قوانین جغرافیایی و برخی عوامل محیطی راه رفتن و دویدن در حیوانات راه رفتن رقمی و فالانژیال

گرم نگه داشتن برای آن دسته از حیواناتی که در سرما زندگی می کنند بسیار مهم است مناطق آب و هواییبنابراین، بسیاری از آنها با فیزیک بدنی سازگار با چنین شرایطی مشخص می شوند.
داده های پایه:
تغییر فرم بدن.بسیاری از ساکنان مناطق سردسیر شکل بدن، اندازه و تناسبات متفاوتی با شکل، اندازه و تناسب بدن حیواناتی از همان گونه‌ها دارند که در مناطق گرم زندگی می‌کنند. این ساختار بدنه نشانه سازگاری بهتر با تنظیم تبادل حرارت است. این واقعیت با مثال دو قانون توضیح داده می شود.
حکومت برگمان بدیهی است که حیواناتی که در سرما زندگی می کنند مناطق آب و هوایی، بدنی گرد دارند. طبق قانون برگمان، فرم بدن گرد به حفظ بهتر گرما کمک می کند. یک مثال عالی که این قانون را نشان می دهد، بدن استوانه ای پستاندارانی است که در آن زندگی می کنند آب سرد، به ویژه مهر و موم.
حکومت برگامانمی گوید که در میان حیواناتی از یک گونه که در محدوده وسیعی زندگی می کنند، بزرگترین افراد در مناطق سردسیر یافت می شوند. هر چه به جنوب نزدیکتر باشد، اندازه آنها کوچکتر است. به عنوان مثال، فعال ترین ببر است ببر آمور. کوچکتر - بنگالی. و یکی بسیار کوچک - یک ببر جوان. بنابراین، طبق قوانین، گرگ های بزرگباید در قطب شمال زندگی کند
قانون آلن طبق قانون آلن، حیواناتی که در نواحی سرد محدوده خود زندگی می کنند دارای قسمت های بیرون زده بدن هستند (دست و پا، دم، گوش ها) کمتر از نمایندگان همان خانواده است که در مناطق گرم زندگی می کنند. اندازه بدن به منظور کاهش انتقال حرارت و جلوگیری از اتلاف حرارت غیر ضروری کاهش می یابد. بنابراین، روباه قطبی معمولی دارای بدن کوتاه، اندام و دم، پیشانی محدب و گوش و دهان کوتاه است. روباه قرمز بدنی کشیده تر، دم و پوزه بلندتر و همچنین گوش هایی دارد که به شدت بیرون زده است. و روباه استپ دارای اندام های بلند و گوش های بزرگ است. حیوانات برای بهبود انتقال حرارت و جلوگیری از گرم شدن بیش از حد بدن به گوش های بزرگ نیاز دارند.

یا می دانستید که ...
چینچیلا خز بسیار ضخیمی دارد زیرا از یک فولیکول مو تا 40 تار مو رشد می کند.
در طول گرم شدن زمستان، در عرض های جغرافیایی قطب شمال می بارد، پس از آن پشم خیس گاو مشک اغلب یخ می زند و پوسته یخی تشکیل می دهد که از حرکت حیوان جلوگیری می کند.
1 سانتی متر مربع پوست شمالی مهر خزتا 50000 تار مو را پوشش می دهد.
گوزن شمالی اغلب در جستجوی پناهگاهی در برابر بادهای سرد سفرهای طولانی را انجام می دهد؛ آنها سعی می کنند با فشار دادن بدن خود به یکدیگر خود را گرم کنند.

پستاندارانی که در مناطق سرد زندگی می کنند، قبل از هر چیز به لطف لایه هوای موجود در خز، دمای بدن خود را ثابت نگه می دارند. بسیاری از گونه های جانوری لایه ضخیمی از چربی در زیر پوست خود دارند. گونه های منتخبآنها با کمک ساختار بدنی خاصی از سرما فرار می کنند.
شمال دایره قطب شمال
سردترین قسمت دامنه پستانداران قطب شمال است. به استثنای خرس قطبی که حتی در قطب شمال زندگی می کند، بیشتر گونه ها در مناطق جنوبی زندگی می کنند. بسیاری از ساکنان قطب شمال ضخیم، طولانی و به عنوان یک قاعده، پشم سفید. کت های خز آنها بر اساس اصل قاب های پنجره دوتایی طراحی شده است که بین آنها هوا وجود دارد - یک لایه محافظ حرارتی. در تابستان، خز اکثر گونه ها نازک می شود. خرس قطبی در طول سال لباس سفید با سایه های زرد می پوشد. اشعه های خورشیداز میان موهای سفید به پوست خرس نفوذ کرده و آن را گرم کنید. خز خرس از یک لایه زیرین ضخیم تشکیل شده است، بنابراین پوست خرس حتی در هنگام شنا کردن آب یخخشک باقی می ماند علاوه بر این، یک لایه ضخیم آن را از سرما محافظت می کند. چربی زیر جلدی.
ولوورین همچنین دارای خز بسیار ضخیم است. از آنجایی که کریستال های یخ هرگز روی خز این گرگ تشکیل نمی شود، اسکیموها پوست آن را به پشتی برای لباس می دوزند. سایر حیوانات "مقاوم در برابر یخ زدگی"، گاوهای مشک، موهایی به طول 50 تا 70 سانتی متر دارند که از پوشش ضخیم آنها رشد می کند. خیلی سرد. گاو مشک در طول تابستان کوتاه قطب شمال می ریزد.
تنظیم حرارت در کوه ها
در مناطق کوهستانی، دمای شب معمولا بسیار کمتر از دمای روز است. پستاندارانی که در ارتفاعات کوهستانی زندگی می کنند نه تنها باید سازگار شوند نوسانات فصلیدما، بلکه به دمای روزانه. باد، باران و برف در زمستان پدیده های چندان خوشایندی نیستند، به همین دلیل است که اکثر ساکنان مناطق مرتفع، مانند ساکنان قطب شمال، خز ضخیم دارند. چینچیلاها، ویکوناها، گواناکوها، لاماها و آلپاکاهای ساکن کوههای آند خز بسیار گرمی دارند. مردم گواناکو، لاما، ویکونا و آلپاکا را برای پشم گرم برش می دهند. در کوه های جنگلی، تفاوت دمای روز و شب چندان زیاد نیست. این توسط بسیاری از گونه های بز و گوسفند کوهی استفاده می شود که برای زمستان از ارتفاعات بالاتر به این مکان ها فرود می آیند.
تنظیم حرارت در آب

برخی از پستانداران دریایی در نزدیکی شمال و جنوب زندگی می کنند دایره قطب شمالو ماهی های دریایی فقط در قطب شمال یافت می شوند. گونه های خاصی از سنجاق ها در سواحل قطب جنوب زندگی می کنند و دائماً در آب های یخی قرار دارند. ناروال و بلوگا تمام زندگی خود را در اینجا می گذرانند و خاکستری، کوهاندار و نهنگ های آبیدر تابستان در این مناطق ظاهر می شود. در آب سرد، انتقال حرارت بسیار شدیدتر از هوای سرد است. فردی که خود را در چنین شرایطی می بیند تنها چند دقیقه می تواند زندگی کند. شکل استوانه‌ای نهنگ‌ها و فوک‌ها مانع از تولید گرمای بیش از حد آن‌ها می‌شود و لایه ضخیم غلیظ آنها به آن‌ها کمک می‌کند تا دمای بدنشان را زمانی که در آب یخ هستند حفظ کنند. ضخامت لایه چربی بسته به نوع حیوان از چند سانتی متر تا نیم متر متغیر است. علاوه بر این، نوک پاها ویژگی خاصی دارند سیستم گردش خون- به عنوان یک مبدل حرارتی عمل می کند. اصل عملکرد آن بر این واقعیت استوار است که عروقی که از طریق آن خون وارد اندام می شود با شبکه ای از عروق کوچک که خون را از اندام حمل می کنند در هم تنیده شده است. با تبادل حرارتی برقرار شده بین جریان‌های خونی مخالف، حداقل خنک‌سازی خونی که در داخل بدن حیوان در گردش است حاصل می‌شود.
محافظت در برابر سرما
با شروع یخبندان های شدید، یک لایه برف برای بسیاری از حیوانات تبدیل به یک پناهگاه عالی می شود که گرما را حفظ می کند. پستانداران کوچک مانند لمینگ ها دالان های پیچیده زیرزمینی را حفر می کنند که بالای آن لایه ای ضخیم از برف است. گل سرخ در زمستان نیز در زیر زمین پنهان می شود. غول خرس قهوه ایاو که در آلاسکا زندگی می کند، در زمستان در یک لانه می خوابد و خرس های قطبی نر فقط در هنگام طوفان های برفی زیر برف پنهان می شوند، در حالی که ماده های باردار در یک لانه برفی به خواب زمستانی می روند. یک خرس قطبی ماده به یک لانه می‌رود و به شکل توپ در می‌آید. لانه پوشیده از برف است. در این حالت برف نوعی لایه عایق تشکیل می دهد. گرگ ها، گوزن شمالیو گوزن ها از یخبندان نمی ترسند. گوزن ها عجله نکنید خواب زمستانی، اما از ذخایر چربی که در تابستان و پاییز به دست آورده اند انرژی بگیرند. آنها بسیار کم حرکت می کنند و فقط در یخبندان به انبوهی از گیاهان و سایر مکان های سرپناه پناه می برند. سنجاب ها و بسیاری دیگر پستانداران کوچکدر زمستان به خواب زمستانی می روند.

بوم شناسی

دست ها برای یک شخص یکی از بهترین ها هستند قسمت های مهم بدن. ما تقریباً همه چیز را با دستان خود انجام می دهیم، حتی ارتباط برقرار می کنیم. با این حال، انسان تنها موجود روی کره زمین نیست که دست ها و انگشتان زبردست دارد. اندام حیوانات که معمولاً به آنها می گویند پنجه ها، می تواند بسیار شگفت زده شود. از شما دعوت می کنیم تا با غیرعادی ترین پنجه های دنیای حیوانات آشنا شوید.

حیوانات شگفت انگیز

تهدید کننده آی-آی

آره- یک موجود شگفت انگیز که در ماداگاسکار زندگی می کند، که می تواند "نشان دهد انگشت وسط"مثل هیچ کس دیگری در جهان. آرهیا بازوی کوچک- یک نخستی کوچک که می توان آن را نامید عجیب ترین پستانداران. پنجه های زشت و استخوانی با انگشتان و چنگال های بلند دارد که یادآور قهرمانان داستان های پریان درباره خون آشام ها و گرگینه ها است.

علاوه بر این، انگشت وسط دست کمی بزرگتر از سایرین است و به طور قابل توجهی بیرون زده است. با کمک او جانور به درختان می زند و به دنبال فضای خالی در پوست می گردد، جایی که حشرات خوشمزه ای که از آنها تغذیه می کند می تواند پنهان شود. اگر یک آه‌آی خوراکی پیدا کند، از چوب گاز می‌گیرد و از انگشت بلند شوم خود برای به دام انداختن طعمه استفاده می‌کند.

دست های کوچک، علیرغم ظاهر تهدیدآمیزشان، کاملا بی ضرربرای همه به جز حشرات، با این حال، ساکنان ماداگاسکار با این حیوانات بسیار غیر دوستانه هستند و ملاقات با آنها را نشانه بدی می دانند. اگر آیه ای در نزدیکی روستایی دیده شود، فوراً کشته می شود، زیرا اعتقاد بر این است که در غیر این صورت مصیبت بر سر روستا خواهد آمد.

هلن قورباغه پرنده

در سال 2009، زیست شناسان در حین سفر در جنگل نزدیک شهر هوشی مین در ویتنام با قورباغه شگفت انگیز. این قورباغه دراز است حدود 9 سانتی مترهمانطور که مشخص شد، متعلق به گونه جدیدی از قورباغه های پرنده ناشناخته برای علم است که به دلیل توانایی خود در پریدن از درختی به درخت دیگر شناخته شده اند. شناور در هوابا استفاده از پنجه های شبکه ای خاص.

زیست شناس جودی رولیکه این قورباغه را در ویتنام کشف کرد، نام آن را به آن داد هلن قورباغه پرندهبه افتخار مادرش هلن رولی.

شگفت انگیز ترین حیوانات

خال چند انگشتی

خال ها- حیوانات بسیار زیبا، به استثنای احتمالی خال ستارگان، که در ایالات متحده آمریکا و کانادا زندگی می کند. خال ها دارند اندام های شگفت انگیز، که آنها به سادگی برای سفر زیر زمینی به آن نیاز دارند.

پنجه های جلویی بزرگ و صاف مانند بیل کار می کنند و پنجه های بلند روی انگشتان پا اجازه می دهد حفر چاله ها و تونل های زیرزمینی، که در آن خال ها سرپناه و غذا پیدا می کنند.

در سال 2011، محققان دانشگاه زوریخپیشنهاد کرد که چرا پنجه های خال به خوبی زمین را حفر می کنند: خال ها دارند یک انگشت اضافی– زاپاس داسی شکل شست.

این انگشت شست مفصل حرکتی ندارد، خال به او تکیه می کنددر حین حفاری، که به پنجه های بیل آن استحکام بیشتری می بخشد. مطالعات نشان داده است که استخوان این انگشت از استخوان های مچ دست در مرحله جنینی کمی دیرتر از استخوان های انگشتان دیگر ایجاد می شود. خال ها واقعا دارند نه 5، بلکه 6 انگشتروی پنجه هایت!

مارمولک چسبنده

گکوهادارای پنجه های شگفت انگیزی است که به آنها اجازه می دهد تقریباً بچسبند برای هر سطحی. خطوط روی کف پنجه های آنها با موهایی به نام پوشیده شده است موهای زائدکه با پرز نیز پوشیده شده اند.

ساختارهای اخیر آنقدر کوچک هستند که به ژکوها اجازه می دهند به سطحی که روی آن حرکت می کنند بچسبند. آنها به شما اجازه تقویت می دهند نیروی واندروالسیک نیروی الکتریکی ضعیف که بسیاری از چیزها، از جمله بیشتر مواد آلی را در کنار هم نگه می دارد.

قدیمی ترین روش حرکت، راه رفتن یا دویدن آرام است که در آن حیوان روی تمام سطح پاها و دست ها (یا بیشتر آنها) قرار می گیرد. بنابراین به این روش حرکتی، راه رفتن پلانتیگرید می گویند. به خصوص سریع نیست، اما ثبات و مانور پذیری را تضمین می کند. در طول راه رفتن روی پلانتیگراد، در هر لحظه از حرکت، تنها یک اندام بلند می شود، در حالی که سه اندام دیگر به عنوان تکیه گاه و ایجاد تعادل عمل می کنند.

با مرتب کردن مجدد اندام های نیمه چپ و راست بدن، حیوان به جلو حرکت می کند. رفتار پلانتگرید در بسیاری از حشره خواران حفظ شده است: (جوجه تیغی، خارپشت)، جوندگان (موش، موش، مارموت) و در برخی از گوشتخواران (خرس). پنجه‌های حیواناتی که از درختان بالا می‌روند، مانند سنجاب‌ها، تقریباً به همان شکلی ساخته شده‌اند که پیاده‌روی پلانتی‌گراد است. فقط انگشتان آنها بلندتر است و بسیاری از آنها پنجه های توسعه یافته دارند.

راه رفتن دیجیتال و راه رفتن فالانژیال

در مورد حیواناتی که در فضاهای باز زندگی می کنند چطور؟ از این گذشته، آنها برای فرار از دست شکارچیان یا برعکس، برای گرفتن شکار باید سریع بدوند. در بین پستانداران امروزی، سازگارترین آنها با دویدن، گونه‌های ونگل هستند که ساختار خاصی از دست و پا دارند. اما قبل از اینکه چنین اندامی شکل بگیرد، مثلاً در بز کوهی یا اسب، اجداد آنها از تکیه بر کل پا به تکیه بر فالانژهای انگشتان، یعنی به راه رفتن دیجیتالی روی آوردند.

از یک طرف، راه رفتن با انگشت به شما امکان می دهد سرعت بیشتری ایجاد کنید و همچنین با پریدن حرکت کنید. اما از سوی دیگر، مساحت تکیه گاه روی سطح زمین کاهش و افزایش می یابد استرس ورزشروی فالانژ انگشتان (این امر با راه رفتن روی نوک پا آسان است) به این معنی که خطر دررفتگی انگشتان شما وجود دارد. بنابراین، ما باید تحرک مفاصل را فدای قدرت بیشتر آنها کنیم: فالانژهای انگشتان کوتاه تر شده اند، تحرک خود را از دست داده اند و استخوان های متاکارپوس و متاتارس، برعکس، بسیار طولانی تر شده اند.

در میان پستانداران مدرن، دیجیگریدها نمایندگان گروه گوشتخواران مانند گربه ها و سگ ها هستند. اثربخشی این روش حرکت را این واقعیت نشان می دهد که سریع ترین پستاندار روی زمین، یوزپلنگ، که سرعت آن تا 110 کیلومتر در ساعت می رسد، در رده دیجیتالی طبقه بندی می شود.

چرا یوزپلنگ سریع می دود، اما نه برای مدت طولانی؟

برخلاف دونده های دیجیتال، پستانداران سونار قادرند نه تنها سریع، بلکه برای مدت طولانی نیز بدود. این امر به دلیل ساختار بادوام تر اندام و وجود سم های شاخی امکان پذیر است. صمغ‌ها روی انتهای انگشتان پا قرار می‌گیرند که با سم‌هایی پوشیده شده است که آنها را از آسیب روی خاک یا سنگ‌های سخت محافظت می‌کند. بنابراین، دویدن گوشتخواران دیجیتالی ترکیبی از سرعت و قدرت مانور است و دویدن قربانیان احتمالی آن ها - یونجه خواران گیاهخوار - ترکیبی از سرعت و استقامت است.

U پستانداران زمینیاندام های عقبی، به عنوان یک قاعده، همیشه در مقایسه با اندام های جلویی بهتر توسعه یافته اند. به عنوان مثال، در خرگوش ها این تفاوت بسیار قابل توجه است. آنها معمولاً با پرش های کوتاه حرکت می کنند و با هر دو پای جلو و عقب حرکت می کنند. در سریع دویدنخرگوش ها پرش های بلند انجام می دهند. در حین حرکت، آنها پاهای عقب خود را نسبت به پاهای جلویی بسیار جلو می برند که در این لحظه به عنوان تکیه گاه بدن عمل می کنند. بار اصلی هنگام دویدن روی اندام های عقبی می افتد.

دویدن کمانه

به ندرت، اندام های جلویی در حین دویدن دیگر به عنوان تکیه گاه استفاده نمی شوند. یک مثال قابل توجهکانگوروها از روش "دو پا" برای حرکت با پریدن استفاده می کنند. به این روش حرکت، دویدن کمانه می گویند.

کانگوروها با هل دادن همزمان با پاهای عقب قوی خود و استفاده از دم خود به عنوان سکان و وزنه تعادل، می توانند جهش های بزرگی را یکی پس از دیگری انجام دهند و مانند یک توپ تنیس از زمین پرش کنند. گونه های بزرگکانگوروها در پرش هایی به طول 6-12 متر حرکت می کنند و سرعت آن تا 40 کیلومتر در ساعت می رسد. درست است، آنها نمی توانند برای مدت طولانی با چنین سرعتی بدود و به سرعت خسته می شوند.

در سال 1847، کارل گوستاو برگمان، که در دانشگاه گوتینگن کار می‌کرد، قاعده‌ای را تدوین کرد که به شکل ساده‌شده، به شرح زیر است: «در آب و هوای گرم‌تر، حیوانات خونگرم از گونه‌های مشابه یا مشابه کوچک‌تر هستند. در آب و هوای سردتر، آنها بزرگتر هستند."

در ابتدا، نتیجه گیری های زیست شناس، آناتومیست و فیزیولوژیست آلمانی توسط جامعه علمی با شک و تردید درک شد، اما با گذشت زمان مشخص شد که برگمن نمی تواند یکی از اصول تکامل را با دقت بیشتری توصیف کند.

در واقع، چنین الگویی نه تنها وجود دارد، بلکه به وضوح قابل مشاهده است. به عنوان مثال، حیوانی که یکی از وسیع ترین زیستگاه ها را دارد، گرگ است. گرگ عربی که در عمان، اسرائیل و دیگر کشورهای خاورمیانه زندگی می کند، موجودی لاغر و کوتاه قد با وزن حدود 15 کیلوگرم است. با وجود اندازه اش، اینطور است شکارچی وحشی، نماد کتاب مقدس خشم و خشم.

گرگ از جنگل های شمالو گرگ مصری (در زیر)

در آلاسکا و شمال کانادا، گرگ هایی دو برابر بزرگتر و پنج برابر سنگین تر وجود دارد. گرگ‌های شمال هند که موگلی را بزرگ کردند، به سختی به وزن یک چهارم سانتی‌متر رسیدند، اما جانوری که ایوان تزارویچ بر آن سوار شد، اگر واقعاً وجود داشت، کمتر از 60 کیلوگرم وزن داشت. گرگ چاشنیمنطقه جنگلی روسیه

وضعیت در مورد پوما نیز مشابه است. محدوده وزن در میان افراد ساکن در خط استوا و در جنوب کانادا یا آرژانتین از 60 تا 110 و حتی در موارد استثنایی 120 کیلوگرم است.

با بالا رفتن از کوه ها تغییرات محسوس است. هرچه بالاتر و بر این اساس سردتر باشد، حیوانات بزرگتر هستند. اگر حیواناتی از گونه‌های مشابه را در نظر بگیریم، قانون برگمان حتی واضح‌تر است: خرس مالایی که وزن متوسط ​​آن 45 کیلوگرم است، از نظر وزن ده برابر کمتر از خرس قطبی متوسط ​​است.

خرس قطبی یکی از بزرگترین نمایندگان زمینی پستانداران از راسته گوشتخواران است. طول آن به 3 متر و وزن آن به 1 تن می رسد و در مناطق قطبی در نیمکره شمالی زمین زندگی می کند.

خرس مالایا کوچکترین نماینده خانواده خرس است: طول آن از 1.5 متر تجاوز نمی کند و در هند زندگی می کند.

تفاوت های بزرگ می خواهید؟ لطفا! از نظر ذهنی در کنار کوچکترین گوزن جنوبی، کانچیلا از سوماترا، و بزرگترین گوزن شمالی، گوزن اهل کامچاتکا یا آلاسکا قرار دهید. تفاوت به سادگی خارق العاده است: 25 سانتی متر در جفت و 1200 گرم وزن برای اولی و تقریبا 2.5 متر و 650 کیلوگرم برای دوم. شاید این مقایسه خیلی درست نباشد، اما واضح است.

صرفه جویی در گرما

راز رشد حیوانات با سردتر شدن آب و هوا چیست؟ همه چیز در مورد تنظیم حرارت است. هر چه هوا سردتر باشد، حفظ گرمای بدن برای به حداقل رساندن انتقال حرارت به داخل اهمیت بیشتری دارد محیط. از این گذشته، حفظ دمای ثابت بدن نیاز به انرژی دارد، یعنی در نهایت غذا. نیاز به بدست آوردن دارد، یعنی هدر دادن انرژی. چرا دوباره آن را هدر دهیم؟

در نگاه اول، هر چه سطح بدن بزرگتر باشد، گرمای بیشتری را از دست می دهد موجود زنده. اما در نظر گرفتن تلفات گرما به خودی خود بی معنی است - آنچه مهم است ارتباط آنها با تولید گرما است. حیوانات نه تنها گرما را از دست می دهند، بلکه آن را تولید می کنند و هر چه حجم بدن بیشتر باشد، ژول های بیشتری در جو منتشر می کند.

گوزن و گوزن کوچک کانچیله از آلاسکا

با افزایش اندازه بدن، افزایش حجم از افزایش سطح پیشی می‌گیرد: حیوانی که دو برابر پهن‌تر، بلندتر و بلندتر می‌شود، در ناحیه بدن چهار برابر و حجم آن هشت برابر افزایش می‌یابد.

بنابراین، نسبت از دست دادن گرما به تولید آن برای یک حیوان "رشد" دو برابر سودمندتر خواهد بود. در واقعیت، البته، همه چیز از نظر ریاضی چندان دقیق نیست، اما روند همین است.

البته مانند هر قاعده ای که مربوط به طبیعت زنده است - یعنی پیچیده ترین سیستم های دینامیکی بسیاری از اجزاء - استثناهایی برای قاعده برگمن وجود دارد. دلایل آنها می تواند بسیار متنوع باشد.

از کمبود مواد غذایی، که به سادگی اجازه نمی دهد حیوانات "وزن بیاورند" و آنها را مجبور می کند کوچکتر شوند، تا پراکندگی حیوانات در خارج از محدوده معمول آنها. در چنین شرایطی، تصویر ممکن است "ایده آل" نباشد زیرا زمان کافی سپری نشده است.

حیواناتی که به سمت شمال یا جنوب نقل مکان کرده اند هنوز فرصت تکامل پیدا نکرده اند، زیرا، مانند بسیاری از فرآیندهای مشابه، در حیوانات خونگرم تغییر اندازه به دلیل آب و هوا بر اساس استانداردهای دیرینه شناسی بسیار سریع اتفاق می افتد، اما کندتر از آنچه که با چشم غیر مسلح

با این حال، بزرگترین حیوانات - فیل، اسب آبی، زرافه - در جایی زندگی می کنند که هوا بسیار گرم است. و این منافاتی با قانون برگمان ندارد. چنین غول هایی به منابع غذایی بسیار فراوان دسترسی دارند. و عجیب است که از آنها استفاده نکنید - زیرا می توانید تا آن را بخورید اندازه های بزرگ، که به خودی خود خوشایند است و در عین حال خود را از تهدید شکارچیانی که نمی توانند با غول ها کنار بیایند "از بین ببرید".

اما این حیوانات دائماً در معرض خطر گرمای بیش از حد هستند ، زیرا تولید گرمای آنها بسیار زیاد است - بنابراین هنگام حل مشکلات انتقال گرما ، آنها باید به انواع ترفندها متوسل شوند. به عنوان مثال، نشستن بیشتر اوقات در آب، مانند اسب آبی، یا رشد گوش های بزرگ، مانند فیل ها.

قطب نزدیکتر - گوشها کوچکتر

قاعده برگمان به ندرت جدا از قانون اکولوژیکی دیگر که توسط جانورشناس آمریکایی جوئل آلن نوشته شده است، در نظر گرفته می شود. در سال 1877، آلن اثری را منتشر کرد که در آن توجه متخصصان را به رابطه بین آب و هوا و ساختار بدن حیوانات خونگرم گونه های مرتبط جلب کرد: آب و هوای سردتر، هرچه قسمت های بیرون زده بدن آنها نسبت به اندازه کلی آن کوچکتر باشد.

برعکس، هر چه آب و هوا گرمتر باشد، گوش های بلندتر، دم و پاها. باز هم، لازم نیست به دنبال مثال‌هایی باشید: روباه فنک و روباه قطبی. روباه صحرا به خاطر گوش های بادبان مانندش معروف است، در حالی که روباه قطبی گوش های کوچکی دارد که در زمستان به سختی از خز ضخیمش بیرون می آید.

روباه قطبی و روباه فنک (در زیر)

فیل های هندی و آفریقایی در آب و هوای گرم زندگی می کنند، در حالی که خویشاوند آنها ماموت سیبری در سرزمین یخبندان زندگی می کردند. U فیل آفریقاییگوش‌های بزرگ، گوش‌های هندی به‌طور محسوسی کوچک‌تر بودند و گوش‌های ماموت‌ها با استانداردهای فیل کاملاً بی‌وقار بودند.

الگوهایی در اندازه قسمت های بیرون زده بدن نیز مربوط به انتقال حرارت است. انتقال فعال گرما از طریق دم، گوش ها و پاها انجام می شود، بنابراین در شمال یا در ارتفاعات، به حداقل رساندن اندازه آنها سودمند است. علاوه بر این، ما در اینجا نه تنها در مورد از دست دادن گرمای هدر رفته، بلکه در مورد سالم نگه داشتن اندام صحبت می کنیم. دم بلندو گوش های بزرگ می توانند به سادگی منجمد شوند تا نکروز بافتی ایجاد شود - این گاهی اوقات برای سگ هایی اتفاق می افتد که ساکنان شهر از مکان هایی با آب و هوای معتدل به تندرا می آورند. در چنین مواقعی باید گوش و دم چهارپای نگون بخت قطع شود.

فیل هندی

و در جایی که هوا گرم است، دم دراز و گوش دراز مناسب ترین مکان است. از آنجایی که از دست دادن گرمای فعال از طریق این اندام ها رخ می دهد، آنها در اینجا باری نیستند، بلکه برعکس، وسیله ای برای خنک کردن بدن هستند و مانند رادیاتور روی یک خنک کننده رایانه عمل می کنند. بیایید فیل را به عنوان مثال در نظر بگیریم. در بزرگ، ثروتمند او رگ های خونیخون به گوش می ریزد

در اینجا خنک می شود و گرما را به محیط می دهد و به بدن باز می گردد. همین را می توان در مورد فرآیندهای موجود در صندوق عقب نیز گفت. ما نمی‌دانیم، اما فقط حدس می‌زنیم که داشتن یک تنه برای ماموت‌ها چقدر انرژی‌زا بوده است. چیزی که جانوران باستانی را نجات داد این بود که تنه آن یک لایه چربی نسبتاً جامد داشت و مانند بقیه بدن ماموت با موهای ضخیم پوشیده شده بود.

آیا قوانین دیگری برای توصیف وابستگی ظاهر حیوانات به آب و هوا وجود دارد؟ در سال 1833، یعنی قبل از اینکه برگمان حکمرانی خود را فرض کند، پرنده شناس آلمانی کنستانتین ویلهلم گلوگر، که در برسلاو (وروتسواو امروزی) کار می کرد، متوجه شد: در گونه های مرتبط پرندگان (و همانطور که مشاهدات بیشتر نشان داد، در پستانداران و برخی حشرات نیز ) رنگدانه ها در آب و هوای گرم و مرطوب نسبت به آب و هوای سرد و خشک متنوع تر و روشن تر است.

کسانی که به اندازه کافی خوش شانس بودند که وارد انبار موزه جانورشناسی دانشگاه دولتی مسکو شوند، می توانستند ده ها پوست گرگ را که یکی پس از دیگری در آنجا آویزان شده بودند ببینند. قرمز مایل به قهوه ای، نه طولانی بیش از یک مترحنایی‌ها کمی بلندتر، خاکستری‌ها حتی بلندتر و در نهایت بزرگ، به اندازه انسان، تقریباً سفید با ترکیبی جزئی از موهای خاکستری و سیاه هستند. سرخ و سفیدهای جنوبی گرگ های شمالینمونه ای از قانون گلوگر است.

مثال دیگر سار صورتی، ساکن است کشورهای گرمو سار معمولی، تیره با لکه های روشن. در ابتدا فرض بر این بود که این توزیع به دلیل نیاز به استتار است: در میان سبزه های روشن با گلبرگ های گل های چند رنگ، به راحتی می توان از پرنده بهشتی با شورش رنگ هایش در پرهایش غافل شد، اما کبک سفید در معرض دید کامل قرار گیرد

سار صورتی و معمولی (در زیر)

و مرغ مگس خوار رنگین کمانی به همان اندازه در تندرا ناخوشایند خواهد بود - و احتمال زیادی وجود دارد که حتی قبل از اینکه یخ بزند، پرنده در دندان ها یا چنگال های کسی قرار گیرد. نسخه استتار حتی در حال حاضر انکار نمی شود، اما معلوم شد که عامل دیگری در اینجا کار می کند: در یک محیط گرم و مرطوب، سنتز رنگدانه ها فعال تر است.

یک استثنای جالب برای قاعده گلاگر وجود دارد. این به اصطلاح ملانیسم صنعتی است که ابتدا در انگلستان و سپس در انگلستان کشف شد آمریکای شمالی. نمونه ای از این پروانه ها هستند که در مکان هایی با صنعت توسعه یافته زندگی می کنند. کارخانه ها دود و دوده منتشر می کردند، تنه توس و گلسنگ ها تاریک می شدند. پروانه های سفید در پس زمینه آنها قابل توجه بودند و پرندگان آنها را می خوردند.

آن دسته از حشرات که به دلیل یک جهش تصادفی، معلوم شد که ملانیست (سیاه) بودند زنده ماندند. به تدریج، تعداد افراد سیاهپوست در جمعیت به 90٪ رسید، اما روزی روزگاری 99٪ سفیدپوست بودند.

ونیامین شکستمان
مجله DISCOVERY اوت 2014

بخش های بیرون زده بدن حیوانات خونگرم (گوش، پا، دم) در آب و هوای سرد کوچکتر از آب و هوای گرم است.

توضیح:چگونه گوش های بزرگترو دم، سطح بدن بزرگتر است که گرما از آن خارج می شود. این برای حیوانات شمالی مفید نیست، به همین دلیل گوش و دم آنها کوچک است. برعکس، برای بستگان جنوبی، داشتن یک سطح بزرگ راحت است تا به نوعی خنک شود.

توضیح:هنگامی که یک موجود زنده در اندازه افزایش می یابد، حجم آن افزایش می یابد و سطح آن افزایش می یابد - همه رشد می کنند، اما با در سرعت های مختلف . سطح عقب می ماند - رشد می کند کندتر از حجمبنابراین سطح حیوانات بزرگ شمالی نسبتاً کوچک است. آنها برای همین کار به این نیاز دارند - برای اینکه گرمای کمتری از خود پخش کنند.

مثال: گرگ قطبی- بزرگترین گرگ، خرس قطبی- از همه خرس ها، ولوورین - از همه ماهیان، گوزن - از همه آهوها، کاپرکایلی - از همه باقرقره ها.

چرا حیوانات بزرگی مانند فیل و اسب آبی در جنوب زندگی می کنند؟

زیرا در آنجا به اندازه کافی پوشش گیاهی وجود دارد که بتوانند خود را تغذیه کنند. - اما در عین حال آنها خیلیداغ اسب آبی مدام در آب می نشیند، فیل با کمک گوش های بزرگ خود خود را خنک می کند. (ماموت هایی که در آن زندگی می کردند آب و هوای معتدل، به اندازه فیل های امروزی بودند، اما در عین حال داشتند اندازه طبیعیگوش و خز، همانطور که شایسته پستانداران است.)