Ekologická nika
Vláda spoločnosti BERGMANN
Nemecký biológ Carl BERGMANN formuloval už v roku 1847 toto pravidlo:
Vláda spoločnosti BERGMANN
V rámci druhu alebo rodu sú jedinci, ktorí žijú v chladnejších oblastiach, väčší ako jedinci, ktorí žijú v teplejších oblastiach.
V 90% všetkých školských kníh a tiež vo Wikipédii rôzne Druhy tučniakov, niekedy rôzne Druhy tigrov uvedené ako príklady pravidla BERGMANN.
Áno, priatelia, viem, podľa nového nemeckého pravopisu sa idiotský apostrof teraz používa pre výrazy ako Bergmannova vláda, teda „Bergmannova vláda“. Pretože nedúfam, že budem hlupák, budem sa naďalej držať starého vedeckého dohovoru a písať vlastné mená ako BERGMANN malými písmenami.
Tučniak cisársky, ktorý žije v Antarktíde (južný pól), je najväčší s výškou až 120 cm, zatiaľ čo tučniak galapágsky, ktorý žije v blízkosti rovníka, je najmenší iba s 50 cm. Ďalším často uvádzaným príkladom sú rôzne druhy tigrov. Tu je sibírsky tiger s dĺžkou tela 3,3 m podstatne väčší ako tiger sumaterský, ktorý je dlhý iba 2,5 m. Rôzne druhy líšok sa na ilustráciu pravidla BERGMANN používajú menej často; líšky musia zvyčajne vysvetliť Allenovu vládu, ku ktorej o chvíľu prídem. Polárna líška váži až 4,5 kg, zatiaľ čo fenník, ktorý žije v severnej Afrike, váži iba 1,5 kg.
Pomerne netradičný príklad možno nájsť na webovej stránke univerzity v Düsseldorfe: Kosy majú dĺžky krídel 136 mm vo Švédsku, 132 mm v Nemecku, 129 mm na Kanárskych ostrovoch a 125 mm v severnom Maroku.
Ďalším veľmi dôležitým bodom: Bergmannovo pravidlo sa všeobecne vzťahuje iba na homoiotermické zvieratá s rovnakou teplotou! Takže ak je v Abiture alebo na skúške úloha s pavúkmi, hmyzom, žabami, plazmi alebo rybami rôznych veľkostí, musíte byť opatrní! Tu neplatí Bergmannovo pravidlo.
Fyzické vysvetlenie Bergmannovej vlády
Čím väčší je objem tela zvieraťa, tým viac buniek môže produkovať teplo. Za uvoľnenie tepla je zodpovedný povrch tela. Čím väčší je povrch tela, tým viac tepla sa môže vydávať.
| 1 cm | 1 cm 3 | 6 cm 2 | 0,167 cm |
| 2 cm | 8 cm 3 | 24 cm 2 | 0,333 cm |
Porovnajme si navzájom dve „kockové zvieratá“. Zviera s dĺžkou hrany 2 cm vyprodukuje osemkrát viac tepla ako zviera s dĺžkou hrany 1 cm. Nestráca však osemkrát toľko tepla, ale iba štyrikrát viac tepla ako menšie zviera. Pomer objemu k povrchu V/O je oveľa priaznivejší u veľkého zvieraťa ako u malého zvieraťa.
To, čo som tu vypočítal, je možné pomerne ľahko experimentálne skontrolovať. Vezmete si jednoducho dve sklenené nádoby, napríklad Erlenmeyerove banky, ktoré majú rôznu veľkosť, napríklad 100 ml a 500 ml. Potom nádoby naplníte horúcou vodou a do každej z nich dáte teplomer. Teraz môžete dlhšiu dobu sledovať, ako sa nádoby ochladzujú. Menší piest sa ochladzuje oveľa rýchlejšie ako väčší piest.
Vláda spoločnosti BERGMANN a chladnokrvné zvieratá
Podľa definície sa pravidlo spoločnosti BERGMANN vzťahuje iba na úzko spojené zvieratá s rovnakou teplotou. Napriek tomu sú vyššie uvedené fyzikálne fakty samozrejme platné pre všetky živé bytosti. Napríklad chladnokrvné zviera nesmie stratiť veľa telesného tepla do prostredia, keď je vonku zima. Takže by ste mohli ľahko získať predstavu, že veľké chladnokrvné zviera má výhodu. Nesprávna úvaha však spočíva v tom, že chladnokrvné zvieratá si sami neprodukujú teplo. Objem, ktorý je veľký vzhľadom na povrch tela, preto nie je žiadnou výhodou. Naopak, pre chladnokrvné oblasti je často výhodné, aby boli v chladnejších oblastiach menšie ako v teplých oblastiach. Chladnokrvné zvieratá sa napokon „napĺňajú“ teplom cez povrch tela tým, že ležia na teplom slnku. A tu je výhodné, ak je objem tela čo najmenší a plocha povrchu tela je v súvislosti s tým čo najväčšia. Preto by mali byť chladnokrvné zvieratá v chladných oblastiach menšie ako ich blízki príbuzní v teplých oblastiach. A takto je to napríklad s hmyzom alebo jaštericami. Najväčšie exempláre sa vyskytujú v blízkosti rovníka.
Nové štúdie
Teraz však existuje štúdia Gunnara Brehma (Univerzita Friedricha Schillera v Jene) z 10. septembra 2018 publikovaná v časopise „Ecography“, podľa ktorej - aspoň s moľami - je to vlastne to, čo popisuje Bergmanovo pravidlo [1 ] .
„V prevýšení od horúcich nížin po chladnejšie vrcholy sopky v Kostarike sa zástupcovia dvoch mimoriadne druhovo bohatých čeľadí motýľov - medvedice a pavúky - zväčšujú, čím vyššie stúpajú.“ [2] .
Špecifické zvieratá, ktoré žijú v chladnejších oblastiach pohoria, sú väčšie ako ich príbuzní, ktorí žijú ďalej v teplejších oblastiach.
Allenove pravidlo
Teraz sa dostávame k pravidlu ALLEN, o ktorom pojednáva aj väčšina školských kníh. Podľa tohto pravidla stanoveného Josephom ALLENOM (1838-1921) je v chladných oblastiach výhodné mať čo najmenšie telesné prívesky (uši, chvosty, nohy), pretože veľké uši, chvosty alebo nohy vydávajú veľa tepla do životného prostredia. Veľké končatiny sú však v teplých oblastiach výhodné, pretože tu ide práve o to, aby ste odovzdali čo najviac telesného tepla do prostredia, aby sa zabránilo prehriatiu tela.
Allenove pravidlo
V rámci druhu alebo rodu majú jedinci žijúci v chladnejších oblastiach menšie prívesky ako jedinci žijúci v teplejších oblastiach.
Líšky slúžia ako vynikajúci príklad vo väčšine školských kníh. Zatiaľ čo polárna líška má veľmi malé uši, fenikel v severnej Afrike má obrovské „ušné plachty“. Ďalším príkladom, ktorý sa niekedy spomína, je druh slona. Slon indický má výrazne menšie uši ako slon africký. Ako príklad pravidla ALLEN sa občas uvádza aj zajac hnedý a zajac horský.
Ďalšie klimatické pravidlá
Pravidlo HESSE
Endotermické zvieratá majú väčšie a ťažšie srdce v chladnejších oblastiach ako zvieratá úzko súvisiace v teplejších oblastiach.
V zásade je to pravdepodobne iba dôsledok pravidla spoločnosti BERGMANN. Zvieratá v chladnejších oblastiach sú väčšie, takže majú väčší objem, ktorý je potrebné zásobiť krvou. Logicky potom musí srdce urobiť viac.
GLOGEROVO pravidlo
Endotermické zvieratá majú tmavšiu farbu v teplejších oblastiach ako v chladnejších oblastiach.
Bohužiaľ neexistuje nijaké dobré vysvetlenie tohto pravidla, existujú rôzne hypotézy, do ktorých sa mi tu nechce ísť. Ak chcete, môžete si prečítať príspevok na Wikipédii o „Ekogeografických pravidlách“.
Pravidlo RENSCH
U menších druhov sú samice väčšie ako samce, zatiaľ čo u väčších druhov sú samce väčšie ako samice.
Nemožno nájsť ani rozumné vysvetlenie tohto pravidla, aj tu odkazujem na položku Wikipedia na tému „Ekogeografické pravidlá“.
Interné odkazy:
Vonkajšie odkazy:
- Bergmannova vláda v PdN-Ph. 8/53 (2004)
- Bergmannovo pravidlo, definícia na jednej stránke univerzity v Düsseldorfe
- „Čím vyššia, tým väčšia“ v kompaktnom Spektrum der Wissenschaft 42/2018.
14.04.2016: Stránka bola vytvorená
05.02.2018: stránka prepracovaná
20. októbra 2018: Boli pridané nové poznatky o Bergmannovom pravidle.
Zvlnenie:
[1] Gunnar Brehm, Dirk Zeuss, Robert K. Colwell: „Veľkosť tela mory sa zvyšuje s výškou pozdĺž úplného tropického výškového gradientu pre dve hyperdiverzné clady“ v časopise Ecography, Early View, 10.9.2018.
[2] Daniel Lingenhöhl: „Čím vyššie, tým väčšie“ v kompaktnom Spektrum der Wissenschaft 42/2018.