Правило Аллена
У
теплокровных животных (то есть животных, которые выделяют тепло в процессе
обмена веществ), живущих в холодном климате, конечности меньше, чем у таких же
животных, обитающих в более теплом климате.
Большинство
закономерностей, наблюдаемых в мире растений и животных, прямо следуют из теории
эволюции, и правило Аллена — не исключение. Теплокровные животные, как и
человек, имеют внутренний механизм, поддерживающий температуру тела на
постоянном уровне. По сути, эти животные преобразуют энергию пищи в тепло для
поддержания постоянной температуры своего тела.
Тепло
переносится из внутренних органов теплокровных животных к более прохладной
поверхности тела, откуда рассеивается в окружающую среду. Это потерянное тепло
животному нужно снова выработать в процессе обмена веществ (метаболизма), а
значит, в его же интересах, чтобы потери тепла были минимальными. Поэтому
полярные животные имеют толстый слой меха или подкожного жира для теплоизоляции
и уменьшения выноса тепла на поверхность.
Ясно,
что чем меньше площадь поверхности, соприкасающейся с внешней средой, тем
меньше тепла будет улетучиваться при данной температуре окружающей среды.
Возьмем в качестве наглядного примера относительные пропорции конечностей овцебыка
и жирафа (овцебык приспособлен к холодному климату, а жираф — к жаркому).
Короткие ноги овцебыка в условиях холодного климата — эволюционное
приспособление: уменьшается поверхность, с которой уходит тепло.
Правило
Аллена иллюстрирует известные законы физики. Вырабатываемое внутри теплокровных
животных тепло переходит в окружающую среду (см. Теплообмен), где температура
ниже (см. Второе начало термодинамики; Закон Стефана—Больцмана), а оттуда оно
улетучивается путем излучения или конвекции. Количество вырабатываемого тепла
зависит от объема животного, а количество тепла, уходящего в окружающую среду,
зависит от площади поверхности животного. Поэтому чем компактнее животное —
или, выражаясь научно, чем меньше отношение поверхности к объему, — тем меньше
будут потери тепла и тем больше тепла сохранится. Так что адаптивная ценность
низкого отношения поверхности к объему в северном климате очевидна.
***
Джоэл
Асаф АЛЛЕН
Joel
Asaph Allen, 1838–1921
Американский
териолог (специалист по млекопитающим) и орнитолог. Родился в Спрингфилде, штат
Массачусетс; учился у Жана-Луи Агасси (Jean Louis Agassiz, 1807–73). Работал
главным куратором по птицам в Музее сравнительной зоологии при Гарвардском
университете, в 1885 году получил должность куратора по млекопитающим и птицам
в Американском музее естественной истории в Нью-Йорке. Мысль о том, что в
популяции одного биологического вида может наблюдаться изменчивость, привела
его к идее существования подвидов. Аллен выступал за создание заповедников в
Америке, одним из первых поведал миру о бедственном положении бизонов.
Список литературы
Для
подготовки данной работы были использованы материалы с сайта http://elementy.ru/