伯格曼法則(伯格曼定律)

伯格曼法則

伯格曼定律一般指本詞條

伯格曼法則(英語:Bergmann's rule)是由德國學者伯格曼(C. Bergmann)在1847年發現的。他發現在恆溫動物中即使是同種動物生活在寒冷地方的個體其體積、體重一般較之生活在溫暖地方的個體為大;另外近緣的物種也可看到這樣一種傾向即生活在寒冷地方的物種體型大的居多。這是因為隨著體積體重的增加體表面積的比例則相對變小從而有利於防止體熱的散失這是生活在寒冷地區的恆溫動物為保持體溫的種適應。

例如生活於北極地區的北極熊就比其他地區的類體形更龐大。同樣地,北極狼也比溫帶地區的狼類個子更大。

30年後,美國鳥類學家艾倫(J. A. Allen)對伯格曼法則加以補充,認為恆溫動物“同一物種在不同氣候環境影響下,其體表相對面積也有很大差異,氣溫高的地區,其體表面積有增大趨勢”。他還發現,生活在寒冷地區的恆溫動物,其身體的突出部位(耳朵、尾巴和四肢等器官)比生活在溫暖地區的同種動物短,以減少散熱面積,而熱帶則相反。

基本介紹

  • 中文名:伯格曼法則
  • 外文名:Bergmann's rule
  • 別名:貝格曼法則
  • 提出者:卡爾·伯格曼
  • 提出時間:1847年
  • 適用領域動物地理學
  • 套用學科:動物學
定義,代表事例,機理解釋,艾倫定律,反伯格曼法則,

定義

很久以來就有一種已被廣泛接受的看法認為,同種或同類溫血動物,生活在寒冷地區的體軀較大,而生活在暖熱地區的體軀較小。例如,寒帶的北極熊的體軀比熱帶的馬來熊大得多,北極狐比熱帶大耳狐體形也大。這類規律性的現象早在1847年就由德國動物學家伯格曼(C. Bergmann)發現並指出,隨後被歸結為伯格曼法則。
伯格曼法則
伯格曼法則
1847年德國解剖學家卡爾. 伯格曼(ChristianBergmann)論述了恆溫動物體型大小與氣候的關係。他指出動物的“體格大小與生存環境有關",“同一物種甚至近緣的恆溫動物,生息於寒冷地區的體重較大的大型物種,處於溫暖地區的體型較小”。從體溫維持的關係來看,體型較小的物種單位體重的體表面積較大,易於散熱,寒帶則正好相反。寒冷的氣候不僅能夠延緩恆溫動物的生長速度,而且也使其性成熟的時間較晚,因此,其生長期相對更長,使體型長得更大一些,這就是著名的伯格曼法則。

代表事例

生產中北美的荷斯坦牛和紐西蘭的荷斯坦牛正有此區別。把北極的動物與其他地區的動物比較,會發現北極地區動物的體型比其他地區的同類要大一些,如北極兔子的長度為90 cm而在蘇格蘭,同一種兔子其身長平均卻只有70 cm。再如熱帶分布的馬來熊體長140 cm為小型種,亞洲暖溫地帶分布的亞洲黑熊130-200 cm生存於溫寒帶的生息的棕熊150-300 cm而住在北極附近的北極熊體長達200-300 cm。
伯格曼法則
棕熊

機理解釋

對於恆溫動物,伯格曼法則認為這是由於隨著體形的增大,動物的相對體表面積(即體表面積與動物體積之比)變小,從而導致體表發散比率變小,因而能更好地保存熱量以適應高緯度地區的寒冷環境。不過,目前也有科學家認為這可能是由於高緯度地區的植物有更豐富的營養,動物在食用了這些植物後才長得更大。
對昆蟲而言一般個體較大、發育時間較長的物種更可能符合反伯格曼法則;而個體較小、發育時間較短的物種更可能符合伯格曼法則。

艾倫定律

作為伯格曼法則的繼續和發展,1876年美國動物學家艾倫(J. Allen)提出另一定律認為:恆溫動物身體的突出部分如四肢、尾巴和外耳等,在低溫環境中生活的有變短變小的趨勢。例如,北極燕鷗雖然在形態上與廣泛分布在溫帶地區的普通燕鷗極為相似,但它們的腿部卻要短得多,這是在野外把這兩種燕鷗區別開來的最明顯的標誌。北極野兔雖然身子比南方的同類大,但耳朵和四肢卻要短得多。最明顯的是麝牛,它們的軀體雖然很魁梧,耳朵卻很小,四肢奇短,幾乎沒有尾巴,看上去極不勾稱。還有凍原地帶的北極狐的外耳小於溫帶產赤狐的外耳,而赤狐的外耳又短於生活在熱帶非洲大耳狐的外耳,這一著名例子點明,同一類溫血動物,在寒冷地帶生活者,其身體的突出部分比較短小,有利於保溫;而在暖熱地區生活者,身體的突出部分較為長大,有利於散熱,伯格曼法則和艾倫定律(Allen'srule)是兩條有關動物適應環境溫度的知名法則。
伯格曼法則
大耳狐

反伯格曼法則

變溫動物體溫隨環境而變,被動性適應。由於環境溫度決定了代謝率與發育速度,因此,即便相同物種的變溫動物,熱帶體型較大,北方的較小。被稱為反伯格曼法則。

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