเสือชีตาห์วิ่งเร็วแต่ไม่นาน

ในปี ค.ศ. 1847 คาร์ล กุสตาฟ เบิร์กมันน์ ซึ่งทำงานที่มหาวิทยาลัยเกิททิงเงน ได้กำหนดกฎเกณฑ์ที่ว่าในรูปแบบที่เรียบง่าย ฟังดูเหมือน: “ในสภาพอากาศที่อุ่นขึ้น สัตว์เลือดอุ่นของหนึ่งหรือสายพันธุ์ที่คล้ายคลึงกันมีขนาดเล็กกว่าและอยู่ใน อากาศหนาวเย็น

ในตอนแรก ข้อสรุปของนักชีววิทยา นักกายวิภาคศาสตร์ และนักสรีรวิทยาชาวเยอรมันได้รับการตอบรับด้วยความสงสัยจากชุมชนวิทยาศาสตร์ แต่เมื่อเวลาผ่านไป เห็นได้ชัดว่าเบิร์กแมนอธิบายหลักการวิวัฒนาการข้อหนึ่งได้อย่างแม่นยำที่สุด

อันที่จริงรูปแบบดังกล่าวไม่เพียงแต่มีอยู่เท่านั้น แต่ยังมองเห็นได้ชัดเจนอีกด้วย ตัวอย่างเช่น ในสัตว์ที่มีแหล่งที่อยู่อาศัยที่กว้างที่สุด - หมาป่า หมาป่าอาหรับ ซึ่งอาศัยอยู่ในโอมาน อิสราเอล และประเทศอื่นๆ ในตะวันออกกลาง เป็นสัตว์ตัวเตี้ยผอมบางที่มีน้ำหนักประมาณ 15 กิโลกรัม แม้จะมีขนาดของมัน แต่ก็เป็นนักล่าที่ดุร้ายซึ่งเป็นสัญลักษณ์ของความอาฆาตพยาบาทและความโกรธ

หมาป่าเหนือป่าและหมาป่าอียิปต์ (ด้านล่าง)

ในอลาสก้าและทางตอนเหนือของแคนาดา มีหมาป่าตัวใหญ่เป็นสองเท่าและหนักกว่าห้าเท่า หมาป่าจากทางเหนือของอินเดียผู้เลี้ยง Mowgli แทบจะไม่ถึงน้ำหนักหนึ่งในสี่ของ centner แต่สัตว์ร้ายที่ Ivan Tsarevich ขี่ไปคงจะดึงออกมาได้ถ้าเขามีอยู่จริงไม่น้อยกว่า 60 กิโลกรัมเหมือนหมาป่าที่แข็งกระด้าง เขตป่าไม้ของรัสเซีย

สถานการณ์ที่คล้ายคลึงกันกับเสือภูเขา ความผันแปรของน้ำหนักระหว่างบุคคลที่อาศัยอยู่ที่เส้นศูนย์สูตรและทางตอนใต้ของแคนาดาหรืออาร์เจนตินาอยู่ระหว่าง 60 ถึง 110 และแม้กระทั่ง 120 กิโลกรัมในกรณีพิเศษ

การเปลี่ยนแปลงจะสังเกตเห็นได้ชัดเจนเมื่อคุณปีนขึ้นไปบนภูเขา ยิ่งสูงขึ้นและยิ่งเย็นลงสัตว์ก็จะยิ่งมีขนาดใหญ่ขึ้น หากเราพิจารณาสัตว์ที่มีสายพันธุ์ใกล้เคียงกัน กฎของเบิร์กแมนนั้นชัดเจนยิ่งขึ้น: หมีมาเลย์ซึ่งมีน้ำหนักเฉลี่ย 45 กิโลกรัม มีน้ำหนักน้อยกว่าหมีขั้วโลกโดยเฉลี่ยถึงสิบเท่า

หมีขั้วโลกเป็นสัตว์เลี้ยงลูกด้วยนมบนบกที่ใหญ่ที่สุดชนิดหนึ่งในกลุ่มสัตว์กินเนื้อ มีความยาวถึง 3 ม. น้ำหนักสูงสุด 1 ตัน มันอาศัยอยู่ในบริเวณใต้ขั้วในซีกโลกเหนือ

หมีมาเลย์เป็นตัวแทนที่เล็กที่สุดของตระกูลหมี: มีความยาวไม่เกิน 1.5 ม. มันอาศัยอยู่ในอินเดีย

ต้องการความแตกต่างที่ยิ่งใหญ่? ด้วยความยินดี! วางทางจิตใจถัดจากกวางทางใต้ที่เล็กที่สุด แคนชิลจากสุมาตรา และกวางทางเหนือที่ใหญ่ที่สุด กวางจากคัมชัตกาหรืออลาสก้า ความแตกต่างนั้นยอดเยี่ยมมาก: 25 เซนติเมตรที่เหี่ยวเฉาและน้ำหนัก 1200 กรัมสำหรับครั้งแรกและเกือบ 2.5 เมตรและเกือบ 650 กิโลกรัมสำหรับวินาที การเปรียบเทียบดังกล่าวอาจไม่ถูกต้องนัก แต่ก็ชัดเจน

ประหยัดความร้อน

อะไรคือความลับว่าทำไมสัตว์ถึงเติบโตเมื่ออากาศเย็นลง? มันเป็นเรื่องของการควบคุมอุณหภูมิ ยิ่งอากาศหนาวเย็นเท่าไร การรักษาความร้อนในร่างกายก็ยิ่งมีความสำคัญมากขึ้นเท่านั้น เพื่อลดการถ่ายเทความร้อนสู่สิ่งแวดล้อม ท้ายที่สุด การรักษาอุณหภูมิร่างกายให้คงที่นั้นต้องการพลังงาน ซึ่งก็คืออาหารในที่สุด จะต้องมีการขุดซึ่งหมายถึงการใช้พลังงาน จะเสียอีกทำไม

เมื่อมองแวบแรก ยิ่งพื้นผิวของร่างกายใหญ่ขึ้นเท่าใด ความร้อนของสิ่งมีชีวิตก็จะยิ่งสูญเสียไป แต่การพิจารณาการสูญเสียความร้อนด้วยตัวเองนั้นไม่มีประโยชน์ - ความสัมพันธ์กับการผลิตความร้อนเป็นสิ่งสำคัญ สัตว์ไม่เพียงแต่สูญเสียความร้อนเท่านั้น แต่ยังผลิตมันออกมาด้วย และยิ่งร่างกายมีปริมาตรมากเท่าไร จูลก็จะยิ่งปล่อยสู่ชั้นบรรยากาศมากขึ้นเท่านั้น

กวางแคนชิลตัวจิ๋วและกวางเอลค์จากอลาสก้า

ด้วยขนาดร่างกายที่ใหญ่ขึ้น ปริมาตรที่เพิ่มขึ้นจะแซงหน้าการเพิ่มขึ้นของพื้นที่ผิว: ในสัตว์ที่มีความกว้าง สูงและยาวขึ้นสองเท่า พื้นที่ของร่างกายจะเพิ่มขึ้นสี่เท่า และปริมาตรเพิ่มขึ้นแปดเท่า

ดังนั้นอัตราส่วนของการสูญเสียความร้อนต่อการผลิตจะเป็นประโยชน์สองเท่าสำหรับสัตว์ที่ "โตแล้ว" ในความเป็นจริง ทุกอย่างไม่ถูกต้องตามหลักคณิตศาสตร์ แต่แนวโน้มก็เป็นเช่นนั้น

แน่นอน เช่นเดียวกับกฎใดๆ ที่เกี่ยวข้องกับสัตว์ป่า กล่าวคือ สำหรับระบบไดนามิกที่ซับซ้อนที่สุดขององค์ประกอบต่างๆ มากมาย มีข้อยกเว้นสำหรับกฎของเบิร์กแมน เหตุผลของพวกเขามีความหลากหลายมาก

ตั้งแต่การขาดแคลนอาหาร ซึ่งไม่อนุญาตให้สัตว์ "เพิ่มน้ำหนัก" และบังคับให้พวกมันมีขนาดเล็กลง ไปจนถึงการตั้งถิ่นฐานใหม่ของสัตว์ที่อยู่นอกขอบเขตปกติของพวกมัน ในสถานการณ์เช่นนี้ รูปภาพอาจไม่ "สมบูรณ์แบบ" เนื่องจากเวลาผ่านไปไม่เพียงพอ

สัตว์ที่อพยพไปทางเหนือหรือใต้ยังไม่มีวิวัฒนาการ เพราะเช่นเดียวกับกระบวนการที่คล้ายกันส่วนใหญ่ในสัตว์เลือดอุ่น การเปลี่ยนแปลงของขนาดเนื่องจากสภาพอากาศนั้นค่อนข้างเร็วตามมาตรฐานบรรพชีวินวิทยา แต่ช้ากว่าที่คุณเห็นด้วย “ตาเปล่า” .

อย่างไรก็ตาม สัตว์ที่ใหญ่ที่สุด เช่น ช้าง ฮิปโป ยีราฟ อาศัยอยู่ในที่ที่อากาศร้อนจัด และสิ่งนี้ไม่ได้ขัดแย้งกับกฎของเบิร์กแมน ยักษ์ดังกล่าวมีทรัพยากรอาหารมากมายมหาศาล และมันคงแปลกที่จะไม่ใช้พวกมัน - เนื่องจากคุณสามารถกินได้มากถึงขนาดใหญ่ซึ่งเป็นที่พอใจในตัวเองและในขณะเดียวกัน "นำ" ตัวเองออกจากการคุกคามของนักล่าที่ไม่สามารถรับมือกับยักษ์ใหญ่ได้

แต่สัตว์เหล่านี้มีความเสี่ยงที่จะร้อนจัดอยู่เสมอ เนื่องจากการผลิตความร้อนของพวกมันมีขนาดใหญ่มาก ดังนั้น การแก้ปัญหาการถ่ายเทความร้อน พวกมันจึงต้องใช้อุบายทุกประเภท เช่น นั่งอยู่ในน้ำเป็นส่วนใหญ่ เช่น ฮิปโป หรือหูโต เช่นช้าง

POLE CLOSER - หูเล็กลง

กฎของเบิร์กแมนไม่ค่อยถูกพิจารณาว่าแยกจากกฎอีโคจีโอกราฟิกอื่นๆ ซึ่งการประพันธ์เป็นของโจเอล อัลเลน นักสัตววิทยาชาวอเมริกัน ในปีพ.ศ. 2420 อัลเลนได้ตีพิมพ์บทความที่เขาดึงความสนใจของผู้เชี่ยวชาญในเรื่องความสัมพันธ์ระหว่างสภาพอากาศกับโครงสร้างร่างกายของสัตว์เลือดอุ่นในสายพันธุ์ที่เกี่ยวข้องกัน ยิ่งสภาพอากาศหนาวเย็น อวัยวะที่ยื่นออกมาก็จะยิ่งเล็กลงเมื่อเทียบกับขนาดโดยรวม

ในทางกลับกัน ยิ่งอากาศอบอุ่น หู หาง และขาก็จะยิ่งยาวขึ้น อีกครั้ง คุณไม่จำเป็นต้องไปไกลสำหรับตัวอย่าง: สุนัขจิ้งจอกเฟนเนกและจิ้งจอกอาร์กติก จิ้งจอกทะเลทรายมีชื่อเสียงในด้านหูใบขนาดใหญ่ ในขณะที่สุนัขจิ้งจอกมีหูขนาดเล็ก ซึ่งแทบจะไม่โผล่ออกมาจากขนหนาในฤดูหนาว

สุนัขจิ้งจอกและสุนัขจิ้งจอกอาร์กติก (ด้านล่าง)

ช้างอินเดียและแอฟริกาอาศัยอยู่ในสภาพอากาศที่อบอุ่น และช้างแมมมอธไซบีเรียซึ่งเป็นญาติของพวกมันอาศัยอยู่ในดินแดนน้ำแข็ง ช้างแอฟริกามีหูที่ใหญ่ ตัวที่อินเดียมีขนาดเล็กกว่าอย่างเห็นได้ชัด และช้างแมมมอธนั้นไม่ได้มาตรฐานโดยสมบูรณ์ตามมาตรฐานของช้าง

ความสม่ำเสมอในขนาดของส่วนที่ยื่นออกมาของร่างกายก็สัมพันธ์กับการถ่ายเทความร้อนเช่นกัน มีการถ่ายเทความร้อนผ่านหางหูและขาดังนั้นในภาคเหนือหรือที่ราบสูงจึงเป็นประโยชน์ในการลดขนาดของพวกเขา และเรากำลังพูดถึงที่นี่ไม่เพียงเกี่ยวกับการสูญเสียความร้อนที่ไร้ประโยชน์ แต่ยังเกี่ยวกับวิธีการรักษาร่างกายให้เหมือนเดิม หางยาวและหูขนาดใหญ่สามารถแข็งตัวได้ง่ายเพื่อให้เกิดการตายของเนื้อเยื่อ - บางครั้งเกิดขึ้นกับสุนัขที่ชาวเมืองนำมาจากสถานที่ที่มีอากาศอบอุ่นในทุ่งทุนดรา ในกรณีเช่นนี้ หูและหางของสัตว์สี่เท้าที่โชคร้ายจะต้องถูกตัดออก

ช้างอินเดีย

และที่ซึ่งอบอุ่น หางยาว และหูเป็นที่ที่เหมาะสมที่สุด เนื่องจากการสูญเสียความร้อนที่เกิดขึ้นผ่านอวัยวะเหล่านี้จึงไม่เป็นภาระ แต่ในทางกลับกัน วิธีทำให้ร่างกายเย็นลงซึ่งทำหน้าที่เหมือนหม้อน้ำทำความเย็นของคอมพิวเตอร์ ให้ช้างเป็นตัวอย่าง หูที่มีหลอดเลือดขนาดใหญ่รับเลือด

ที่นี่มันเย็นตัวลง ปล่อยความร้อนสู่สิ่งแวดล้อม และกลับคืนสู่ร่างกาย สามารถพูดได้เช่นเดียวกันเกี่ยวกับกระบวนการในลำตัว เราไม่รู้ แต่คิดเอาเองว่าแมมมอธใช้พลังงานมากเพียงใดในการเป็นเจ้าของลำต้น สัตว์โบราณได้รับการช่วยเหลือจากความจริงที่ว่าลำต้นมีชั้นไขมันที่ค่อนข้างแข็งและเหมือนกับร่างกายของแมมมอ ธ ที่เหลือถูกปกคลุมไปด้วยขนหนา

มีกฎเกณฑ์อื่น ๆ ที่อธิบายถึงการพึ่งพาอาศัยกันของสัตว์ในสภาพอากาศหรือไม่? ในปี ค.ศ. 1833 ก่อนที่เบิร์กมันน์จะตั้งกฎเกณฑ์ของเขา นักปักษีวิทยาชาวเยอรมันคอนสแตนติน วิลเฮล์ม โกลเกอร์ ซึ่งทำงานในเบรสเลา (ปัจจุบันคือรอกลอว์) สังเกตว่าในนกสายพันธุ์ที่เกี่ยวข้องกัน (และจากการสังเกตเพิ่มเติมพบว่าในสัตว์เลี้ยงลูกด้วยนมและแมลงบางชนิดด้วย) , การสร้างเม็ดสีมีความหลากหลายและสว่างกว่าในสภาพอากาศที่อบอุ่นและชื้นมากกว่าในที่เย็นและแห้ง

บรรดาผู้ที่โชคดีพอที่จะเข้าไปในที่เก็บของพิพิธภัณฑ์สัตววิทยาแห่งมหาวิทยาลัยแห่งรัฐมอสโกสามารถเห็นหนังหมาป่าหลายสิบชิ้นห้อยอยู่ติดกัน สีน้ำตาลอมแดง ยาวไม่เกินหนึ่งเมตร สีน้ำตาลแกมแกมเหลืองจะยาวขึ้นเล็กน้อย สีเทายาวขึ้นไปอีก และในที่สุด มีขนาดใหญ่มาก ขนาดเท่าคน เกือบจะเป็นสีขาว พร้อมด้วยขนสีเทาและสีดำผสมเล็กน้อย หมาป่าสีแดงทางใต้และทางเหนือสีขาวเป็นตัวอย่างของกฎของกล็อกเกอร์

อีกตัวอย่างหนึ่งคือนกกิ้งโครงสีชมพู ที่อาศัยอยู่ในประเทศที่อบอุ่น และนกกิ้งโครงทั่วไป สีเข้มมีจุดสีอ่อน ตอนแรกสันนิษฐานว่าการกระจายดังกล่าวเกิดจากความจำเป็นในการอำพราง: ท่ามกลางความเขียวขจีที่มีกลีบดอกไม้หลากสีมันเป็นเรื่องง่ายที่จะพลาดนกแห่งสวรรค์ด้วยสีสันของขนนก แต่ ptarmigan จะ อยู่ในมุมมองที่สมบูรณ์

สตาร์ลิ่งสีชมพูและสามัญ (ด้านล่าง)

และนกฮัมมิงเบิร์ดสีรุ้งจะรู้สึกไม่สบายตัวในทุ่งทุนดรา และมีแนวโน้มว่าก่อนที่มันจะแข็งตัว นกจะยังอยู่ในฟันหรือกรงเล็บของใครบางคน เวอร์ชันที่มีการกำบังยังไม่ถูกปฏิเสธ แต่ปรากฏว่ามีปัจจัยอื่นที่ทำงานอยู่ที่นี่: ในสภาพแวดล้อมที่อบอุ่นและชื้น การสังเคราะห์เม็ดสีดำเนินไปอย่างแข็งขันมากขึ้น

มีข้อยกเว้นที่น่าสนใจสำหรับกฎของกล็อกเกอร์ นี่คือเมลานิสม์ทางอุตสาหกรรมที่เรียกว่า ค้นพบครั้งแรกในอังกฤษและต่อมาในอเมริกาเหนือ ผีเสื้อที่อาศัยอยู่ในสถานที่ที่มีอุตสาหกรรมที่พัฒนาแล้วสามารถเป็นตัวอย่างได้ โรงงานทิ้งควันและเขม่า ต้นเบิร์ชและไลเคนมืดลง ผีเสื้อสีขาวบนพื้นหลังสังเกตเห็นได้ชัดเจน พวกมันถูกนกกินเข้าไป

แมลงเหล่านั้นรอดชีวิตจากการกลายพันธุ์แบบสุ่ม กลายเป็นเมลานิสติก (สีดำ) จำนวนคนผิวดำในประชากรค่อยๆ เพิ่มขึ้นถึง 90% แต่กาลครั้งหนึ่ง 99% เป็นสีขาว

Veniamin Shekhtman
นิตยสาร DISCOVERY สิงหาคม 2014

นิเวศวิทยา

มือมนุษย์เป็นหนึ่งในที่สุด ส่วนสำคัญของร่างกาย. ด้วยความช่วยเหลือของมือ เราทำเกือบทุกอย่าง แม้กระทั่งการสื่อสาร อย่างไรก็ตาม มนุษย์ไม่ใช่สิ่งมีชีวิตเพียงตัวเดียวในโลกที่มีมือและนิ้วที่คล่องแคล่ว แขนขาของสัตว์ที่เรียกกันทั่วไปว่า อุ้งเท้าอาจทำให้คุณประหลาดใจ เราขอเชิญคุณเรียนรู้เกี่ยวกับอุ้งเท้าที่แปลกที่สุดในอาณาจักรสัตว์

สัตว์มหัศจรรย์

ข่มขู่ Ai-Ai

อายอาย- สัตว์มหัศจรรย์ที่อาศัยอยู่ในมาดากัสการ์ที่รู้วิธี "ชูนิ้วกลาง" ไม่เหมือนใครในโลก อายอายหรือ แขนเล็ก- เจ้าคณะขนาดเล็กที่เรียกว่า ที่แปลกประหลาดที่สุดของไพรเมตทั้งหมด. เขามีอุ้งเท้ากระดูกที่น่าเกลียดด้วยนิ้วและกรงเล็บยาว ซึ่งชวนให้นึกถึงวีรบุรุษในเทพนิยายเกี่ยวกับแวมไพร์และมนุษย์หมาป่า

ยิ่งกว่านั้นนิ้วกลางของที่จับนั้นใหญ่กว่าที่เหลือเล็กน้อยและยื่นออกมาอย่างเห็นได้ชัด ด้วยความช่วยเหลือของเขา สัตว์ร้าย เคาะต้นไม้หาที่ว่างในเปลือกไม้ที่ซึ่งแมลงอันเอร็ดอร่อยที่มันกินเข้าไปสามารถซ่อนตัวได้ ถ้าอายเจอขนม เขาก็กัดไม้และใช้นิ้วยาวอันชั่วร้ายจับเหยื่อ

อ้อมแขนทั้งๆ ที่พวกมันดูน่ากลัว ไม่เป็นอันตรายอย่างสมบูรณ์สำหรับทุกคนยกเว้นแมลง แต่ชาวมาดากัสการ์ไม่เป็นมิตรกับสัตว์เหล่านี้มากโดยพิจารณาว่าการพบปะกับพวกมันเป็นสัญญาณที่ไม่ดี หากพบเห็นอายะอายใกล้หมู่บ้าน จะถูกฆ่าทันที เชื่อกันว่าความโชคร้ายจะมาเยือนหมู่บ้าน

กบบิน เฮเลน

ในปี 2009 ขณะเดินทางผ่านป่าใกล้กับเมืองโฮจิมินห์ซิตี้ของเวียดนาม นักชีววิทยาได้พบกับกบที่น่าทึ่ง กบตัวนี้ยาว ประมาณ 9 เซนติเมตรเมื่อมันปรากฏออกมานั้นเป็นกบบินสายพันธุ์ใหม่ที่วิทยาศาสตร์ไม่รู้จักซึ่งเป็นที่รู้จักสำหรับความสามารถในการกระโดดจากต้นไม้ต้นหนึ่งไปยังอีกต้นหนึ่งและ ลอยอยู่ในอากาศด้วยอุ้งเท้าพังผืดพิเศษ

นักชีววิทยา Judy Rowleyผู้ค้นพบกบตัวนี้ในเวียดนามจึงตั้งชื่อให้ว่า กบบิน เฮเลนเพื่อเป็นเกียรติแก่แม่ของเขา เฮเลน โรว์ลีย์.

สัตว์ที่น่าทึ่งที่สุด

polydactyl ไฝ

ไฝ- สัตว์ที่น่ารักมาก ยกเว้น บางที ไฝปลาดาวซึ่งอาศัยอยู่ในสหรัฐอเมริกาและแคนาดา ไฝมี แขนขาที่น่าทึ่งซึ่งพวกเขาต้องการเพื่อเดินทางใต้ดิน

อุ้งเท้าหน้าแบนขนาดใหญ่ทำงานเหมือนพลั่ว และใช้นิ้วเล็บยาวได้ ขุดโพรงใต้ดินและอุโมงค์ซึ่งตัวตุ่นจะหาที่พักและอาหาร

ในปี 2554 นักวิจัย มหาวิทยาลัยซูริกแนะนำว่าทำไมอุ้งเท้าของตัวตุ่นจึงขุดดินได้ดี: ไฝมี อีกหนึ่งนิ้ว- นิ้วหัวแม่มือรูปเคียว

นิ้วหัวแม่มือนี้ไม่มีข้อต่อมอเตอร์ ไฝ พึ่งได้ขณะขุด ซึ่งทำให้ขาจอบมีความแข็งแรงเป็นพิเศษ จากการศึกษาพบว่ากระดูกของนิ้วนี้พัฒนาจากกระดูกของข้อมือในระยะตัวอ่อนค่อนข้างช้ากว่ากระดูกของนิ้วอื่นๆ ไฝมีจริงๆ ไม่ใช่ 5 แต่ 6 นิ้วบนอุ้งเท้า!

ตุ๊กแกเหนียว

ตุ๊กแกโม้ขาที่น่าทึ่งที่ช่วยให้พวกเขายึดติดเกือบ สำหรับพื้นผิวใดๆ. เส้นที่ฝ่าเท้ามีขนปกคลุมเรียกว่า ขนแปรงซึ่งถูกปกคลุมไปด้วยขนแปรง

โครงสร้างหลังนี้ตื้นมากจนปล่อยให้ตุ๊กแกเกาะติดกับพื้นผิวที่พวกมันเคลื่อนที่ต่อไป พวกเขาช่วยให้คุณปรับปรุง ฟาน เดอร์ วาลส์ ฟอร์ซแรงไฟฟ้าอ่อนที่ยึดหลายสิ่งหลายอย่างเข้าด้วยกัน รวมทั้งอินทรียวัตถุส่วนใหญ่

ผู้เขียนผู้หลงใหลในวิทยาศาสตร์ของเขา - ภูมิศาสตร์สัตว์กล่าวอ้างและพิสูจน์ว่าน่าสนใจพอ ๆ กับทุกสิ่งที่เกี่ยวข้องกับชีวิตของสัตว์อย่างอิสระ เขาพูดอย่างชัดเจนอย่างน่าประหลาดใจเกี่ยวกับคุณสมบัติทางชีวภาพของสัตว์ที่ช่วยให้พวกมันมีอยู่ในสภาพแวดล้อมบางอย่าง เกี่ยวกับความเชื่อมโยงของสัตว์ต่างๆ กับการก่อตัวของพืช เกี่ยวกับการกระจายของสัตว์ทั่วโลก และเกี่ยวกับปัจจัยที่จำกัดการตั้งถิ่นฐานใหม่ เกี่ยวกับประวัติศาสตร์ของการพัฒนา ของสัตว์ในทวีปต่างๆ

หนังสือ:

<<< Назад

ส่งต่อ >>>

กฎของโกลเกอร์ในศตวรรษที่ผ่านมา นักสัตววิทยาตั้งข้อสังเกตว่าสัตว์บกที่อาศัยอยู่ในพื้นที่ที่มีสภาพอากาศชื้นจะกลายเป็นสีเข้มกว่าสัตว์ในสายพันธุ์เดียวกันหรือคล้ายกันที่อาศัยอยู่ในพื้นที่แห้งแล้ง ปรากฏการณ์นี้ได้รับการวิเคราะห์ทางวิทยาศาสตร์และกำหนดขึ้นเป็นกฎ Zoogeographical โดย Konstantin Albert Gloger ผู้ตีพิมพ์ในปี 1833 ใน Wroclaw หนังสือเรื่อง "การเปลี่ยนแปลงของนกภายใต้อิทธิพลของสภาพอากาศ"

รูปแบบที่ระบุไว้กลายเป็นเรื่องธรรมดาสำหรับทั้งสัตว์มีกระดูกสันหลังและสัตว์ไม่มีกระดูกสันหลัง การทดลองในห้องปฏิบัติการกับจิ้งหรีดภาคสนาม (กริลลัส แคมเพสทริส)แสดงให้เห็นว่าเมื่อเก็บจิ้งหรีดไว้ในห้องที่มีความชื้นสัมพัทธ์ของอากาศอยู่ที่ 60–80% พวกมันจะได้สีเข้ม

นกกลายเป็นผู้เข้าร่วมการทดลองโดยไม่สมัครใจ - นกเหยี่ยวขนาดกลาง (มูเนีย ฟลาวิปริมนา)อาศัยอยู่ในทะเลทรายภายในของออสเตรเลีย นกหลายตัวของสายพันธุ์ทะเลทรายสีอ่อนนี้ได้รับการแนะนำให้รู้จักกับอังกฤษและถูกกักขังไว้ หลังจากใช้ชีวิตอยู่ในสภาพอากาศที่ชื้นแบบอังกฤษได้สามปี จุดสีดำปรากฏขึ้นบนขนนก เพิ่มความคล้ายคลึงของสายพันธุ์ทะเลทรายนี้ให้ใกล้เคียงกับนกเหยี่ยวชนิดหนึ่งที่มีสีเข้มใกล้เคียงอย่างนกเหยี่ยวชนิดหนึ่ง มูเนีย คาสเทนนิโธแร็กซ์,อาศัยอยู่ในป่าชายฝั่งชื้นของออสเตรเลีย

ต่อมารูปแบบนี้ได้รับการยืนยันจากตัวอย่างมากมาย ที่ง่ายที่สุด: ความแปรปรวนของหอยทาก Arianta arbustorumและ ซัคซิเนีย ไฟเฟอรี,อาศัยอยู่ในยุโรปกลางและตะวันออก กบทั่วไป (รานาชั่วคราว)และกิ้งก่าที่มีชีวิตชีวา (ลาเซร์ตา วิวิวิปารา).ที่น่าสนใจคือ ไฝอเมริกัน Scapanusในรัฐวอชิงตันและโอเรกอน พวกมันมีขนสีดำ ส่วนในแคลิฟอร์เนียตอนเหนือซึ่งมีอากาศแห้งกว่า มีสีน้ำตาลออก และในแคลิฟอร์เนียตอนใต้ที่แห้งกว่านั้น ขนของพวกมันเป็นสีเงินอ่อน ความสม่ำเสมอทางชีวภาพนี้เรียกว่ากฎของกล็อกเกอร์

สีและความเข้มของสีของเปลือกนอกของสัตว์ขึ้นอยู่กับปริมาณของเม็ดสี - เมลานิน และไม่เพียงแต่ความชื้นในอากาศ แต่ยังรวมถึงอุณหภูมิของสิ่งแวดล้อมที่มีอิทธิพลต่อการก่อตัวของมันด้วย อุณหภูมิต่ำทำให้สีอ่อนลง อุณหภูมิสูง ในทางกลับกัน ทำให้สีเข้มขึ้น ผลกระทบสะสมต่อร่างกายของสัตว์จากปัจจัยทั้งสองนี้ (ความชื้นของสิ่งแวดล้อมและอุณหภูมิของมัน) ให้ผลลัพท์ที่เรามักจะสังเกตเห็น ในบางกรณี มีข้อยกเว้นสำหรับกฎของกล็อกเกอร์ที่เกิดจากการรวมกันของความชื้นและอุณหภูมิอากาศที่แตกต่างกัน ดังนั้นขนหมาป่าจากเบลารุสจึงมีสีอ่อนกว่าสีขี้เถ้ามากกว่าหมาป่าจากเทือกเขาพิเรนีส - ค่อนข้างเข้มและมีโทนสีน้ำตาล

อุณหภูมิ.อุณหภูมิแวดล้อมเป็นปัจจัยสำคัญที่มีอิทธิพลและมักจะกำหนดการกระจายตัวของสิ่งมีชีวิตบนโลก ความผันผวนของอุณหภูมิบนบก รวมทั้งอุณหภูมิของพื้นผิวดิน มีช่วงกว้างมาก - ตั้งแต่ +80° ถึง -70 องศาเซลเซียส และในมหาสมุทรนั้นน้อยกว่าเกือบ 5 เท่า: จาก +30 °ถึง -2 C

การเปลี่ยนแปลงของอุณหภูมิบนพื้นดินบางครั้งสามารถทำได้อย่างรวดเร็วมาก พื้นที่ธรรมชาติบางแห่งมีลักษณะเฉพาะโดยการเปลี่ยนแปลงของอุณหภูมิแวดล้อมหลายสิบองศาในระหว่างวัน ความแตกต่างของอุณหภูมิดังกล่าวไม่ทราบสภาพแวดล้อมทางน้ำ

ในสัตว์บก ในหลายกรณี ความแตกต่างอย่างลึกซึ้งของสิ่งมีชีวิตได้พัฒนาขึ้นตามความต้องการของพวกมันสำหรับสภาวะทางความร้อนของสภาพแวดล้อมที่มีชีวิต

สัตว์มีอุณหภูมิความร้อนต่ำและยูริเทอร์มอลสัตว์แต่ละชนิดมีช่วงอุณหภูมิที่เหมาะสมกับชีวิตมากที่สุด ซึ่งเรียกว่าอุณหภูมิที่เหมาะสมที่สุดของสายพันธุ์นี้ ช่วงอุณหภูมินี้ กล่าวคือ ขีดจำกัดของอุณหภูมิที่เหมาะสมที่สุด อาจค่อนข้างกว้างในบางชนิด ในขณะที่ช่วงอื่นๆ จะครอบคลุมเพียงไม่กี่องศา หากอุณหภูมิที่เหมาะสมสำหรับสปีชีส์ใด ๆ นั้นแคบและกิจกรรมที่สำคัญตามปกติของสิ่งมีชีวิตถูกรบกวนเมื่อเกินขีดจำกัดอุณหภูมินี้ และหากสัตว์ไม่ทนต่อความผันผวนของอุณหภูมิสิ่งแวดล้อม สปีชีส์นี้เรียกว่า stenothermal

ในทางตรงกันข้าม สัตว์ที่ประสบความสำเร็จในอุณหภูมิสิ่งแวดล้อมที่หลากหลาย กล่าวคือ พวกมันมีอุณหภูมิที่เหมาะสมกับตัวชี้วัดที่หลากหลาย เรียกว่าสายพันธุ์ยูริเทอร์มอล พวกเขามักจะไม่ตายแม้ว่าพวกเขาจะต้องมีชีวิตอยู่ในสภาวะที่เกินอุณหภูมิที่เหมาะสมในบางครั้ง

ในมหาสมุทรมีสิ่งมีชีวิตที่มีอุณหภูมิความร้อนร่วมมากกว่าบนบก ในบรรดาสปีชีส์สตีโนเทอร์มิกนั้น สปีชีส์ที่รักความหนาวเย็นหรือโอลิโกเทอร์มอลมีความโดดเด่น เช่น หมีขั้วโลกและวัวมัสก์ ชอบความร้อนหรือความร้อนสูง (ยีราฟ ลิง ปลวก ฯลฯ) และสัตว์ที่ต้องการอุณหภูมิสิ่งแวดล้อมปานกลางแต่คงที่เพื่อการดำรงอยู่ของพวกมัน โดยทั่วไปมีเพียงไม่กี่คน

สายพันธุ์ยูริเทอร์มิกเป็นลักษณะเฉพาะส่วนใหญ่ของละติจูดพอสมควร โดยจะแสดงความแตกต่างของสภาพความเป็นอยู่ตามฤดูกาลได้ดี สิ่งมีชีวิตยูริเทอร์มอลนั้นมีการกระจายอย่างกว้างขวาง ตัวอย่างเช่น ช่วงสายพันธุ์ (พื้นที่การกระจายทางภูมิศาสตร์) ของคางคกทั่วไป (บูโฟ บูโฟ)ขยายจากแอฟริกาเหนือทางใต้สู่สวีเดนทางตอนเหนือซึ่งสัตว์ครึ่งบกครึ่งน้ำนี้พบได้ไกลถึงทางเหนือของสตอกโฮล์ม และในทวีปอเมริกาเหนือ คางคกอีกประเภทหนึ่ง (ดินบูโฟ)พบในพื้นที่ตั้งแต่ฟลอริดาจนถึงอ่าวฮัดสัน หมาป่า พังพอน เมอร์มีน สัตว์เลี้ยงลูกด้วยนมและนกอื่นๆ อีกมากมายที่อาศัยอยู่ทั้งในทุ่งทุนดราและในที่ราบกว้างใหญ่และทะเลทรายที่ร้อนระอุมีช่วงกว้างไม่น้อย

หากในเขตธรรมชาติใด ๆ พื้นที่โดดเดี่ยวปรากฏขึ้นพร้อมกับระบอบภูมิอากาศพิเศษที่คล้ายกับเงื่อนไขของโซนอื่น (เช่นที่มีปากน้ำที่อุ่นกว่า) สถานที่ดังกล่าวสามารถอาศัยอยู่โดยสัตว์ที่ไม่ใช่ลักษณะของเขตนี้ นี่คือลักษณะที่ "ด่านหน้า" ของสัตว์ภาคใต้ปรากฏขึ้นผลักไปทางทิศเหนือและคล้ายกับ "เกาะ" ของสายพันธุ์ทางใต้อุณหภูมิที่เหมาะสมที่สุดซึ่งไม่สอดคล้องกับเขตธรรมชาติ "เกาะ" ของสัตว์ที่ชอบความร้อนเช่นนี้พบได้ในเยอรมนี ใกล้กับเมืองไฟรบูร์ก ที่มุมตะวันตกเฉียงใต้ของป่าดำ ในโปแลนด์ มี "เกาะ" ที่คล้ายกันในบริเวณใกล้เคียงของ Krzyzanowice ในหุบเขา Nida

ผลกระทบทางชีวภาพของอุณหภูมิสูงและต่ำนั้นแตกต่างกัน ที่อุณหภูมิประมาณ 55 ° C โปรตีนในโปรโตพลาสซึมของเซลล์จับตัวเป็นก้อนและสัตว์ส่วนใหญ่ตาย อุณหภูมิต่ำไม่ทำให้เกิดการเกาะตัวของโปรตีน สัตว์จำนวนมากจึงปรับตัวให้ทนต่ออุณหภูมิต่ำ จำศีล หรืออยู่ในสภาวะที่ไม่เคลื่อนไหวอย่างรุนแรง หลังจากนั้นเมื่อสภาวะที่เอื้ออำนวย พวกมันสามารถกลับคืนสู่ชีวิตที่กระฉับกระเฉงได้อีกครั้ง

ปฏิกิริยาต่ออุณหภูมิแตกต่างกันอย่างมากในสัตว์เลือดเย็นและเลือดอุ่น

สัตว์เลือดเย็น.เลือดเย็นหรือตามที่นักวิทยาศาสตร์กล่าวไว้ว่า poikilothermic นั้นรวมถึงสัตว์หลายชนิด ได้แก่ สัตว์ไม่มีกระดูกสันหลังและสัตว์มีกระดูกสันหลังส่วนล่างทั้งหมด จนถึงและรวมถึงสัตว์เลื้อยคลานด้วย อุณหภูมิร่างกายของสัตว์เลือดเย็นนั้นใกล้เคียงหรือเท่ากับอุณหภูมิแวดล้อมและเปลี่ยนแปลงตามการเปลี่ยนแปลงในระยะหลัง อาการหวัดเกิดขึ้น - และร่างกายของสัตว์เลือดเย็นจะเย็นลง เมื่ออุ่น อุณหภูมิร่างกายจะสูงขึ้น ในทะเลทราย อุณหภูมิร่างกายสูงสุดใกล้ถึง 50 °C ถูกบันทึกไว้ในตั๊กแตนตำข้าวหนุ่ม (สกุล ตั๊กแตนตำข้าว) และตั๊กแตนเคลื่อนไหวบนทรายซึ่งมีอุณหภูมิถึง 50.8 °C

ในแมลงที่หลบหนาวในสภาพอากาศที่อบอุ่น (เช่น ในโปแลนด์หรือในยุโรปกลางและยุโรปตะวันออกโดยทั่วไป) อุณหภูมิของร่างกาย (หรือดักแด้และไข่) ใกล้เคียงกับ 0 °

สัตว์เลือดเย็นส่วนใหญ่ชอบอากาศอบอุ่น และส่วนใหญ่อาศัยอยู่ในเขตร้อน หากตามอัตภาพเราแบ่งโลกออกเป็นเขตเย็น เขตอบอุ่นและเขตอบอุ่น จำนวนสัตว์ขาปล้องจะสัมพันธ์กันตามอัตราส่วน 1:4:18

ในผีเสื้อสายพันธุ์รักเย็นและรักร้อนจากครอบครัว Syntomidaeในเข็มขัดเหล่านี้มีอัตราส่วนที่แสดงออกมากขึ้น - 1:3:63 รูปแบบนี้เป็นลักษณะเฉพาะของแมงป่อง แมงมุม ตะขาบ และแม้แต่สัตว์เลื้อยคลาน ดังนั้นในโปแลนด์บนพื้นที่ 312,000 ตารางกิโลเมตรมีสัตว์เลื้อยคลานแปดชนิดอาศัยอยู่และบนเกาะชวาซึ่งมีพื้นที่เพียงประมาณ 132,000 ตารางกิโลเมตร 122 สายพันธุ์เป็นที่รู้จัก

รูปแบบนี้เข้าใจง่าย ในสภาพอากาศที่อบอุ่น สัตว์เลือดเย็นจะมีชีวิตที่กระฉับกระเฉงตลอดทั้งปี ในขณะที่พวกมันเคลื่อนตัวไปยังภูมิภาคที่เย็นกว่า ช่วงเวลาแห่งการแสดงออกถึงชีวิตที่กระฉับกระเฉงของพวกมันจะถูกจำกัดมากขึ้นเรื่อยๆ ด้วยฤดูกาลที่มีอุณหภูมิที่เอื้ออำนวยและฤดูหนาวที่สั้นลง ต้นฤดูใบไม้ผลิและปลายฤดูใบไม้ร่วงกลายเป็นช่วงเวลาแห่งการพักผ่อนที่ยาวนาน (การจำศีล, diapause, anabiosis)

ความเข้มข้นของการเผาผลาญในร่างกายของสัตว์ขึ้นอยู่กับอุณหภูมิแวดล้อมที่ซับซ้อน เป็นที่เชื่อกันว่าอัตราของกระบวนการทางชีวเคมีเพิ่มขึ้น 2-3 เท่าเมื่ออุณหภูมิเพิ่มขึ้น 10 °C แน่นอนว่าสิ่งนี้หมายถึงการเปลี่ยนแปลงของอุณหภูมิในช่วงของตัวบ่งชี้ปกติซึ่งสัตว์ประเภทนี้ยอมรับได้ดี สามารถตรวจสอบการพึ่งพาอัตราการเผาผลาญ (เมแทบอลิซึม) กับอุณหภูมิแวดล้อมได้

เป็นที่ยอมรับแล้วว่าตัวอ่อนของด้วงแป้ง (meal worm) ที่อุณหภูมิแวดล้อม 15 ° C ใช้ออกซิเจน 104 ลูกบาศก์เซนติเมตรในหนึ่งชั่วโมงในแง่ของน้ำหนักตัวหนึ่งกิโลกรัมที่ 25 ° C - 300 ลูกบาศก์เซนติเมตร และที่ 32.5 ° C - 520 ลูกบาศก์เซนติเมตร

การเร่งความเร็วของกระบวนการเมตาบอลิซึมช่วยลดระยะเวลาที่ร่างกายจะผ่านขั้นตอนของการพัฒนาส่วนบุคคล ลดระยะเวลาของระยะออนโทจีนี ก่อนการเปลี่ยนแปลงจะเริ่มขึ้น ตัวอ่อนจะต้องใช้เวลาต่างกันไป ขึ้นอยู่กับอุณหภูมิที่พวกมันเคยเก็บไว้มาก่อน

อัตราการผ่านของระยะดักแด้โดยด้วงแป้ง (ตั้งแต่ช่วงเวลาดักแด้ไปจนถึงการออกจากดักแด้ของด้วง imago) ขึ้นอยู่กับอุณหภูมิแวดล้อมแสดงในตาราง:

อุณหภูมิเป็นองศา C	13,5	17	21	27	33
เวลาเป็นชั่วโมง	1116	593	320	172	134

จากประสบการณ์นี้จะเห็นได้ว่าการเพิ่มขึ้นของอุณหภูมิของสิ่งแวดล้อมประมาณ 20 ° C ทำให้ระยะเวลาของระยะดักแด้ลดลงมากกว่า 8 เท่า กล่าวคือ การพัฒนาได้เร่งขึ้นอย่างมาก

ภายใต้สภาพธรรมชาติในเขตภูมิอากาศอบอุ่น อัตราการพัฒนาของสัตว์ไม่มีกระดูกสันหลังแต่ละชนิดต่ำ ฤดูหนาวทำให้เกิดภาวะซึมเศร้าเป็นเวลานานในกิจกรรมที่สำคัญ และเป็นผลให้จำนวนรุ่นที่ปรากฏในหนึ่งปีมีน้อย - บ่อยครั้ง หนึ่งหรือสอง.

ในสภาพอากาศที่ร้อนจัด อัตราการพัฒนาของสัตว์ไม่มีกระดูกสันหลังแต่ละชนิดมักจะสูงขึ้น ระยะเวลาของภาวะซึมเศร้าสั้นลงหรือหายไปพร้อมกันในพื้นที่ธรรมชาติบางแห่ง ดังนั้น หลายรุ่นและในบางชนิดถึงแม้จะมากกว่าสิบรุ่นก็สามารถผลิตได้ในช่วง ปี.

เพื่อแสดงให้เห็นรูปแบบนี้และเพื่อจินตนาการให้ชัดเจนถึงศักยภาพของการสืบพันธุ์ของสัตว์ไม่มีกระดูกสันหลังในสภาพอากาศร้อน เราจะคำนวณขนาดของลูกหลานของแมลงบางชนิดที่มีเงื่อนไข หรือแม้แต่ในจินตนาการ เช่น ที่แสดงโดยตัวเมียที่สืบพันธุ์ตามกรรมพันธุ์เท่านั้น คือปราศจากการมีส่วนร่วมของผู้ชาย และสปีชีส์ดังกล่าวมีอยู่ในธรรมชาติ!

การพัฒนาในสภาพที่เอื้ออำนวยที่สุด ในสภาวะที่เหมาะสมที่สุด ซึ่งพบได้สำหรับสัตว์เลือดเย็นระหว่างเขตร้อน พวกมันถึงขนาดที่ใหญ่ที่สุดของพวกมันที่นี่ ตะขาบเขตร้อนมีความยาวถึง 15 และ 20 เซนติเมตรด้วยความหนาเพียงนิ้วเดียว ในขณะที่ตะขาบที่ใหญ่ที่สุดจากละติจูดพอสมควรในยุโรปมีความยาวไม่เกิน 4 เซนติเมตร Skolopendra จากประเทศแถบเส้นศูนย์สูตรมีขนาดมหึมา ยาวได้ถึง 27 เซนติเมตร และในยูโกสลาเวียมีความยาวสูงสุด 8-10 เซนติเมตร แต่ในโปแลนด์ไม่พบเลย มีเพียง kivsyakov เท่านั้นที่สามารถพบได้ที่นั่น (ลิโธบิอุส).

และนี่คืออิทธิพลโดยตรงของสภาพภูมิอากาศ สัตว์เลือดเย็นในเขตร้อนของอเมริกา แอฟริกา และเอเชีย มีขนาดและรูปลักษณ์ใกล้เคียงกัน แม้ว่าโดยทั่วไปแล้วสายพันธุ์ของพวกมันจะแตกต่างกันไปในแต่ละทวีป

ต่อไปนี้คือตัวอย่างเพิ่มเติมของรูปแบบเดียวกัน แมงป่องหลายชนิดพบได้ในยุโรป แต่ความยาวของแต่ละสายพันธุ์นั้นแทบจะไม่เกินสามเซนติเมตร แมงป่องสายพันธุ์อื่น ๆ อาศัยอยู่ในละติจูดต่ำในขณะที่ความเหนือกว่าในหมู่พวกมันคือแมงป่องจักรพรรดิ (ปิ่นเกล้าอิมเพอเรเตอร์)หุ้มด้วยเกราะสีดำและยาวถึง 18 เซนติเมตรจากขอบกระดองหน้าถึงหนามพิษที่ปลายท้อง "จักรพรรดิ" ดังกล่าวอาศัยอยู่ในแอฟริกาตะวันตก

ผีเสื้อและด้วงเขตร้อนเป็นตัวอย่างที่ยอดเยี่ยมของความใหญ่โต พอจำผีเสื้อบราซิลได้ ซึ่งหลายตัวมีปีกกว้างกว่า 20 เซนติเมตร ด้วงเฮอร์คิวลิส (ไดนาสทีส เฮอร์คิวลีส)ตัวแมลงตัวใหญ่หรือตัวยาว 15 ซม. จากครอบครัว เบลอสโตมา, ภายนอกเหมือนแมงป่องน้ำ (นภา)อาศัยอยู่ในอ่างเก็บน้ำในยุโรปของเรา แต่นานกว่านั้น 10 เซนติเมตร ไม่โดดเด่นไปกว่าด้วง Hercules คือด้วงโกลิอัทแอฟริกาตะวันตก (โกลิอาธัส ยักษ์)แม้ว่าจะมีความยาวเพียง 10 เซนติเมตร แต่เขามีเห็บอย่างน่ากลัวขนาดหนึ่งในสามของความยาวของลำตัว ซึ่งเกิดจากเขาสองเขา อันหนึ่งอยู่บนศีรษะ และอีกอันอยู่ที่ส่วนแรกของเซฟาโลโธแร็กซ์

ในเขตร้อนมีหอยทากขนาดใหญ่จากตระกูล อาชาติน่ามีเปลือกหอยยาวถึง 17 เซนติเมตร และมีน้ำหนักมากกว่า 500 กรัม

มีตัวอย่างที่สดใสและอุดมสมบูรณ์ไม่น้อยในหมู่คนเลือดเย็น ให้เรานึกถึงจระเข้ที่อาศัยอยู่ตามแหล่งน้ำในเขตร้อนชื้น งูขนาดใหญ่ เช่น งูเหลือม งูเหลือม และอนาคอนดา ในเขตร้อน มักพบงูพิษขนาดใหญ่ เช่น งูเหลือม - งูเห่า (นาจา)ในเอเชียหรืองูพิษแอฟริกันที่น่ากลัว (บิทิสอาเรียตันและ บิทิส กาโบนิกา)

อีกัวน่าอเมริกันมีขนาดใหญ่ (ครอบครัว อิกัวนิดี)คล้ายกับกิ้งก่าของเราและเฝ้ากิ้งก่า (ครอบครัว วารานิดี)ที่อาศัยอยู่ในแอฟริกาและภูมิภาคร้อนของเอเชีย ความยาวลำตัวของกิ้งก่ามอนิเตอร์และอีกัวน่าหลายสายพันธุ์มักจะเกินหนึ่งเมตรครึ่ง จิ้งจกที่มีชีวิตที่ใหญ่ที่สุดคือมังกรโคโมโด (วรานุส โคโมเด็นซิส) ซึ่งอาศัยอยู่บนเกาะเล็กๆ สองเกาะในอินโดนีเซียระหว่างเกาะซุมบาวาและเกาะฟลอเรส เหล่านี้เป็นสัตว์ประหลาดตัวจริงที่มีความยาวสามเมตรด้วยร่างกายที่หนักและแขนขาที่ทรงพลัง

สัตว์เลือดอุ่น.มีเพียงนกและสัตว์เลี้ยงลูกด้วยนมเท่านั้นที่มีเลือดอุ่น กลไกทางสรีรวิทยาที่ซับซ้อนช่วยให้พวกเขารักษาอุณหภูมิร่างกายให้คงที่และค่อนข้างสูง ในนกและสัตว์เลี้ยงลูกด้วยนมหลายสายพันธุ์ อุณหภูมิร่างกายไม่เท่ากัน แต่ส่วนใหญ่มักจะอยู่ในช่วงตั้งแต่ 30 ° C ถึง 44 ° C สำหรับสัตว์ที่มีสุขภาพดี ความผันผวนของอุณหภูมิมักจะไม่เกินครึ่งองศา ข้อยกเว้นคือตุ่นปากเป็ดและตัวตุ่นปากเป็ดของออสเตรเลียซึ่งมีอุณหภูมิร่างกายปกติต่ำกว่าสัตว์เลี้ยงลูกด้วยนมอื่น ๆ ทั้งหมดและมีเพียง 3 ° C สำหรับคุณสมบัติหลายประการของลักษณะดึกดำบรรพ์ของสัตว์เลี้ยงลูกด้วยนมโบราณเหล่านี้ การพึ่งพาอุณหภูมิร่างกายของพวกมันต่ออุณหภูมิแวดล้อมบางส่วนถูกเพิ่มเข้ามา ซึ่งแสดงออกมาในช่วงความผันผวนของอุณหภูมิที่กว้างขึ้น ถึง 4 ° C ทั้งด้านบนและด้านล่างของค่ามาตรฐานโดยเฉลี่ย ซึ่งทำให้พวกมัน ที่เกี่ยวข้องกับสัตว์เลื้อยคลาน. .

เพื่อรักษาอุณหภูมิของร่างกายให้สูงและคงที่ ร่างกายของสัตว์ใช้พลังงานจำนวนมาก ซึ่งนอกจากจะใช้ในการแผ่รังสีความร้อนด้วย ดังนั้นสัตว์เลือดอุ่นจะต้องมีการเผาผลาญที่เข้มข้นและนำไปสู่วิถีชีวิตที่กระฉับกระเฉงนั่นคือกินอาหารจำนวนมากและดูดซึมได้อย่างรวดเร็วและในทางกลับกันกระบวนการเหล่านี้ก็อำนวยความสะดวกด้วยอุณหภูมิร่างกายสูง

เลือดอุ่นเป็นสมบัติอันล้ำค่าของสัตว์ ซึ่งได้มาจากกระบวนการวิวัฒนาการทางอินทรีย์ ซึ่งเปิดให้พวกมันมีพื้นที่อยู่อาศัยอันกว้างใหญ่ในละติจูดพอสมควร ขั้วโลก และภูเขาสูง ซึ่งสัตว์เลือดเย็นแทบทุกชนิดไม่สามารถเข้าถึงได้ ขอบขั้วโลกของทวีปต่างๆ หมู่เกาะในแถบอาร์กติก และแม้แต่แผ่นน้ำแข็งที่ลอยอยู่ก็ทำหน้าที่เป็นพื้นที่ชีวิตที่กระฉับกระเฉงของนกและสัตว์เลี้ยงลูกด้วยนม

ในเขตอบอุ่นของทั้งสองซีกโลก ฤดูหนาวที่หิมะตกและฤดูหนาวที่หนาวเย็น และในฤดูที่โหดร้ายสำหรับสัตว์ สัตว์เลือดอุ่นจะครอบครองที่นี่อย่างแท้จริง พวกมันมีชีวิตที่กระฉับกระเฉง และบางชนิด เช่น นกผสมเกสรของเรา แม้จะผสมพันธุ์และสามารถให้อาหารลูกไก่ได้ ในขณะที่สัตว์เลือดเย็นจะอยู่รอดในช่วงอุณหภูมิต่ำ อยู่ในสภาวะที่ไม่เคลื่อนไหวหรือกระทั่งไร้ชีวิต นั่นคือเหตุผลที่ในองค์ประกอบของบรรดาสัตว์ในพื้นที่ที่มีสภาพอากาศหนาวเย็น นกและสัตว์เลี้ยงลูกด้วยนมคิดเป็นเปอร์เซ็นต์ที่ค่อนข้างสูงในแง่ของจำนวนสปีชีส์มากกว่าในเขตร้อน

อย่างไรก็ตาม ฤดูหนาวก็เป็นฤดูกาลที่ยากลำบากสำหรับสัตว์เลือดอุ่นเช่นกัน ลองคิดดู เพราะความแตกต่างระหว่างอุณหภูมิของร่างกายสัตว์กับสิ่งแวดล้อม แม้แต่ในยุโรปกลางและยุโรปตะวันออก เช่น ในโปแลนด์ บางครั้งอาจสูงถึง 75 ° C สิ่งนี้ทำให้เกิดการสูญเสียความร้อนมหาศาลในสิ่งมีชีวิตและกลายเป็นปัญหาที่ "เป็นหรือไม่เป็น"

ในระบบกลไกการควบคุมอุณหภูมิของร่างกายสัตว์เลือดอุ่นสถานที่สำคัญเป็นส่วนประกอบภายนอกของร่างกายซึ่งมีฟังก์ชั่นเป็นฉนวนความร้อน นี้ง่ายต่อการดูด้วยตัวคุณเอง ในนกที่อาศัยอยู่ในพื้นที่เย็นภายใต้ขนที่ปกคลุมชั้นของขนดาวน์ที่อบอุ่นและละเอียดอ่อนมีความสำคัญมากกว่าในภาคใต้ นอกจากนี้ ในซีกโลกเหนือของเรา คุณจะไม่พบกับนกที่มีหัวและคอที่เปลือยเปล่า เช่น นกแร้ง นกแร้ง และนกคาสโซวารี เสื้อคลุมของสัตว์เลี้ยงลูกด้วยนมยังประกอบด้วยสองชั้น: ขนป้องกันและขนหนาด้านล่าง คุณสมบัติของความหนาแน่นและฉนวนกันความร้อนของดาวน์มีความสัมพันธ์โดยตรงกับลักษณะของสิ่งแวดล้อมและชีวิต และนี่คือตัวอย่างที่สามารถเห็นได้ในสวนสัตว์ มาดูเทือกเขาหิมาลัย (เฮลาร์กโตส ทิเบตันัส)และมาเลย์ (เฮลาร์โตส มาลายานัส)หมี เหล่านี้เป็นสายพันธุ์ที่เกี่ยวข้อง มีลักษณะที่คล้ายคลึงกัน แต่หมีหิมาลายันดูเหมือน "กองขนแกะ" เพราะมันเป็นถิ่นที่อยู่ของที่ราบสูงที่หนาวเย็น และชาวมลายูมีขนที่เรียบ เตี้ย และนุ่มเหมือนสัตว์หลายชนิดในเขตร้อน

ความแตกต่างในคุณสมบัติของขนนั้นแสดงออกได้ดีแม้ในสายพันธุ์เดียวกัน เสืออุสซูรีต้องท่องไปในหิมะที่ลึก และทั้งตัวของมันถูกปกคลุมไปด้วยขนที่ยาวและนุ่มสลวย ซึ่งยาวเป็นพิเศษบนต้นคอและบนหน้าอก และเสือโคร่งเบงกอลก็มีขนสั้นเรียบเกือบหมด

เป็นที่ทราบกันดีว่าแม้แต่ราคาของขนสัตว์ (เช่น สุนัขจิ้งจอกและสกั๊งค์) ก็ได้รับผลกระทบจากพื้นที่ที่ทำการขุด: ผิวหนังจะมีราคาแพงกว่าเมื่ออยู่ทางเหนือที่ขุดขึ้นมา

เฉพาะในเขตร้อนชื้นที่มีสภาพอากาศอบอุ่นเท่านั้นที่สัตว์มีขนบางหรือไม่มีขนทั้งหมด ได้แก่ ฮิปโป แรด ช้าง และควายบางชนิด

กฎของเบิร์กแมนขนของสัตว์เลี้ยงลูกด้วยนมโดยเฉพาะอย่างยิ่งหนาและเขียวชอุ่มในละติจูดสูงและขนนกและความอบอุ่นของนกช่วยปกป้องร่างกายของสัตว์จากภาวะอุณหภูมิต่ำ อย่างไรก็ตาม ปัญหาของการควบคุมอุณหภูมิไม่ได้แก้ไขได้อย่างสมบูรณ์ด้วยความช่วยเหลือของการปรับตัวต่างๆ ของเนื้อเยื่อจำนวนเต็ม

ในปี ค.ศ. 1847 การศึกษาโดยนักสัตววิทยาชาวเยอรมัน คาร์ล เบิร์กแมน "เรื่องความเชื่อมโยงระหว่างการประหยัดความร้อนในสัตว์กับขนาด" ได้รับการตีพิมพ์ในเกิททิงเงน คาร์ล เบิร์กแมนดึงความสนใจไปที่ข้อเท็จจริงที่ว่าสัตว์ ซึ่งอาศัยอยู่ในสภาพอากาศหนาวเย็น มักจะมีขนาดใหญ่กว่าสัตว์ในสายพันธุ์เดียวกันที่อาศัยอยู่ในสภาพอากาศที่อุ่นกว่า นี่ไม่ใช่อุบัติเหตุ แต่เป็นผลจากการปรับตัวที่สำคัญของสัตว์ โดยใช้รูปแบบทางคณิตศาสตร์ง่ายๆ อย่างไรก็ตาม การสูญเสียความร้อนเกิดขึ้นที่พื้นผิวของร่างกาย และยิ่งพื้นผิวนี้มีขนาดใหญ่ขึ้นเมื่อเทียบกับปริมาตรของร่างกาย การสูญเสียความร้อนก็จะยิ่งมากขึ้นเท่านั้น และสิ่งมีชีวิตขนาดใหญ่มีพื้นที่ผิวค่อนข้างเล็กต่อหน่วยน้ำหนัก (มวล)

ตัวอย่างเช่น ถ้าเราเอาลูกบาศก์ที่มีด้านยาว 1 เซนติเมตร ทำจากสสารที่มีความถ่วงจำเพาะ 1 กรัมลูกบาศก์ ซม. จากนั้นพื้นที่ผิวทั้งหมดของทั้งหกหน้าจะเป็น 6 ตารางเซนติเมตร และปริมาตรจะเป็น 1 ลูกบาศก์เซนติเมตร นั่นคือ มวล 1 กรัม เมื่อคำนวณพื้นผิวของลูกบาศก์ต่อหน่วยมวล เราจะได้ 6 ตารางเซนติเมตร / กรัม

ถ้าคุณเอาลูกบาศก์ที่มีด้านยาว 2 เซนติเมตร นั่นคือ ใหญ่เป็นสองเท่า แล้วพื้นผิวของหกหน้าจะเป็น 24 ตารางเซนติเมตร และปริมาตรจะเท่ากับ 8 ลูกบาศก์เซนติเมตร ดังนั้นมวลจะเท่ากับ 8 กรัม . เมื่อคำนวณพื้นที่ผิวต่อหน่วยปริมาตรหรือมวล จะได้ 3 ตารางเซนติเมตร / กรัม ดังนั้น สำหรับลูกบาศก์ที่มีปริมาตรมากกว่าสองเท่า พื้นผิวสัมพัทธ์กลับกลายเป็นว่าใหญ่เป็นครึ่งหนึ่ง

ในภาษาของนักชีววิทยา รูปแบบนี้หมายความว่าสัตว์ที่มีขนาดสองเท่าจะปล่อยความร้อนออกไปครึ่งหนึ่งต่อหน่วยมวลกาย (โดยธรรมชาติ สิ่งอื่น ๆ จะเท่ากัน) ดังนั้นสัตว์ที่มีขนาดใหญ่กว่าซึ่งให้ความร้อนค่อนข้างน้อยกว่าต่อหน่วยน้ำหนักจึงสามารถกินอาหารได้ค่อนข้างน้อยกว่าสัตว์ตัวเล็ก ซึ่งหมายความว่าด้วยแหล่งอาหารที่มีอยู่อย่างจำกัด สัตว์ที่ใหญ่กว่าจะอยู่รอดได้ง่ายกว่าสัตว์ตัวเล็ก

รูปแบบนี้เป็นสาระสำคัญของกฎหมายสัตววิทยาของเบิร์กแมน ตัวอย่างที่ยืนยันว่ามีอยู่มากมายในทุกส่วนของโลก ตัวอย่างเช่น หมูป่าจากทางตอนใต้ของสเปนมีความยาวกะโหลกศีรษะเฉลี่ย 32 ซม. ในโปแลนด์ - ประมาณ 41 ซม. ในเบลารุส - 46 และในไซบีเรียมีหมูป่าขนาดใหญ่ที่มีความยาวกะโหลกศีรษะ 56 ซม. การเปลี่ยนแปลงขนาดของสัตว์ตามกฎของเบิร์กแมนนั้นสามารถสังเกตได้ในกระต่าย กวาง สุนัขจิ้งจอก หมาป่า หมี และสัตว์เลี้ยงลูกด้วยนมชนิดอื่นๆ ในพื้นที่กว้างใหญ่ของยุโรป สัตว์เหล่านี้มีขนาดเล็กลงทางทิศตะวันตกเฉียงใต้ และในทางกลับกัน จะเพิ่มขึ้นทางเหนือและตะวันออกในพื้นที่ที่ฤดูหนาวมีความรุนแรงมากขึ้น

การเปลี่ยนแปลงขนาดทางภูมิศาสตร์ของนกเป็นไปตามหลักการของกฎหมายของเบิร์กมันน์ ตัวอย่างเช่น larks มีเขา (Eremophylla alpestris),ที่อาศัยอยู่ในอเมริกาเหนือแสดงให้เห็นรูปแบบนี้อย่างชัดเจน โดยสามารถตัดสินได้จากการเปลี่ยนแปลงของความยาวของปีก: นกจากชายฝั่งของอ่าวฮัดสันมีความยาวปีก 111 เซนติเมตร นกจากเนวาดามีขนาด 102 เซนติเมตร และบนเกาะซานตาบาร์บารานอกชายฝั่ง แห่งแคลิฟอร์เนีย , - เพียง 97 เซนติเมตร. ชนิดย่อยของสัตว์จากพื้นที่เย็นมักจะมีจำนวนมากกว่าสัตว์จากละติจูดที่ต่ำกว่าและมีสภาพอากาศที่อุ่นกว่า ตัวอย่างเช่น นกกระเต็นสีน้ำเงินยุโรป (อัลเซโด อัฏฐิสปิดา)นกที่สวยงามกระจายอยู่ทั่วไปตามแม่น้ำสายเล็ก ๆ แต่มีไม่มากนักในทุกที่ กลายเป็นนกที่ใหญ่ที่สุดเมื่อเปรียบเทียบกับนกกระเต็นชนิดอื่น: อัลเซโด อัตถิ ปัลลิดา- นกกระเต็นสีน้ำเงินซีดอาศัยอยู่ซีเรียและปาเลสไตน์และเบงกอล Alcedo ที่เบงกาเลนซิส- นกกระเต็นสีน้ำเงินที่เล็กที่สุดที่อาศัยอยู่ในอินเดียและอินโดนีเซีย ในทำนองเดียวกัน วงศ์ Oriole ยุโรป (ออริโอลัส oriolus oriolus)ใหญ่กว่า oriental oriental อย่างเห็นได้ชัด (โอริโอลัส โอริโอลัส คุนดู)จากอัฟกานิสถานและภาคกลางของอินเดีย

ในซีกโลกใต้ ในทางกลับกัน การเพิ่มขนาดของสัตว์เกิดขึ้นที่ขั้วโลกใต้ ซึ่งเป็นไปตามหลักการของกฎของเบิร์กมันน์ด้วย: ขนาดของสัตว์ในสภาพอากาศหนาวเย็นจะเพิ่มขึ้น และนี่คือตัวอย่างจากซีกโลกใต้ บนหมู่เกาะกาลาปากอสในเขตเขตร้อนมีนกเพนกวินตัวเล็กอาศัยอยู่ - spheniscus mendiculusทางทิศใต้สูง 49 ซม. จากเกาะ Tristan da Cunha ถึง Tierra del Fuego นั่นคือในสภาพอากาศแบบมหาสมุทรที่มีอากาศอบอุ่น เพนกวินตัวใหญ่กว่าอาศัยอยู่ - Eudyptes cristatus,ซึ่งมีความยาวลำตัวถึง 65 เซนติเมตร ไกลออกไปทางใต้ ถึงละติจูด 60 องศาใต้ เพนกวินเป็นเรื่องธรรมดา pygoscelis raria,ถึง 75-80 เซนติเมตร บนชายฝั่งของแผ่นดินใหญ่แอนตาร์กติกามีนกเพนกวินจักรพรรดิตัวใหญ่อาศัยอยู่ - Aptenodytes forsteriส่วนสูง 120 ซม. ขึ้นไป

หากสองอาณาเขตที่ค่อนข้างใกล้เคียงกันมีสัตว์ที่คล้ายกัน แต่มีอุณหภูมิเฉลี่ยต่างกันนั่นคือหนึ่งในนั้นเย็นกว่าขนาดเฉลี่ยของสัตว์เลี้ยงลูกด้วยนมและนกจะใหญ่กว่า และนี่คือตัวอย่างของสัตว์ป่าคู่นั้น บนชายฝั่งทางใต้ของออสเตรเลีย อุณหภูมิเฉลี่ยทั้งปีคือ 16 ° C และบนชายฝั่งของรัฐแทสเมเนีย 11 ° C และนั่นก็เพียงพอแล้วสำหรับตุ่นปากเป็ดแทสเมเนีย อิคิดนา และจิงโจ้ทั้งหมดที่จะมีขนาดใหญ่กว่าตุ่นปากเป็ดของออสเตรเลีย รูปแบบที่คล้ายกันสามารถเห็นได้ในนิวซีแลนด์ เกาะเหนือของนิวซีแลนด์อบอุ่นกว่าเกาะใต้ อุณหภูมิเฉลี่ยทั้งปีในภาคเหนือคือ 16.6 °C และทางใต้ 10.4 °C ดังนั้น นกแก้วและนกกีวีจึงมีขนาดใหญ่กว่าในเกาะใต้ ไม่ใช่ทางเหนือ

จากกฎที่เบิร์กแมนค้นพบ มีข้อยกเว้นที่สามารถเข้าใจและอธิบายได้ในแต่ละกรณี ในอีกด้านหนึ่ง นกเหล่านี้เป็นนกอพยพ ซึ่งถึงแม้จะทำรังอยู่ทางเหนือ ในซีกโลกเหนือ ก็ยังไม่ได้รับผลกระทบจากความหนาวเย็นของอาร์กติก เนื่องจากพวกมันจะเสร็จสิ้นฤดูผสมพันธุ์อย่างรวดเร็วและย้ายไปยังภูมิอากาศที่อบอุ่นกว่า การย้ายถิ่นมักอยู่ในสภาพที่ดีไม่มากก็น้อย

อีกตัวอย่างหนึ่งแสดงโดยสัตว์เลี้ยงลูกด้วยนมขนาดเล็ก ได้แก่ วอลส์ หนู หนู shrews ซึ่งใช้เวลาส่วนใหญ่ในปากน้ำที่เฉพาะเจาะจงของโพรงซึ่งมีความเสถียรไม่มากก็น้อยและมักจะรุนแรงกว่าสภาพอากาศของบริเวณโดยรอบ ใช้งานในฤดูหนาวภายใต้ชั้นหิมะ พวกมันอยู่ในสภาพที่แตกต่างจากที่ราบหิมะที่ปกคลุมอย่างมาก เนื่องจากหิมะมีคุณสมบัติเป็นฉนวนความร้อนที่ดีเยี่ยม และในใจกลางของอลาสก้าได้ทำการศึกษาการกระจายของอุณหภูมิที่ความสูงต่างกันและใต้หิมะ หิมะปกคลุมค่อนข้างบาง - 60 ซม. มีน้ำค้างแข็งรุนแรง เทอร์โมมิเตอร์แสดงอุณหภูมิ -50 °C และภายใต้ชั้นหิมะบนผิวดิน น้ำค้างแข็งไม่ถึง -7 °C และภายใต้เงื่อนไขเหล่านี้ สีเทาโวล (สกุล เมือก)มีชีวิตที่กระฉับกระเฉงและเคลื่อนไหวอย่างอิสระในทางเดินที่เต็มไปด้วยหิมะแม้ว่าขนของพวกมันจะบางและเท้าของพวกเขาบนอุ้งเท้าของพวกเขาก็ไม่ได้ปกคลุมด้วยขนสัตว์เลย ในเวลาเดียวกัน กวางคาริบูกำลังลำบากในการเอาชีวิตรอดจากความหนาวเย็นที่รุนแรงเหล่านี้ ดังนั้น จึงกล่าวได้ว่าสัตว์เลี้ยงลูกด้วยนมสองสายพันธุ์นี้ ซึ่งอยู่ในจุดทางภูมิศาสตร์เดียวกัน มีอยู่ในสภาพภูมิอากาศที่แตกต่างกันโดยสิ้นเชิง ราวกับว่าที่อยู่อาศัยของพวกมันถูกแยกออกจากกันหลายสิบหรือหลายร้อยไมล์

การทดลองในห้องปฏิบัติการยังยืนยันรูปแบบที่ K. Bergman บันทึกไว้ หนูขาวที่เลี้ยงไว้ตั้งแต่อายุยังน้อยที่อุณหภูมิต่ำเพียง +6 ° C เติบโตได้ใหญ่กว่าหนูที่อยู่ในช่วงเวลาเดียวกันภายใต้สภาวะอุณหภูมิแวดล้อมปกติโดยเฉลี่ยที่ +26 ° C ทำการทดลองแบบเดียวกันโดยไม่ประสบความสำเร็จกับไก่ และตั้งแต่นั้นมา วิธีการของ "การศึกษาแบบเย็น" ของไก่ก็ถูกนำมาใช้กันอย่างแพร่หลายในการเลี้ยงสัตว์ปีกเพื่อเพิ่มผลผลิตทางอุตสาหกรรมของผลิตภัณฑ์จากเนื้อสัตว์

กฎของอัลเลนสำหรับสัตว์ - ผู้ที่อาศัยอยู่ในพื้นที่เย็นของโลกขอแนะนำให้ลดพื้นผิวของร่างกายให้สัมพันธ์กับมวลของมัน ทำได้สองวิธี: โดยการเพิ่มขนาดโดยรวมของร่างกาย และลดขนาดของอวัยวะที่โดดเด่นทั้งหมดและส่วนต่าง ๆ ของร่างกาย: หู ปากกระบอกปืน ขา หาง สัตว์ขั้วโลกมีหู หาง ปากกระบอกปืนสั้นกว่าสัตว์ที่อาศัยอยู่ในบริเวณที่มีอากาศอบอุ่นและอบอุ่นเป็นพิเศษ แม้แต่อุ้งเท้าและคอก็สั้นและบางกว่าในสัตว์ขั้วโลก ปรากฏการณ์นี้เรียกว่ากฎของอัลเลน

ตัวอย่างที่พบบ่อยที่สุดของกฎของอัลเลนคือการเปรียบเทียบสุนัขจิ้งจอกอาร์กติก (อโลเพ็กซ์ ลาโกปัส)มีหูสั้นและปากกระบอกปืน ตัวเล็ก มีหางเล็กและจิ้งจอกแดงของเรา (สกุลวูลเปส)สูงและสง่างามมากขึ้น เช่นเดียวกันสำหรับกระต่ายขาว (เลปุส timidus)อยู่ทางเหนือหูจะสั้นกว่าหูกระต่ายสีน้ำตาล (เลปุส ยูโรเปียส), แผ่ขยายไปทางภาคใต้ ควรเปรียบเทียบกวางเรนเดียร์กับกวางแดงเพื่อให้แน่ใจว่ากวางเรนเดียร์มีหูสั้นและขาสั้นกว่า

กฎของอัลเลนได้รับการยืนยันในห้องปฏิบัติการ โดยที่หนูที่เลี้ยงในสภาพอากาศหนาวเย็นจะมีหูและเท้าที่สั้นกว่า และหนูที่โตที่อุณหภูมิสูงจะนานกว่าปกติ ความยาวของขาไก่ในการทดลองยังขึ้นอยู่กับอุณหภูมิของสิ่งแวดล้อมอีกด้วย

จากกฎของอัลเลน ข้อสรุปตามตรรกะที่ว่าสัตว์ที่มีพื้นผิวร่างกายสัมพัทธ์ขนาดใหญ่เป็นพิเศษควรมีชีวิตอยู่ในละติจูดต่ำในเขตร้อนและกึ่งเขตร้อนเท่านั้น สุนัขจิ้งจอกเฟนเนกหูยาวอาศัยอยู่ในสภาพอากาศร้อน ทุ่งหญ้าสะวันนาในแอฟริกาเป็นที่อยู่ของยีราฟขายาว ซึ่งไม่มีชื่อเสียงในด้านคอที่ยาวเกินไป และแอนทีโลปเกอเรนุกที่เล็กและสง่างาม (ลิโธเครเนียม วอลเลอรี).

รูปแบบเดียวกันนี้เห็นได้ชัดเจนในตัวอย่างของค้างคาว หมาบินได้ หรือ หมาจิ้งจอกบิน ที่อยู่ในหน่วยย่อยของค้างคาวกินผลไม้ขนาดใหญ่ (เมกาชิโรปเทรา),มีพื้นผิวปีกขนาดใหญ่ และพบได้ทั่วไปในเขตร้อนเท่านั้น หน่วยย่อยของค้างคาวกินผลไม้ขนาดเล็ก ไมโครชิรอพเทอรา,ประกอบด้วย 16 ครอบครัว ตัวแทนจาก 13 ตระกูลอาศัยอยู่ในเขตร้อนและกึ่งเขตร้อน และมีเพียงค้างคาวจากสามตระกูลที่เหลือเท่านั้นที่สามารถปักหลักอยู่ที่ละติจูดพอสมควร ค้างคาวเกือกม้าเป็นค้างคาวที่พบมากที่สุดในยุโรปกลาง (ไรโนโลฟิดี)และเสื้อหนัง (Vespertilionidae).

กฎขั้นต่ำในช่วงทศวรรษที่ 50 ของศตวรรษที่ผ่านมา Justus Liebig นักเคมีชาวเยอรมันเริ่มให้ความสนใจกับชีวิตพืช ปุ๋ย และวางรากฐานของวิทยาศาสตร์เคมีเกษตร จากนั้นเขาก็กำหนดกฎขึ้นโดยที่ปัจจัยจำกัดการพัฒนาพืชเป็นองค์ประกอบที่อย่างน้อยที่สุด นั่นคือปัจจัยที่พืชอาจขาด ตัวอย่างเช่น หากพืชได้รับสารอาหารที่จำเป็นต่อการดำรงชีวิตและไนโตรเจน ฟอสฟอรัส เหล็ก และธาตุอื่นๆ ที่จำเป็นมากยิ่งขึ้น แต่ในขณะเดียวกันก็ให้ธาตุโพแทสเซียมน้อยกว่าค่าปกติ พืชก็จะเติบโต ลักษณะแคระแกรนและเตี้ย การเจริญเติบโตของมันจะถูก จำกัด ด้วยการขาดโพแทสเซียม

กฎขั้นต่ำของ Liebig ใช้กับพืชและสัตว์อย่างเท่าเทียมกัน หากสัตว์หรือคนได้รับอาหารโดยไม่มีวิตามินซี พวกเขาจะเป็นโรคเลือดออกตามไรฟัน แม้ว่าอาหารจะอุดมสมบูรณ์ ประณีต และอร่อยก็ตาม สถานะของสิ่งมีชีวิตในกรณีนี้ยังกำหนดปัจจัยที่น้อยที่สุดหรือขาดหายไปอย่างสมบูรณ์ เช่น วิตามินซีที่กล่าวถึงในตัวอย่างของเรา และไม่ใช่ปัจจัยที่เกิน หากหนูได้รับอาหารที่ปราศจากโปรตีน หนูจะเติบโตได้ไม่ดี ยังตัวเล็กและอ่อนแอ และในไม่ช้าก็จะตายไปพร้อมกัน แม้ว่าจะให้คาร์โบไฮเดรต ไขมัน วิตามิน และธาตุอาหารในปริมาณมากก็ตาม

กฎขั้นต่ำไม่ได้ขึ้นอยู่กับสิ่งมีชีวิตของพืชและสัตว์เท่านั้น แต่ยังรวมถึงกลุ่มของสัตว์ ประชากร สายพันธุ์และ biocenoses ปัจจัยด้านสิ่งแวดล้อมใดๆ ก็ตามสามารถจำกัดการพัฒนาของประชากรหรือความสัมพันธ์ทางชีวภาพ หากมีอย่างน้อยที่สุด

การรู้กฎนี้จะช่วยให้คุณนำไปใช้ในการล่าสัตว์และป่าไม้ได้อย่างมีประสิทธิภาพ

จำนวนนกกระทาสีเทาถูก จำกัด เป็นหลักโดยขาดอาหารในฤดูหนาวและผลกระทบของผู้ล่าที่มีต่อพวกมัน ดังนั้นเพื่อเพิ่มจำนวนนกกระทาในระบบเศรษฐกิจการล่าสัตว์จึงไม่จำเป็นต้อง จำกัด การยิงและนำเข้าบุคคลที่ถูกจับในที่อื่น ๆ จำนวนมาก แต่เพื่อจัดระเบียบการให้อาหารนกในฤดูหนาวและทำสวนที่มีกอหนาแน่น พุ่มไม้ที่นกกระทาสามารถซ่อนตัวจากผู้ล่าได้

สำหรับนกกินแมลงขนาดเล็กนั้นส่วนใหญ่จะได้รับอาหารในสภาพธรรมชาติ ปัจจัยจำกัดจำนวนมักเกิดจากการไม่มีสถานที่ที่เหมาะสมในการสร้างรัง ดังนั้นด้วยความช่วยเหลือของสถานที่ทำรังเทียม (โพรงและบ้านนก) และการปลูกพืชสวนประดิษฐ์ คุณสามารถเพิ่มจำนวนนกขับขานที่มีประโยชน์ได้อย่างรวดเร็ว

<<< Назад

ส่งต่อ >>>

สัตว์กินพืชที่อาศัยอยู่ในภาคเหนือมีขนาดใหญ่กว่าสัตว์กินพืชทางตอนใต้เนื่องจากหญ้าทางเหนือมีคุณค่าทางโภชนาการมากกว่านักวิทยาศาสตร์กล่าว คำอธิบายที่คาดไม่ถึงเกี่ยวกับกฎของเบิร์กแมนได้รับการยืนยันจากการทดลอง

Carl Georg Lucas Christian Bergman - นักชีววิทยา นักสรีรวิทยา และนักกายวิภาคศาสตร์ชาวเยอรมัน ทำงานด้านกายวิภาคเปรียบเทียบมาเป็นเวลานาน แต่เป็นคำอธิบายของรูปแบบภูมิศาสตร์เชิงนิเวศที่ทำให้เขามีชื่อเสียง ซึ่งต่อมาได้รับการตั้งชื่อตามเขา วลีที่มีชื่อเสียงจากหนังสือ 1847 ของเบิร์กแมนเรื่องความสัมพันธ์ระหว่างเศรษฐกิจความร้อนในสัตว์กับขนาดของพวกเขาคือ: และสอดคล้องกับมวลของมัน

กฎของเบิร์กแมนทำงานอย่างไร

นักวิทยาศาสตร์หลายคนยืนยันว่ารูปแบบดังกล่าวมีอยู่จริง จริงคำถาม "ทำไม" ยังคงไม่ได้รับคำตอบเป็นเวลานาน ตอนนี้นักวิทยาศาสตร์ได้อธิบายความสม่ำเสมอนี้ด้วยลักษณะเฉพาะของการควบคุมอุณหภูมิของสัตว์เลือดอุ่น ความจริงก็คือการผลิตความร้อนนั้นแปรผันตามปริมาตรของร่างกาย และการถ่ายเทความร้อนนั้นแปรผันตามพื้นที่ผิวของมัน ดังนั้นอัตราส่วนของพื้นที่ผิวต่อปริมาตรจึงน้อยกว่าในสัตว์ขนาดใหญ่ ดังนั้นในละติจูดทางตอนเหนือที่หนาวเย็น จะทำกำไรได้มากกว่าที่จะมีขนาดใหญ่เพื่อผลิตความร้อนมากขึ้นและให้ความร้อนน้อยลง และในทางกลับกันในละติจูดใต้

Dr. Chuan-Kai Ho แห่งมหาวิทยาลัยฮูสตัน พร้อมด้วยเพื่อนร่วมงานของเขา ได้เสนอคำอธิบายที่แปลกใหม่และคาดไม่ถึงเกี่ยวกับกฎของเบิร์กมันน์ ซึ่งอย่างไรก็ตาม จะทำให้เกิดคำถามอีกมากมายในหมู่นักวิทยาศาสตร์อย่างไม่ต้องสงสัย อย่างไรก็ตาม ดร.โฮได้อธิบายตามธรรมเนียมโบราณว่าขนาดร่างกายของสัตว์นั้นขึ้นอยู่กับชนิดของอาหารที่พวกมันกินเป็นส่วนใหญ่ ตามสมมติฐานของ Dr. Ho พืชในละติจูดเหนือมีคุณค่าทางโภชนาการมากกว่า ดังนั้นสัตว์กินพืชที่กินพืชเหล่านี้จะมีขนาดร่างกายที่ใหญ่กว่า

พืชภาคเหนือมีคุณค่าทางโภชนาการมากกว่า

นักวิทยาศาสตร์ตัดสินใจทดสอบสมมติฐานของดร.โฮ ตัวอย่างทดสอบเป็นแมลงที่แพร่หลาย โพรเคลิเซียจากทรวงอกย่อย ( อาร์เชอรินชา) และหอย Aplysia ( Aplysia) (กระต่ายทะเล) ตามที่นักวิทยาศาสตร์แม้ว่าสายพันธุ์เหล่านี้จะเลือดเย็นกฎของเบิร์กแมนยังใช้กับตัวอย่างของพวกเขา - ตัวอย่างที่ใหญ่ที่สุดจะพบในละติจูดเหนือและละติจูดที่เล็กที่สุดในละติจูดใต้

แมลงและหอยถูกปลูกในห้องปฏิบัติการและเลี้ยงเฉพาะพืช สปาร์ติน่าแองกลิกา. นักวิทยาศาสตร์ได้รวบรวมพืชในละติจูดต่างๆ ของทวีปอเมริกาเหนือ (ในเขตทุนดราและป่า) หลังจากช่วงเวลาหนึ่ง เมื่อหอยและแมลงเจริญเติบโตเต็มที่ ดร. โฮก็วัดขนาดร่างกายของพวกมัน ผู้เขียนรายงานระบุว่า แมลงที่ได้รับหญ้าที่ปลูกในทุ่งทุนดรานั้นมีมากกว่าญาติของพวกมันที่กินหญ้าในเขตอบอุ่นถึง 8% สำหรับหอยนั้น ขนาดของบุคคลที่กินสมุนไพรทางเหนือนั้นใหญ่ขึ้นถึง 27% คำอธิบายเดียวสำหรับสิ่งนี้คือคุณค่าทางโภชนาการที่แตกต่างกันของสมุนไพรที่เติบโตในสภาวะที่ต่างกัน ดร. โฮกล่าว

“เราไม่เชื่อว่านี่เป็นคำอธิบายเดียวที่เป็นไปได้สำหรับกฎของเบิร์กมันน์ แต่การศึกษาของเราแสดงให้เห็นว่าการอธิบายกลไกการทำงานของมัน การรู้ลักษณะของปฏิกิริยาทางสรีรวิทยาต่ออุณหภูมิแวดล้อมที่แตกต่างกันนั้นไม่เพียงพอ สิ่งสำคัญคือต้องคำนึงถึงความสัมพันธ์ทางนิเวศวิทยาของสัตว์กับสิ่งแวดล้อมด้วย” ดร.โฮ กล่าว

เหตุใดพืชที่ปลูกในละติจูดสูงจึงมีคุณค่าทางโภชนาการมากกว่า นักวิทยาศาสตร์ยังคงพบว่ามันยากที่จะตอบ และเพียงแต่ตั้งสมมติฐานเท่านั้น ดร. สตีเฟน เพนนิงส์ หนึ่งในผู้เขียนงานวิจัยในผลงานก่อนหน้านี้ แสดงให้เห็นว่าพืชในละติจูดเหนือไม่ไวต่อการโจมตีจากแมลง อาจเป็นเพราะเหตุนี้ ผู้เขียนงานจึงแนะนำว่า พืชในภาคใต้ใช้พลังงานมากขึ้นในการป้องกันสารเคมีจากแมลง และคุณค่าทางโภชนาการที่ต่ำกว่าของพวกมันก็เป็นกลไกในการป้องกันแมลงที่หิวโหย

บทความของ Dr. Ho เรื่อง "คุณภาพอาหารเป็นกลไกที่ถูกมองข้ามสำหรับกฎของเบิร์กแมนหรือไม่" สามารถพบได้ในนิตยสาร The American Naturalist ฉบับเดือนกุมภาพันธ์

ขาหนีบ- สัตว์พิเศษและน่าสนใจที่สามารถอยู่ได้ทั้งบนบกและในน้ำ อุ้งเท้าของพวกมันกลายเป็นครีบ สัตว์ทะเลเหล่านี้จึงถูกเรียกว่าขาหนีบ พวกเขากินปลา ปลาหมึก และกุ้ง

ขนแมวน้ำแตกต่างจากแมวน้ำอย่างไร?

ขนแมวน้ำและแมวน้ำเป็นญาติสนิทและคล้ายกันมาก แต่แมวน้ำมีหู แต่แมวน้ำไม่มี นอกจากนี้แมวน้ำขนกระโดดอย่างช่ำชองและแมวน้ำคลานไปที่ท้องของพวกเขา

แมวน้ำ

แมวน้ำ (Odobenidae)- นักล่าที่ยอดเยี่ยม พวกเขามีสายตาที่พัฒนามาอย่างดีเพราะโดยส่วนใหญ่พวกเขาจะอยู่ใต้น้ำซึ่งมีแสงน้อยมาก สัตว์เหล่านี้สามารถหาอาหารได้แม้ในที่มืด ร่างกายของ pinnipeds ยกเว้นส่วนหัวนั้นถูกปกคลุมด้วยชั้นไขมันหนา 10 ซม. และในบางส่วน - ยิ่งกว่านั้นอีก ใน pinnipeds - นมที่อ้วนที่สุดในบรรดาสัตว์เลี้ยงลูกด้วยนมทั้งหมด แมวน้ำไม่เคี้ยวปลาเลย แต่กลืนทั้งตัว หากปลามีขนาดใหญ่มาก ให้ฉีกเป็นชิ้นเล็กชิ้นน้อย ซีลทนอุณหภูมิได้ถึง -80C°

ทำไมแมวน้ำถึงต้องการครีบ?

หากมีหมัดบนผิวหนัง ขนจะคันด้วยครีบหลัง และผนึกด้วยตีนกบด้านหน้า ในน้ำ ขนแมวน้ำส่วนใหญ่จะใช้ตีนกบด้านหน้า ในขณะที่แมวน้ำทั่วไปใช้ตีนกบหลัง

กระต่ายทะเล

ภาพ: Mar Hoskuldsson's

ตราประทับเครา (Erignathus barbatus) เป็นสัตว์ที่มีขนดกที่สุดในบรรดานกพินนิป หนวดของเขาหนาและหยิก แต่ในน้ำพวกมันจะตรงและยาวมากและช่วยให้แมวน้ำหาอาหารบนพื้นทะเลได้

ช้างทะเล

รูปภาพ จิม เฟรซี

แมวน้ำช้าง (มิโรอุงก้า)− ยักษ์จากตระกูลแมวน้ำ ความยาวประมาณ 6 เมตรและน้ำหนักมากกว่า 3 ตัน สัตว์เหล่านี้ถูกตั้งชื่อให้ไม่เพียงเพราะขนาดของมันเท่านั้น แต่ยังเป็นเพราะจมูกซึ่งคล้ายกับงวงซึ่งห้อยอยู่ที่ปลายปากกระบอกปืนของแมวน้ำช้าง แมวน้ำช้างใช้งวงยาวถึง 80 ซม. เพื่อขู่เข็ญ ในช่วงเวลาอันตราย ตัวผู้จะยกงวงขึ้นและเสียงคำรามอันน่าสะพรึงกลัวแผ่กระจายไปทั่วทะเล ยักษ์ทะเลนั้นเงอะงะมากบนบก แต่มันว่ายน้ำได้ดีและดำดิ่งลึก สามารถดำน้ำหาอาหารได้ลึกถึง 1,400 เมตร

ตราพิณ

รูปภาพ สตีฟ อารีน่า

กรงเล็บของแมวน้ำพิณ (Pagophilus groenlandicus) สามารถป้องกันศัตรูได้อย่างน่าเชื่อถือ พวกมันคมมาก บาดแผลที่สัตว์ตัวนี้ทำขึ้นไม่ได้รักษาเป็นเวลานาน

วอลรัส

ภาพ Allan Hopkins

วอลรัส (Odobenus rosmarus)พบในภูมิภาคอาร์กติกของโลก วันนี้มีสามชนิดย่อย วอลรัสแปซิฟิก(Odobenus roasmarus divergens) ส่วนใหญ่อาศัยอยู่ในทะเลแบริ่ง ในช่วงฤดูร้อนที่อากาศอบอุ่น พวกเขาสามารถเดินทางได้ไกลถึงทะเลโบฟอร์ตและทะเลไซบีเรียตะวันออก วอลรัสแอตแลนติก(Odobenus rosmarus rosmarus) พบได้ในมหาสมุทรแอตแลนติกตะวันออกและตะวันตก Laptev วอลรัส(Odobenus rosmarus laptev) พบได้ในทะเลลัปเตฟ วอลรัสอาศัยอยู่ในพื้นที่ของอาร์กติกซึ่งส่วนใหญ่ประกอบด้วยน้ำแข็ง วอลรัสชอบพื้นที่น้ำตื้นเพื่อให้เข้าถึงอาหารได้ง่าย สัตว์เลี้ยงลูกด้วยนมในทะเลที่เคลื่อนไหวช้าตัวนี้ใช้เวลาส่วนใหญ่ในหรือรอบๆ น้ำ

วอลรัสเป็นขาหนีบที่ใหญ่ที่สุดชนิดหนึ่ง สัตว์ชนิดนี้ขึ้นชื่อเรื่องงาขนาดใหญ่ ซึ่งจริงๆ แล้วเป็นเพียงแค่ฟันที่ขยายใหญ่ขึ้นเท่านั้น เขี้ยวเหล่านี้สามารถตัดน้ำแข็งได้ 20 ซม. พวกเขาสามารถเติบโตได้สูงถึง 90 ซม. แต่ขนาดเฉลี่ยประมาณ 50 ซม. ตัวผู้มีขนาดใหญ่กว่าตัวเมียมีน้ำหนักมากถึง 1200-1500 กก. และตัวเมียตั้งแต่ 600 ถึง 850 กก.

เสือดาวทะเล

รูปภาพ วี แม็กซี่ โรจชี่

เสือดาวทะเล (Hydrurga leptonyx)- นักล่าที่กระหายเลือดมากที่สุดในหมู่นกพินนิเพดมีชื่อเสียงว่าเป็นแมวน้ำที่ดุร้ายและน่าเกรงขามที่สุด เนื่องจากมันไม่เพียงกินปลาตัวใหญ่และเพนกวินเท่านั้น แต่ยังโจมตีแมวน้ำตัวอื่นๆ ด้วย

ตราประทับที่คลุมด้วยผ้า

ชาย หมวกคลุมด้วยผ้า (Cystophora cristata)มีถุงหนังขนาดใหญ่อยู่บนหัว เขารู้วิธีสูบลมกระสอบหงอนให้พองได้มากจนบางครั้งมองไม่เห็นแม้แต่หัวของสัตว์ด้านหลัง

ซีล

พบในมหาสมุทร แมวน้ำขนแปดสายพันธุ์ (Arctocephalinae). พบแมวน้ำขนเพียงชนิดเดียวในซีกโลกเหนือ ขณะที่อีกเจ็ดสายพันธุ์พบในภาคใต้ พวกเขาใช้เวลาส่วนใหญ่ว่ายน้ำในมหาสมุทรเปิดและล่าสัตว์เพื่อหาอาหาร แมวน้ำขนกินปลาและแพลงตอน แต่ก็มีแนวโน้มที่จะกินปลาหมึกและปลาไหลเช่นกัน บ่อยครั้ง นกที่ปักหมุดเหล่านี้เป็นเหยื่อของสัตว์น้ำขนาดใหญ่ เช่น ฉลาม วาฬเพชฌฆาต สิงโตทะเล และแมวน้ำเสือดาวที่โตเต็มวัยในบางครั้ง

หากคุณพบข้อผิดพลาด โปรดเน้นข้อความและคลิก Ctrl+Enter.