Почему у живущих южнее животных уши больше. Географические законы и некоторые факторы среды. Как работает правило Бергмана

Травоядные животные, живущие на севере, крупнее своих южных сородичей, потому что северная трава отличается большей питательной ценностью, считают ученые. Неожиданное объяснение правила Бергмана удалось подтвердить экспериментально.

Карл Георг Лукас Кристиан Бергман -- немецкий биолог, физиолог и анатом, долгое время занимался сравнительной анатомией. Но известность ему принесло именно описание экогеографической закономерности, которую впоследствии назвали его именем. Знаменитая фраза из книги Бергмана «О связи экономии тепла у животных с их размерами», которая вышла в 1847 году, звучит так: «Если существует род, виды которого отличаются только величиной, тогда более мелкие виды этого рода будут тяготеть к более теплому климату, причем в точном соответствии с их массой».

Как работает правило Бергмана?

Многие ученые, действительно, подтверждают, что такая закономерность существует. Правда, вопрос «почему» долгое время оставался без ответа. Сейчас эту закономерность ученые объясняют особенностями терморегуляции теплокровных животных. Дело в том, что теплопродукция пропорциональна объему тела, а теплоотдача -- площади его поверхности. Соответственно, отношение площади поверхности к объему меньше у крупных животных. Поэтому в холодных северных широтах выгоднее быть крупным, чтобы больше производить тепла и меньше его отдавать, а в южных – наоборот.

Доктор Чуань-Кай Хо (Chuan-Kai Ho) из Хьюстонского Университета вместе со своими коллегами предложил совершенно новое неожиданное объяснение правила Бергмана, которое, впрочем, несомненно, вызовет у ученых еще множество вопросов. Доктор Хо, не исключая, правда, и традиционного объяснения, предположил, что размеры тела животных во многом зависят от того, какую пищу они едят. Согласно гипотезе доктора Хо, растительность северных широт имеет большую питательную ценность, поэтому растительноядные животные, поедающие эти растения, отличаются более крупными размерами тела.

Северные растения более питательные

Ученые решили проверить предположение доктора Хо экспериментально. Подопытными образцами выступали широко распространенные насекомые Prokelisia от подотряда грудохоботных (Archaeorrhyncha ) и моллюск аплизия (Aplysia ) (морской заяц).По словам ученых, хотя эти виды холоднокровные, правило Бергмана на их примере тоже работает – самые крупные экземпляры встречаются в более северных широтах, а самые маленькие -- в южных.

Насекомых и моллюсков выращивали в лабораторных условиях, а кормили исключительно растениями Spartina anglica . Сами растения ученые собирал в разных широтах Северной Америки (в тундровой и лесной зоне). Через определенное время, когда моллюски и насекомые достигли зрелости, доктор Хо измерил размеры их тела. По словам авторов работы, насекомые, получавшие выросшую в тундре траву, оказались на 8% больше, чем их сородичи, питавшиеся травой из умеренной зоны. Что касается моллюсков, то размер особей, питавшихся северными травами, оказался больше на целых 27%. Этому может быть единственное объяснение – разная питательная ценность трав, растущих в разных условиях, считает доктор Хо.

«Мы не считаем, что это единственно возможное объяснение правила Бергмана. Но наше исследование показывает, что для объяснения механизма его работы недостаточно лишь знания особенностей физиологических реакций на разную температуру окружающей среды. Важно еще учитывать и экологические взаимосвязи животных со средой их обитания», -- говорит доктор Хо.

Почему растения, растущие в высоких широтах, более питательные, ученые ответить пока затрудняются, и делают лишь предположение. Один и авторов исследования -- доктор Стивен Пеннингс в своих предыдущих работах показал, что растения северных широт менее подвержены нападкам со стороны насекомых. Возможно, именно поэтому, предполагают авторы работы, южные растения тратят больше энергии на химическую защиту от насекомых, а более низкая их питательная ценность – это тоже своеобразный защитный механизм от прожорливых насекомых.

Статью доктора Хо «Is Diet Quality an Overlooked Mechanism for Bergman`s Rule» можно найти в февральском номере журнала The American Naturalist.

В 1847 году Карл Густав Бергман, работавший в Гёттингенском университете, сформулировал правило, которое в упрощенном виде звучит так: «В более теплом климате теплокровные животные одного или близких видов мельче, а в более холодном — крупнее».

Поначалу выводы немецкого биолога, анатома и физиолога были восприняты научным сообществом с сомнением, но со временем стало очевидно, что Бергман как нельзя более точно охарактеризовал один из принципов эволюции.

Действительно, такая закономерность не только существует, но и хорошо заметна. Например, у животного, имеющего один из самых широких ареалов обитания, — волка. Аравийский волк, обитающий в Омане, Израиле и других странах Ближнего Востока, — тощее низкорослое создание весом около 15 килограммов. Несмотря на свои размеры, это свирепый хищник, библейский символ злобы и ярости.

Волк из северных лесов и египетский волк (ниже)

На Аляске же и на севере Канады водятся волки вдвое крупнее и впятеро тяжелее. Волки с севера Индии, воспитавшие Маугли, вряд ли достигали веса в четверть центнера, а вот зверь, на котором скакал Иван Царевич, потянул бы, существуй он в действительности, не меньше чем на 60 килограммов, как матерый волк лесной зоны России.

Аналогичная ситуация с пумой. Разброс в весе у особей, обитающих на экваторе и на юге Канады или Аргентины, — от 60 до 110 и даже, в исключительных случаях, 120 килограммов.

Изменения заметны и по мере подъема в горы. Чем выше и, соответственно, холоднее, тем крупнее животные. Если же рассматривать животных близких видов, то правило Бергмана еще очевиднее: малайский медведь, средний вес которого 45 килограммов, вдесятеро уступает по весу среднему белому медведю.

Белый медведь — один из самых крупных наземных представителей млекопитающих отряда хищных. Его длина достигает 3 м, масса до 1 т. Обитает в приполярных областях в северном полушарии Земли.

Малайский медведь — самый мелкий представитель семейства медведей: в длину он не превышает 1,5 м. Обитает в Индии.

Хотите больших различий? Пожалуйста! Мысленно поставьте рядом самого маленького южного оленя, канчиля с Суматры, и самого большого северного — лося с Камчатки или Аляски. Разница просто фантастическая: 25 сантиметров в холке и 1200 граммов веса у первого и почти 2,5 метра и 650 килограммов у второго. Такое сравнение, может, не очень корректно, зато наглядно.

СБЕРЕЧЬ ТЕПЛО

В чем же секрет, почему по мере похолодания климата звери растут? Все дело в терморегуляции. Чем холоднее, тем важнее сохранить тепло тела, свести к минимуму теплоотдачу в окружающую среду. Ведь на поддержание постоянной температуры тела нужна энергия, то есть, в конечном счете, еда. Ее нужно добыть, что значит — тратить энергию. А зачем ее расходовать лишний раз?

На первый взгляд, чем больше поверхность тела, тем больше тепла теряет живое существо. Но рассматривать теплопотери сами по себе бессмысленно — важно их отношение к теплопродукции. Животные не только теряют тепло, но и производят его, и чем больше объем тела, тем больше джоулей оно выделяет в атмосферу.

Крошечный олень канчиль и лось с Аляски

С увеличением размеров тела рост объема опережает рост площади поверхности: у животного, которое станет в два раза шире, выше и длиннее, площадь тела увеличится в четыре раза, а объем — в восемь раз.

Таким образом, отношение потери тепла к его производству окажется в два раза выгоднее для «подросшего» зверя. В действительности, конечно, все не настолько математически точно, однако тенденция именно такова.

Разумеется, как и у любого правила, имеющего отношение к живой природе — то есть к сложнейшим динамичным системам из множества компонентов, — из правила Бергмана бывают исключения. Причины их могут быть самыми разнообразными.

От скудости кормовой базы, просто не позволяющей животным «набрать вес» и вынуждающей их мельчать, до расселения животных за пределы привычного ареала. В таких ситуациях картина может не быть «идеальной» из-за того, что прошло недостаточно времени.

Звери, переселившиеся севернее или южнее, еще не успели эволюционировать, ведь, как и большинство подобных процессов, у теплокровных изменение размеров в связи с климатом идет довольно быстро по палеонтологическим меркам, но медленнее, чем можно заметить «невооруженным взглядом».

Однако самые большие животные — слоны, бегемоты, жирафы — обитают там, где очень жарко. И это не противоречит правилу Бергмана. Таким гигантам доступны чрезвычайно обильные ресурсы пищи. И было бы странно ими не воспользоваться — раз уж можно отъесться до больших размеров, что само по себе приятно, а заодно «вывести» себя из-под угрозы хищников, которым не справиться с великанами.

Вот только эти животные постоянно испытывают риск перегрева, поскольку теплопродукция у них огромна — поэтому, решая проблемы теплоотдачи, им приходится идти на всевозможные ухищрения. Например, большую часть времени сидеть в воде, как гиппопотамы, или отращивать огромные уши, как слоны.

ПОЛЮС БЛИЖЕ -УШИ МЕНЬШЕ

Правило Бергмана редко рассматривают в отрыве от другого экогеографического правила, авторство которого принадлежит американскому зоологу Джоэлу Аллену. В 1877 году Аллен опубликовал работу, где обратил внимание специалистов на взаимосвязь между климатом и строением тела теплокровных животных родственных видов: чем холоднее климат, тем меньше у них выступающие части тела относительно общих его размеров.

И напротив, чем теплее климат, тем длиннее уши, хвосты и ноги. За примерами опять же далеко ходить не надо: фенек и песец. Пустынная лисица знаменита своими огромными ушами-парусами, у песца же ушки маленькие, зимой едва торчащие из густой шерсти.

Песец и фенек (ниже)

Индийский и африканский слоны живут в теплом климате, а их родственник сибирский мамонт обитал в стране морозов. У африканского слона огромные уши, у индийского заметно меньше, а у мамонта и вовсе были по слоновьим меркам совершенно несолидные.

Закономерности в размере выступающих частей тела также связаны с теплообменом. Через хвосты, уши и ноги идет активная теплоотдача, поэтому на севере или в высокогорье их размер выгодно минимизировать. Причем речь здесь идет уже не только о напрасной потере тепла, но и о том, чтобы сохранить орган в целости. Длинные хвосты и большие уши могут попросту отмерзнуть так, что разовьется некроз тканей — это порой происходит с собаками, которых горожане привозят в тундру из мест с умеренным климатом. В подобных случаях уши и хвосты несчастным четвероногим приходится ампутировать.

Индийский слон

А там, где тепло, длиннохвостым и ушастым — самое подходящее место. Поскольку через эти органы идет активная теплопотеря, они здесь не обуза, а напротив, средство охлаждения организма, действующее наподобие радиатора компьютерного кулера. Возьмем для примера слона. В его большие, богатые кровеносными сосудами уши поступает кровь.

Здесь она охлаждается, отдав тепло в окружающую среду, и возвращается в туловище. То же самое можно сказать о процессах в хоботе. Мы не знаем, а только предполагаем, насколько энергозатратным было владение хоботом для мамонтов. Спасало древних животных то, что хобот был с довольно солидной жировой прослойкой и, как и остальное тело мамонта, покрыт густой шерстью.

Есть ли еще какие-то правила, описывающие зависимость внешности животных от климата? В 1833 году, то есть до того как Бергман постулировал свое правило, немецкий орнитолог Константин Вильгельм Глогер, работавший в Бреслау (нынешнем Вроцлаве) , заметил: у родственных видов птиц (а как показали дальнейшие наблюдения — у млекопитающих и некоторых насекомых тоже) пигментация разнообразнее и ярче в теплом и влажном климате, нежели в холодном и сухом.

Те, кому повезло попасть в хранилище Зоологического музея МГУ, могли видеть там десятки висящих одна за другой волчьих шкур. Рыжевато-бурые длиной не больше метра, палевые чуть длиннее, серые — еще длиннее и, наконец, огромные, в человеческий рост, почти что белые с легкой примесью серых и черных волосков. Рыжие южные и белые северные волки — это пример правила Глогера.

Другой пример — розовый скворец, обитатель теплых стран, и скворец обыкновенный, темный в светлую крапинку. Сначала предполагали, что такое распределение связано с необходимостью маскировки: среди яркой зелени с разноцветными лепестками цветов легко не заметить райскую птицу с ее буйством красок в оперении, а вот белая куропатка будет как на ладони.

Розовый скворец и обычный (ниже)

А радужной колибри будет так же неуютно в тундре — и велика вероятность, что еще раньше, чем она замерзнет, птичка окажется в чьих-то зубах или когтях. Версию с маскировкой и сейчас не отрицают, однако выяснилось, что здесь работает еще один фактор: в теплой и влажной среде синтез пигментов протекает активнее.

Есть интересное исключение из правила Глогера. Это так называемый индустриальный меланизм, впервые обнаруженный в Англии, а затем в Северной Америке. Примером его могут служить бабочки, обитающие в местах с развитой промышленностью. Фабрики выбрасывали дым и копоть, стволы берез и лишайники темнели. Белые бабочки на их фоне становились заметны, их поедали птицы.

Выживали те насекомые, кто из-за случайной мутации оказывался меланистом (черным). Постепенно количество черных особей в популяциях стало достигать 90%, а ведь когда-то 99% были белыми.

Вениамин Шехтман
Журнал DISCOVERY Август 2014

Экология

Руки для человека - одни из самых важных частей тела . С помощью рук мы делаем практически все, даже общаемся. Однако человек не единственное существо на планете, обладающее ловкими руками и пальцами. Конечности животных, которые принято называть лапами , могут немало удивить. Предлагаем вам узнать о самых необычных лапах в животном мире.

Удивительные животные

Угрожающий Ай-Ай

Ай-ай – удивительное существо, обитающее на Мадагаскаре, которое умеет «показывать средний палец» так, как никто на свете. Ай-ай или руконожка – мелкий примат, которого можно назвать самым странным из всех приматов . Он обладает уродливыми костлявыми лапами с длинными пальцами и когтями, чем напоминает героев сказок про вампиров и оборотней.

Более того, средний палец руконожки несколько больше остальных и заметно выпячивается. С его помощью зверь стучит по деревьям в поисках пустот в коре , где могут прятаться вкусные насекомые, которыми он питается. Если ай-ай находит лакомство, он прокусывает древесину и с помощью своего зловещего длинного пальца цепляет добычу.

Руконожки, несмотря на свою угрожающую внешность, совершенно безобидны для всех, кроме насекомых, впрочем, жители Мадагаскара относятся к этим животным очень недружелюбно, считая встречу с ними дурным знаком. Если ай-ай будет замечен вблизи поселка, его тут же убьют, так как считается, что в противном случае на деревню обрушится несчастье.

Летающая лягушка Хелен

В 2009 году, путешествуя по лесу недалеко от вьетнамского города Хошимин, биологи наткнулись на удивительную лягушку. Эта лягушка длиной около 9 сантиметров , как оказалось, относилась к неизвестному науке новому виду летающих лягушек, которые известны своей способностью перепрыгивать с одного дерева на другое и парить в воздухе с помощью особых лап с перепонками.

Биолог Джуди Роули , которая обнаружила эту лягушку во Вьетнаме, дала ей название летающая лягушка Хелен в честь своей матери Хелен Роули .

Самые удивительные животные

Многопалый крот

Кроты – очень милые животные, за исключением, пожалуй, крота звездорыла , который обитает в США и Канаде. У кротов имеются удивительные конечности , которые им просто необходимы для того, чтобы путешествовать под землей.

Крупные плоские передние лапы работают как лопаты, а длинные когти на пальцах позволяют рыть подземные норы и туннели , в которых кроты находят убежище и пищу.

В 2011 году исследователи Университета Цюриха предположили, почему лапы крота так хорошо копают землю: у кротов имеется один дополнительный палец – серповидный запасной большой палец.

Этот большой палец не имеет двигательного сустава, крот опирается на него во время копания, что дает его лапам-лопатам дополнительную силу. Исследования показали, что кость этого пальца развивается из костей запястья на стадии эмбриона несколько позже, чем кости остальных пальцев. Кроты действительно имеют не 5, а 6 пальцев на лапах!

Липкий геккон

Гекконы могут похвастаться удивительными лапками, которые позволяют им цепляться практически за любую поверхность . Линии на подошвах их лапок покрыты волосками, которые называются щетинками , которые тоже покрыты щетинками.

Последние структуры настолько мелкие, что позволяют гекконам прилипать к поверхности, по которой они перемещаются. Они позволяют усилить силу Ван-дер-Ваальса , слабую электрическую силу, которая удерживает многие вещи вместе, включая большинство органических веществ.

В этом посте будут страшные, противные, милые, добрые, красивые, непонятные зверики.
Плюс короткий комментарий о каждом. Все они существуют на самом деле
Смотрите и удивляйтесь

ЩЕЛЕЗУБ - млекопитающее из отряда насекомоядных, разделяющийся на два основных вида: кубинский щелезуб и гаитянский. Сравнительно крупный, относительно других типов насекомоядных, зверь: его длина составляет 32 сантиметра, а хвоста, в среднем, 25 см, масса животного – около 1 килограмма, телосложение плотное.


ГРИВИСТЫЙ ВОЛК . Обитает в Южной Америке. Длинные ноги волка – результат эволюции в вопросах приспособления к месту обитания, они помогают животному преодолевать препятствия в виде высокой травы, растущей на равнинах.


АФРИКАНСКАЯ ЦИВЕТА - единственный представитель одноименного рода. Обитают эти звери в Африке на открытых пространствах с высоким травостоем от Сенегала до Сомали, юга Намибии и в восточных районах Южной Африки. Размеры зверя визуально достаточно сильно могут увеличиваться, когда при возбуждении цивета поднимает шерсть. А мех у нее густой и длинный, особенно на спине ближе к хвосту. Лапы, морда и окончание хвоста абсолютно черные, большая часть тела пятнистополосатая.


ВЫХУХОЛЬ . Животное достаточно известное, благодаря своему звучному названию. Просто фотография хорошая.


ПРОЕХИДНА . Это чудо природы обычно весит до 10 кг, хотя отмечались и более крупногабаритные особи. Кстати, в длину тело проехидны достигает 77 см, и это не считая их милого пяти-семи сантиметрового хвостика. Любое описание этого животного строится на сравнении с ехидной: лапки проехидны выше, когти мощнее. Еще одна особенность внешнего вида проехидны – это шпоры на задних лапах самцов и пятипалость задних конечностей и трехпалость передних.


КАПИБАРА . Полуводное млекопитающее, самый крупный из современных грызунов. Является единственным представителем семейства водосвинковых (Hydrochoeridae). Имеется карликовая разновидность Hydrochoerus isthmius, иногда она рассматривается в качестве отдельно вида (малая водосвинка).


МОРСКОЙ ОГУРЕЦ. ГОЛОТУРИЯ . Морские кубышки, морские огурцы (Holothuroidea), класс беспозвоночных животных типа иглокожих. Виды, употребляемые в пищу, носят общее название «трепанг».


ПАНГОЛИН . Этот пост просто не мог без него обойтись.


АДСКИЙ ВАМПИР . Моллюск. Несмотря на его очевидную схожесть с осьминогом и кальмаром, этого моллюска ученые выделили в отдельный отряд Vampyromorphida (лат.), потому как только ему присущи втягивающиеся чувствительные бичевидные филаменты.


ТРУБКОЗУБ . В Африке этих млекопитающих называют аардварк, что в переводе на русский язык означает «земляная свинья». На самом деле трубкозуб по внешнему виду очень сильно напоминает свинью, только с удлиненной мордой. Уши этого удивительного животного по своему строению очень сильно похожи на заячьи. Так же еще имеется и мускулистый хвост, который сильно похож на хвост такого животного как кенгуру.

ЯПОНСКАЯ ИСПОЛИНСКАЯ САЛАМАНДРА . На сегодняшний день – это самое крупное земноводное, которое может достигать 160 см в длину, веса до 180 кг и жить может до 150 лет, хотя официально зарегистрированный максимальный возраст гигантской саламандры составляет 55 лет.


БОРОДАТАЯ СВИНЬЯ . В разных источниках вид Бородатая свинья подразделяется на два или три подвида. Это – кудрявая бородатая свинья (Sus barbatus oi), которая живет на Малаккском полуострове и острове Суматра, борнейская бородатая свинья (Sus barbatus barbatus) и палаванская бородатая свинья, которые живут, судя по названию, на острове Борнео и Палаван, а также на Яве, Калимантане и мелких островах Индонезийского архипелага в Юго-Восточной Азии.




СУМАТРАНСКИЕ НОСОРОГИ . Относятся к непарнокопытным животным семейства носороговых. Данный вид носорогов является наиболее мелким из всего семейства. Длина тела взрослой особи суматранского носорога может достигать 200 – 280 см, а высота в холке может колебаться от 100 до 150 см. такие носороги могут весить до 1000 кг.


СУЛАВЕССКИЙ МЕДВЕЖИЙ КУСКУС . Древесное сумчатое животное, живущее в верхнем ярусе равнинных тропических лесов. Шерсть медвежьего кускуса состоит из мягкого подшёрстка и грубых остевых волос. Окрас колеблется от серого до коричневого, с более светлоокрашенным животом и конечностями и варьирует в зависимости от географического подвида и возраста животного. Хватательный, не покрытый шерстью хвост составляет примерно половину длины животного и выполняет функцию пятой конечности, что облегчает продвижение в густом тропическом лесу. Медвежий кускус является наиболее примитивным среди всех кускусов, который сохраняет примитивный рост зубов и особенности строения черепа.


ГАЛАГО . Его большой пушистый хвост явно сравним с беличьим. А очаровательная мордашка и грациозные движения, гибкость и вкрадчивость, ярко отражают его кошачью черту. Удивительная прыгучесть, подвижность, сила и невероятная ловкость этого зверька явно показывают его натуру забавной кошки и неуловимой белки. Разумеется, было бы где использовать свои таланты, ведь тесная клетка для этого очень плохо подходит. Но, если дать этому зверьку немножко свободы и иногда разрешать ему прогулки по квартире, то все его причуды и таланты станут явью. Многие даже сравнивают его с кенгуру.


ВОМБАТ . Без фотографии вомбата вообще нельзя разговаривать о странных и редких животных.


АМАЗОНСКИЙ ДЕЛЬФИН . Является самым крупным речным дельфином. Inia geoffrensis, как называют его ученые, достигает 2,5 метров в длину и массы 2 центнера. Светло-серые молодые особи с возрастом светлеют. Тело у амазонского дельфина полное, с тонким хвостом и узкой мордой. Круглый лоб, немного загнутый клюв и маленькие глаза – особенности этого вида дельфинов. Встречается амазонский дельфин в реках и озерах Латинской Америки.


РЫБА-ЛУНА или МОЛА-МОЛА . Эта рыба может иметь длину более трех метров, а весить около полутора тонн. Самый большой экземпляр рыбы-луны был пойман в Нью-Гемпшире, США. Его длина составляла пять с половиной метров, данные по весу отсутствуют. По форме тело рыбы напоминает диск, именно эта особенность послужила поводом для латинского названия. У рыбы-луны кожа имеет большую толщину. Она эластичная, а ее поверхность покрыта маленькими костными выступами. Личинки рыбы этого вида и молодые особи плавают обычным способом. Взрослые крупные рыбы плавают на боку, тихо двигая плавниками. Они словно лежат на поверхности воды, где их очень легко заметить и поймать. Однако, многие специалисты считают, что плавают таким образом только больные рыбы. Как аргумент, они приводят тот факт, что желудок у пойманных на поверхности рыб обычно пустой.


ТАСМАНСКИЙ ДЬЯВОЛ . Являясь самым крупным из современных хищных сумчатых, это животное чёрного окраса с белыми пятнами на груди и крестце, с огромной пастью и острыми зубами имеет плотное телосложение и суровый нрав, за что, собственно, и было названо дьяволом. Издавая по ночам зловещие крики, массивный и неуклюжий тасманский дьявол внешне напоминает маленького медведя: передние лапки чуть длиннее задних, большая голова, мордочка притуплена.


ЛОРИ . Характерная особенность лори – большого размера глаза, которые могут окаймляться темными кругами, между глаз имеется белая разделительная полоска. Мордочку лори можно сравнить с маской клоуна. Это, скорее всего, объясняет название животного: Loeris в переводе означает «клоун».


ГАВИАЛ . Разумеется, один из представителей отряда крокодилов. С возрастом морда гавиала становится еще уже и длиннее. В связи с тем, что гавиал питается рыбой, зубы у него длинные и острые, расположенные с небольшим наклоном для удобства принятия пищи.


ОКАПИ. ЛЕСНОЙ ЖИРАФ . Путешествуя по Центральной Африке, журналист и исследователь Африки Генри Мортон Стенли (1841-1904) не раз сталкивался с местными аборигенами. Встретив однажды экспедицию, оснащенную лошадьми, аборигены Конго рассказали знаменитому путешественнику, что у них в джунглях водятся дикие звери, очень похожие на его лошадей. Много повидавший англичанин был несколько озадачен этим фактом. После некоторых переговоров в 1900 году англичане, наконец, смогли приобрести части шкуры загадочного зверя у местного населения и отослать их в Королевское зоологическое общество в Лондоне, где неизвестному животному дали имя «Лошадь Джонстона» (Equus johnstoni), то есть определили его к семейству лошадиных. Но каково же было их удивление, когда годом позже удалось заполучить целую шкуру и два черепа неизвестного зверя, и обнаружить, что Оно больше похоже на карликового жирафа времен ледникового периода. Только лишь в 1909 году удалось поймать живой экземпляр Окапи.

ВАЛАБИ. ДРЕВЕСНЫЕ КЕНГУРУ . К роду Древесных кенгуру – валлаби (Dendrolagus) относят 6 видов. Из них в Новой Гвинее обитают D. Inustus или медвежий валлаби, D. Matschiei или валлаби Матчиша, имеющий подвид D. Goodfellowi (валлаби Гудфеллоу), D. Dorianus – валлаби Дориа. В Австралийском Квинсленде водятся D. Lumholtzi – валлаби Лумгольца (бунгари), D. Bennettianus – валлаби Беннета, или тхарибина. Первоначальным местом их обитания была Новая Гвинея, но теперь валлаби водятся и в Австралии. Древесные кенгуру живут в тропических лесах горных районов, на высоте от 450 до 3000м. над уровнем моря. Размер тела животного 52-81 см, хвост длиной от 42 до 93 см. Валлаби весят, в зависимости от вида, от 7,7 до 10 кг самцы и от 6,7 до 8,9 кг. самки.


РОСОМАХА . Двигается быстро и ловко. У животного удлиненная морда, голова крупная, с округлыми ушами. Челюсти мощные, зубы острые. Росомаха – «большеногий» зверь, ступни непропорциональны относительно тела, однако их размеры позволяют свободно перемещаться по глубокому снежному покрову. На каждой лапе огромные и изогнутые когти. Росомаха прекрасно лазает по деревьям, имеет острое зрение. Голос похож на лисий.


ФОССА . На острове Мадагаскар сохранились такие животные, которых нет не только в самой Африке, но и во всем остальном мире. Одним из редчайших животных является Фосса – единственный представитель рода Cryptoprocta и самое крупное хищное млекопитающее, обитающее на острове Мадагаскар. Внешний вид фоссы немного необычен: это нечто среднее между виверрой и небольшой пумой. Иногда фоссу называют и мадагаскарским львом, так как предки этого животного были намного крупнее и достигали размеров льва. Фосса имеет приземистое, массивное и немного удлиненное туловище, длина которого может доходить до 80 см (в среднем она составляет 65-70 см). Лапы у фоссы длинные, но достаточно толстые, причем задние лапы выше передних. Хвост часто бывает равным длине тела и доходит до 65 см.


МАНУЛ одобряет этот пост и присутствует здесь только потому, что должен присутствовать. Его-то уж все знают.


ФЕНЕК. СТЕПНАЯ ЛИСИЦА . Поддакивает манулу и присутствует здесь постольку-поскольку. Ведь его все видели.


ГОЛЫЙ ЗЕМЛЕКОП ставит манулу и фенеку плюсики в карму и предлагает им уже организовать клуб самых боянистых животных в рунете.


ПАЛЬМОВЫЙ ВОР . Представитель десятиногих ракообразных. Местом обитания которого является западная часть Тихого океана и тропические острова Индийского океана. Это животное из семейства сухопутных раков достаточно крупное для своего вида. Тело взрослой особи достигает размера до 32 см и веса до 3- 4 кг. Долгое время ошибочно считалось, что своими клешнями он даже может раскалывать кокосовые орехи, которые после поедает. На сегодняшний день ученые доказали, что питаться рак может лишь уже расколотыми кокосами. Они, являясь его основным источником питания, и дали название пальмовый вор. Хотя он не прочь полакомится и другими видами пищи – плодами растений Pandanus, органическими веществами из грунта и даже себе подобными.

Автор, влюбленный в свою науку - зоогеографию, утверждает и доказывает, что она так же интересна, как все, что связано с жизнью животных на свободе. Он удивительно доступно рассказывает о биологических свойствах животных, помогающих им существовать в определенной среде, о связях фауны с растительными формациями, о распространении животных по земному шару и о факторах, ограничивающих их расселение, об истории развития фауны на различных материках.

Книга:

<<< Назад

Вперед >>>

Закон Глогера. Уже в прошлом столетии зоологи отмечали, что наземные животные, обитающие в местностях с влажным климатом, оказываются более темноокрашенными, чем животные тех же или близких им видов, населяющие засушливые районы. Это явление научно анализировал и предложил формулировку его в качестве зоогеографического правила Константин Альберт Глогер, опубликовавший в 1833 году во Вроцлаве книгу «Изменения у птиц под влиянием климата».

Отмеченная закономерность оказалась общей как для позвоночных животных, так и для беспозвоночных. Лабораторные опыты с полевыми сверчками (Gryllus campestris) показали, что при содержании сверчков в помещении, где поддерживалась относительная влажность воздуха 60–80 %, они приобретали насыщенную темную окраску.

Невольными участниками подобного опыта оказались птицы - некрупные дубоносы (Munia flaviprymna) , обитающие в пустынных внутренних районах Австралии. Несколько птиц этого светлоокрашенного пустынного вида были завезены в Англию и содержались в неволе. После трех лет жизни во влажном английском климате на оперении птиц появились темные пятна, усилившие сходство этого пустынного вида с темноокрашенным близким видом, дубоносом Munia castaneithorax, живущим во влажных приморских лесах Австралии.

Позже эта закономерность была подтверждена многими примерами. Наиболее простые из них: изменчивость брюхоногих моллюсков Arianta arbustorum и Succinea pfeifferi, обитающих в Средней и Восточной Европе, травяной лягушки (Rana temporaria) и живородящей ящерицы (Lacerta vivipara). Интересно, что американские кроты Scapanus в штатах Вашингтон и Орегон имеют черный мех, в Северной Калифорнии, где климат суше, они коричневатые, а в Южной Калифорнии, где еще суше, их мех светлый, серебристый. Эта биогеографическая закономерность получила название закона Глогера.

Цвет и интенсивность окраски наружных покровов животных зависят от количества пигмента - меланина, а на образование его оказывают влияние не только влажность воздуха, но и температура среды. Низкая температура вызывает посветление окраски, высокая температура, напротив, потемнение. Совокупное воздействие на организм животного обоих этих факторов (влажности среды и ее температуры) как раз дает тот результирующий эффект, который мы обычно наблюдаем. В некоторых случаях из закона Глогера имеются исключения, вызванные разными сочетаниями влажности и температуры воздуха. Так, шерсть у волков из Белоруссии имеет более светлую, пепельную окраску, чем у волков из Пиренеев - довольно темных, с коричневатым оттенком.

Температура. Температура окружающей среды - мощный фактор, влияющий и нередко определяющий размещение на земле живых организмов. Колебания температуры на суше, включая температуру поверхности почвы, имеют очень широкий диапазон - от +80° до -70 °C. А в океанах почти в 5 раз меньше: от +30° до -2 С.

Изменения температуры на суше иногда могут быть очень быстрыми. Для некоторых природных зон характерно изменение температуры окружающей среды на несколько десятков градусов в течение суток. Таких температурных контрастов не знает водная среда.

У наземных животных сложилась во многих случаях глубокая дифференциация организмов по их требованиям к термическим условиям среды жизни.

Животные стенотермные и эвритермные. Каждый вид животного имеет свойственный ему диапазон наиболее благоприятных для жизни температур, который называется температурным оптимумом данного вида. Этот диапазон температур, то есть пределы температурного оптимума, у некоторых видов может быть относительно широк, у других же охватывает всего несколько градусов. Если температурный оптимум у какого-либо вида узок и нормальная жизнедеятельность организма нарушается при выходе за пределы этого температурного лимита, а также если животное плохо переносит колебания температуры среды, то такой вид называют стенотермным.

Напротив, животные, благополучно существующие в широком диапазоне температур среды, то есть имеющие большой по разнообразию показателей температурный оптимум, называются эвритермными видами. Они обычно не погибают, даже если им приходится некоторое время существовать в условиях, выходящих за пределы температурного оптимума.

В океане обитает относительно больше стенотермных организмов, чем на суше. Среди стенотермных видов выделяются холодолюбивые, или олиготермные, как, например, белый медведь и мускусный бык; теплолюбивые, или политермные (жирафы, человекообразные обезьяны, термиты и др.), и животные, требующие для своего существования умеренной, но постоянной температуры среды. Таких в общем немного.

Эвритермные виды в наибольшей степени характерны для умеренных широт, где хорошо выражена сезонная контрастность условий жизни. Эвритермным организмам свойственно широкое распространение. Например, видовой ареал (область географического распространения) серой жабы (Bufo bufo) простирается от северной Африки на юге до Швеции на севере, где это земноводное встречается даже севернее Стокгольма. А на Североамериканском континенте другой вид жабы (Bufo terrestris) встречается на пространстве от Флориды до Гудзонова залива. Не менее обширный ареал имеют волк, ласка, горностай и многие другие млекопитающие и птицы, живущие как в тундрах, так и в степях и жарких пустынях.

Если в какой-либо природной зоне возникает изолированный участок с особым климатическим режимом, напоминающим условия другой зоны (например, с более теплым микроклиматом), то такое место могут заселить животные, не свойственные этой зоне. Так возникают «форпосты» южной фауны, выдвинутые на север и напоминающие «острова» из южных видов, температурный оптимум которых не соответствует природной зоне. Такой «остров» теплолюбивой фауны обнаружен в ФРГ, в окрестностях Фрейбурга, в юго-западном углу Шварцвальда. В Польше подобный же «остров» есть в окрестностях Кжижановиц, в долине Ниды.

Биологическое действие высоких и низких температур различно. При температуре около 55 °C свертываются белки в протоплазме клеток и большинство животных погибает. Низкие температуры не вызывают свертывания белков, поэтому многие животные приспособились к перенесению низких температур, впадая в спячку или в глубокое анабиотическое состояние , после которого при наступлении благоприятных условий способны вновь возвращаться к активной жизни.

Реакция на температуру существенно различается у так называемых холоднокровных и теплокровных животных.

Холоднокровные животные. К числу холоднокровных, или, как говорят ученые, пойкилотермных , относится подавляющее число видов животных: все беспозвоночные и низшие позвоночные животные до пресмыкающихся включительно. Температура тела холоднокровных животных близка или равна температуре окружающей среды и изменяется вслед за изменениями последней. Происходит похолодание - и тело холоднокровного животного становится холоднее, При потеплении температура тела повышается. В пустынях отмечены максимальные температуры тела, близкие к 50 °C, у молодых богомолов (род Mantis ) и кузнечиков, передвигавшихся по песку, температура которого достигала 50,8 °C.

У насекомых, зимующих в условиях умеренного климата (например, в Польше или вообще в Средней и Восточной Европе), температура тела (или куколок и яиц) близка к 0°.

Большинство холоднокровных животных предпочитает теплый климат, и больше всего их обитает в тропиках. Если условно разделить землю на холодный пояс, умеренный и жаркий, то число видов членистоногих соответственно соотносилось бы в них, как 1:4:18.

У холодолюбивых и теплолюбивых видов бабочек из семейства Syntomidae в этих поясах еще более выразительные соотношения - 1:3:63. Эта закономерность свойственна также скорпионам, паукам, многоножкам и даже пресмыкающимся. Так, в Польше на территории в 312 тысяч квадратных километров обитает восемь видов пресмыкающихся, а на острове Ява с площадью всего около 132 тысяч квадратных километров их известно 122 вида.

Понять эту закономерность легко. В теплом климате холоднокровные животные ведут активную жизнь в течение всего года, тогда как по мере продвижения в более холодные области время проявления их активной жизнедеятельности все более ограничивается сокращением сезона благоприятных температур, а зима, начало весны и конец осени становятся периодом длительного покоя (спячки, диапаузы, анабиоза).

Интенсивность обмена веществ в организме животного находится в сложной зависимости от температуры окружающей среды. Считают, что скорость биохимических процессов возрастает в 2–3 раза при увеличении температуры на 10 °C. Имеются в виду, конечно, изменения температуры в диапазоне нормальных показателей, хорошо переносимых данным видом животного. Зависимость темпа метаболизма (обмена веществ) от температуры окружающей среды можно исследовать экспериментально.

Установлено, что личинка мучного хрущика (мучные черви) при температуре среды 15 °C потребляет за один час в пересчете на один килограмм веса тела 104 кубических сантиметра кислорода, при 25 °C - 300 кубических сантиметров, а при 32,5 °C - 520 кубических сантиметров.

Ускорение процесса метаболизма сокращает время прохождения организмом стадий индивидуального развития, сокращает длительность стадии онтогенеза. До начала метаморфоза личинкам потребуется разное время в зависимости от того, при какой температуре они содержались до этого.

Скорость прохождения стадии куколки мучным хрущиком (от момента окукливания до выхода из куколки жука-имаго) в зависимости от температуры окружающей среды представлена в таблице:

Температура в градусах по С	13,5	17	21	27	33
Время в часах	1116	593	320	172	134

Из этого опыта видно, что повышение температуры среды примерно на 20 °C вызвало сокращение длительности стадии куколки более чем в 8 раз, то есть развитие было значительно ускорено.

В естественных условиях в умеренном климатическом поясе темп индивидуального развития многих беспозвоночных невысок, зима вызывает длительный период депрессии жизнедеятельности, и в итоге число поколений, появляющихся за один год, здесь невелико - нередко одно или два.

В жарком климате темп индивидуального развития беспозвоночных нередко выше, периоды депрессии короче или в некоторых природных областях отсутствуют совсем, и соответственно в течение года может быть произведено несколько, а у некоторых видов даже больше десяти поколений.

Для иллюстрации этой закономерности и чтобы ясно представить потенциальные возможности размножения беспозвоночных животных в жарком климате, сделаем расчет величины потомства у какого-либо условно взятого, пусть даже вымышленного, вида насекомого, например представленного только самками, размножающимися партеногенетически, то есть без участия самцов. И такие виды есть в природе!

Развиваясь в наиболее благоприятных условиях, в оптимуме, который расположен для холоднокровных животных между тропиками, они достигают здесь наибольших размеров. Тропические многоножки достигают в длину 15 и даже 20 сантиметров при толщине в палец, тогда как самая крупная сороконожка из умеренных широт в Европе не более 4 сантиметров в длину. Сколопендры из экваториальных стран бывают гигантских размеров, длиной до 27 сантиметров, а в Югославии их максимальная длина - 8-10 сантиметров, в Польше же они вообще уже не встречаются, там можно встретить лишь кивсяков (Lithobius) .

И это прямое влияние климатических условий. По размеру и по внешнему виду холоднокровные животные тропических районов Америки, Африки и Азии схожи, хотя виды их на разных континентах обычно различные.

Вот еще несколько примеров той же закономерности. В Европе встречается несколько видов скорпионов, но длина особей любого из этих видов почти никогда не превышает трех сантиметров. В низких широтах обитает больше видов скорпионов, при этом безусловное первенство среди них по размеру принадлежит императорскому скорпиону (Pandinus imperator), покрытому черными латами и достигающему 18 сантиметров длины от переднего края панциря до ядовитого шипа на конце брюшка. Такие «императоры» живут в Западной Африке.

Замечательные примеры гигантизма дают тропические бабочки и жуки. Достаточно вспомнить бразильских бабочек, у многих из которых размах крыльев больше 20 сантиметров, жука-геркулеса (Dynastes hercules) длиной 15 сантиметров или огромных клопов из семейства Belostoma , внешне немного похожих на водяного скорпиона (Nepa), обитающего в наших европейских водоемах, но длиннее его на 10 сантиметров. Не менее яркое впечатление, чем жук-геркулес, производит и западноафриканский жук голиаф (Goliathus giganteus), хотя он и достигает в длину всего лишь 10 сантиметров. Зато он обладает страшными клещами размером в треть длины тела, образованными из двух рогов: одного - на голове, а другого - на первом сегменте головогруди.

В тропиках встречаются крупные брюхоногие моллюски из семейства Achatina, имеющие раковины до 17 сантиметров длиной и весом более 500 граммов.

Не менее ярки и обильны примеры и среди холоднокровных. Вспомним крокодилов, населяющих главным образом тропические водоемы, огромных змей - питонов, удавов и анаконду. В тропиках нередко встречаются очень крупные ядовитые змеи: например, очковые змеи - кобры (Naja) в Азии или страшно опасные африканские гадюки (Bitis arietans и Bitis gabonica).

Большими размерами отличаются американские игуаны (семейство Iguanidae), напоминающие наших ящериц, и вараны (семейство Varanidae), населяющие Африку и жаркие области Азии. Длина тела многих видов варанов и игуан нередко превышает полтора метра. Самый же крупный ныне живущий варан - комодский варан (Varanus komodoensis ), населяющий два небольших островка в Индонезии между островами Сумбава и Флорес; это настоящие чудовища трехметровой длины с грузным телом и мощными конечностями.

Теплокровные животные. Только птицы и млекопитающие имеют теплую кровь. Сложные физиологические механизмы позволяют им поддерживать постоянную и достаточно высокую температуру тела. У различных видов птиц и млекопитающих температура тела неодинакова, но всегда в основном в пределах от 30 °C до 44 °C. У здорового животного колебания температуры обычно не превышают полуградуса. Исключение составляют австралийские утконос и ехидны, нормальная температура тела которых ниже, чем у всех прочих млекопитающих, и равна всего лишь 3 °C. Ко многим чертам примитивности, свойственным этим древним млекопитающим, добавляется еще некоторая зависимость температуры их тела от температуры окружающей среды, что выражается в более широком диапазоне колебаний температуры, достигающем 4 °C как выше, так и ниже средней нормы, и что роднит их с пресмыкающимися.

Для поддержания высокой и постоянной температуры тела организм животного затрачивает большое количество энергии, которая, кроме того, расходуется на тепловое излучение. Следовательно, теплокровные животные должны обладать интенсивным обменом веществ и вести активный образ жизни, то есть потреблять достаточно много пищи и быстро ее усваивать, а этим процессам в свою очередь способствует высокая температура тела.

Теплокровность - бесценное свойство животных, приобретенное в процессе органической эволюции, открывшее им для освоения огромные жизненные пространства умеренных и полярных широт и высокогорий, не доступных для большинства видов холоднокровных животных. Полярные окраины материков, острова Заполярья и даже плавающие льдины служат ареной активной жизни для птиц и млекопитающих.

В умеренных зонах в обоих полушариях Земли снежные и холодные зимы, и в этот суровый для животных сезон здесь буквально царят теплокровные. Они ведут активную жизнь, а некоторые виды, как, например, наши клесты, даже размножаются и способны выкормить птенцов, в то время как холоднокровные животные переживают период низких температур, находясь в неактивном или даже анабиотическом состоянии. Именно поэтому в составе фауны областей с холодным климатом птицы и млекопитающие составляют относительно более высокий процент по числу видов, чем в тропиках.

Однако зима и для теплокровных животных оказывается трудным временем года. Подумайте, ведь разница температуры тела животного и окружающей среды даже в Средней и Восточной Европе, например в Польше, может иногда достигать 75 °C. Это вызывает огромную потерю тепла у живых организмов и превращается в проблему «быть или не быть».

В системе терморегуляторных механизмов организма теплокровных животных важное место принадлежит наружным покровам тела, несущим теплоизоляционную функцию. В этом легко убедиться воочию. У птиц, обитающих в холодных районах, под кроющими перьями слой теплого нежного пуха гораздо более значительный, чем у обитателей юга. Кроме того, на севере нашего полушария не встретишь птиц с оголенными головами и шеями, таких, как грифы, сипы и казуары. Шерстный покров млекопитающих также состоит из двух слоев: остевых волос и густой подпушки под ними. Густота и теплоизоляционные свойства подпушки непосредственно связаны с особенностями среды и жизни. И вот пример, который можно увидеть в зоопарке. Приглядитесь к гималайскому (Helarctos tibetanus) и малайскому (Helarctos malayanus) медведям. Это родственные виды. Они похожи и внешне. Но гималайский медведь выглядит как «стог из шерсти», поскольку он житель холодных высокогорий, а у малайского - гладкая низкая бархатистая шерсть, как у многих зверей тропиков.

Разница в особенностях шерстного покрова хорошо бывает выражена и в пределах одного вида. Уссурийскому тигру приходится бродить в глубоком снегу, и все тело его покрыто длинной и пушистой шерстью, которая особенно длинна на загривке и на груди. А бенгальский тигр оброс короткой гладкой шерстью, почти совсем без подпушки.

Известно, что даже на стоимости мехов (например, лисиц и скунсов) сказывается то, из какого района они добыты: шкурка тем дороже, чем севернее она добыта.

Только в тропической зоне в условиях теплого климата встречаются звери, покрытые реденькой шерстью или вообще безволосые: гиппопотамы, носороги, слоны, некоторые виды буйволов.

Закон Бергмана. Шерстный покров млекопитающих, особенно густой и пышный в высоких широтах, и оперенье и теплый пух птиц защищают организм животного от переохлаждения. Однако проблема терморегуляции не решается полностью лишь с помощью различных приспособлений покровных тканей.

В 1847 году в Гёттингене было издано исследование немецкого зоолога Карла Бергмана «О связи экономии тепла у животных с их размером». Карл Бергман обратил внимание на то, что животные - обитатели областей холодного климата - по размеру обычно крупнее, чем особи тех же видов, обитающие в более теплом климате. Это не случайность, а итог жизненно важного приспособления животных, основанного на простой математической закономерности. Ведь потеря тепла происходит через поверхность тела, и, чем эта поверхность больше относительно объема тела, тем потеря тепла больше. А более крупные по объему организмы обладают относительно меньшей поверхностью на единицу веса (массы).

Если для примера взять куб со стороной в 1 сантиметр, сделанный из вещества с удельным весом 1 г куб. см, то общая площадь поверхности всех шести граней составит 6 квадратных сантиметров, а объем - 1 кубический сантиметр, то есть массу в 1 грамм. При исчислении поверхности куба на единицу массы получаем 6 квадратных сантиметров/грамм.

Если затем взять куб со стороной в 2 сантиметра, то есть вдвое большей, то поверхность шести граней составит 24 квадратных сантиметра, а объем - 8 кубических сантиметров и соответственно масса - 8 граммов. При расчете величины поверхности, приходящейся на единицу объема или массы, получается 3 квадратных сантиметра/грамм. Итак, у куба, который вдвое больше по объему, относительная поверхность оказалась вдвое меньшей.

На языке биолога эта закономерность означает, что животное с размерами вдвое большими отдает тепла вдвое меньше на единицу массы тела (естественно, при прочих равных условиях). Следовательно, более крупное животное, отдавая относительно меньше тепла на единицу веса, может потреблять относительно меньше корма, чем животное малого размера. Это означает, что при ограниченности кормовой базы легче выживает более крупное животное, чем небольшое по размеру.

Эта закономерность составляет сущность зоогеографического закона Бергмана. Примеры, его подтверждающие, многочисленны во всех частях света. Так, например, дикие кабаны из Южной Испании имеют черепа длиной в среднем 32 сантиметра, в Польше - около 41 сантиметра, в Белоруссии - 46, а в Сибири встречаются огромные кабаны с длиной черепа 56 сантиметров. Изменение размеров животных в соответствии с законом Бергмана можно наблюдать у зайцев-беляков, косуль, лисиц, волков, медведей и у других видов млекопитающих. На пространствах Европы эти звери становятся меньше в направлении к юго-западу и, напротив, увеличиваются к северу и востоку в тех районах, где зимы суровее.

Географические изменения размеров у птиц также следуют принципам закона Бергмана. Например, рогатые жаворонки (Eremophylla alpestris), обитающие в Северной Америке, четко демонстрируют эту закономерность, о чем можно судить по изменениям длины крыла: у жаворонков с берегов Гудзонова залива длина крыла составляет 111 сантиметров, у птиц из штата Невада - 102 сантиметра, а на острове Санта-Барбара, у побережья Калифорнии, - только 97 сантиметров. Подвиды животных из холодных районов обычно превосходят по размеру особей подвидов из более низких широт с теплым климатом. Так, например, европейский голубой зимородок (Alcedo atthis ispida), красивая широко распространенная по небольшим рекам, но всюду немногочисленная птица, оказывается самой большой по сравнению с другими подвидами этого зимородка: Alcedo atthis pallida - бледным голубым зимородком, населяющим Сирию и Палестину, и бенгальским Alcedo atthis bengalensis - самым маленьким из голубых зимородков, живущим в Индии и Индонезии. Точно так же европейский подвид иволги (Oriolus oriolus oriolus) заметно превосходит по размерам восточную иволгу (Oriolus oriolus kundoo) из Афганистана и центральных районов Индии.

В южном полушарии Земли, напротив, увеличение размеров животных происходит в направлении к Южному полюсу, то есть также в соответствии с принципом закона Бергмана: размеры животных в условиях более холодного климата увеличиваются. И вот пример из южного полушария. На Галапагосских островах, в тропическом поясе, живет маленький пингвин - Spheniscus mendiculus ростом 49 сантиметров, южнее, от островов Тристан-да-Кунья до Огненной Земли, то есть в условиях умеренного океанического климата, обитает более крупный пингвин - Eudyptes cristatus, длина тела которого достигает 65 сантиметров. Еще южнее, до 60° южной широты, распространен пингвин Pygoscelis рариа, достигающий 75–80 сантиметров. На побережье материка Антарктида живет огромный императорский пингвин - Aptenodytes forsteri ростом 120 сантиметров и выше.

Если две относительно близко расположенные территории имеют сходные фауны, но различаются средними показателями температуры, то есть одна из них холоднее, то именно на ней средние размеры и млекопитающих и птиц окажутся больше. И вот примеры таких пар фаун. На южном побережье Австралии среднегодовая температура 16 °C, а на побережье Тасмании 11 °C. И этого уже достаточно, для того чтобы все тасманийские утконосы, ехидны и кенгуру были больше австралийских. Подобную же картину можно наблюдать в Новой Зеландии. Северный остров Новой Зеландии теплее Южного. Среднегодовая температура на Северном 16,6 °C, а на южном 10,4 °C. И соответственно попугаи и киви оказываются крупнее на Южном острове, а не на Северном.

Из правила, открытого Бергманом, есть исключения, которые можно понять и объяснить в каждом конкретном случае. С одной стороны, это перелетные птицы, которые, даже если и гнездятся на севере, в северном полушарии, все равно не испытывают влияния арктических холодов, поскольку быстро завершают период размножения и перемещаются в более теплые края. Мигрируя, они все время находятся в более или менее благоприятных условиях.

Другой пример представляют мелкие млекопитающие: полевки, мыши, землеройки, большую часть времени проводящие в специфическом микроклимате нор, более или менее стабильном и нередко более мягком, чем климат окружающей местности. Активные зимой под слоем снега, они находятся в условиях, существенно отличающихся от тех, которые царят над заснеженной равниной, поскольку снег оказывает большой теплоизоляционный эффект. И центре Аляски было исследовано распределение температуры на разных высотах и под снегом. Снежный покров при этом был относительно тонок - 60 сантиметров. Стояли сильные морозы. Термометр показывал -50 °C, а под слоем снега на поверхности почвы мороз не достигал и -7 °C. И в этих условиях серые полевки (род Mucrotus) вели активную жизнь и свободно передвигались в своих подснежных ходах, хотя их меховая шубка тонка, а ступни на лапах вообще не покрыты шерстью. В то же самое время олени карибу с огромным трудом переживали эти тяжелые холода. Таким образом, можно сказать, что эти два вида млекопитающих, находясь в одной и той же географической точке, существовали в совершенно различных климатических условиях, словно бы их места обитания разделены между собой десятками или сотнями миль.

Лабораторные опыты также подтверждают закономерность, отмеченную К. Бергманом. Белые мыши, содержавшиеся с самого раннего возраста при пониженной температуре, равной лишь +6 °C, вырастали значительно крупнее тех, которые в тот же период времени находились в условиях средней нормальной температуры среды, равной +26 °C. Такой же опыт с не меньшим успехом был проведен и на цыплятах. И с тех пор метод «холодного воспитания» цыплят стал широко применяться в птицеводстве для увеличения промышленного выхода мясной продукции.

Закон Аллена. Для животных - обитателей холодных областей Земли целесообразно сокращение поверхности тела относительно его массы. Это достигается двояко: путем увеличения общих размеров тела и уменьшением величины всех выдающихся органов и частей тела: ушей, морды, ног, хвоста. Полярные животные имеют более короткие уши, хвосты, морды, чем животные, населяющие районы с умеренным и особенно жарким климатом. Даже лапы и шеи короче и тоньше у животных-полярников. Это явление получило название закона Аллена.

Наиболее распространенный пример закона Аллена - это сравнение полярного песца (Alopex lagopus) с короткими ушами и мордой, низкорослого, с небольшим хвостом и нашей рыжей лисицы (Vulpes vulpes), более высокой и изящной. Точно так же у зайца-беляка (Lepus timidus), живущего на севере, уши короче, чем у зайца-русака (Lepus europaeus) , распространенного южнее. Стоит сравнить северного оленя с благородным, чтобы убедиться, что уши у первого короче и он более коротконог.

Правило Аллена подтверждается и в лаборатории, где у мышей, содержавшихся в условиях холода, уши и ступни оказались короче, а у выращенных при повышенной температуре - длиннее нормальных. Длина ног у цыплят в опыте также оказалась зависимой от температуры среды.

Из закона Аллена логически вытекает вывод о том, что животное с особенно большой относительной поверхностью тела должно обитать только в низких широтах, в тропиках и субтропиках. Длинноухие лисицы фенеки живут в условиях жаркого климата. В саваннах Африки обитают длинноногий жираф, не менее известный своей непомерно длинной шеей, и маленькая грациозная антилопа геренук (Lithocranium walleri).

Эта же закономерность хорошо заметна на примере летучих мышей. Летучие собаки, или летучие лисы, относящиеся к подотряду крупных плодоядных летучих мышей (Megachiroptera), имеют огромную поверхность крыльев, и распространены они только в тропической зоне. Подотряд менее крупных плодоядных летучих мышей, Microchiroptera, состоит из 16 семейств. Представители 13 семейств обитают в тропической и субтропической зонах, и лишь летучие мыши из трех оставшихся семейств смогли расселиться вплоть до умеренных широт. В Средней Европе наиболее обычны подковоносы (Rhinolophidae) и кожанки (Vespertilionidae).

Правило минимума. В пятидесятых годах прошлого века немецкий химик Юстус Либиг заинтересовался жизнью растений, удобрениями и заложил основы науки агрохимии. Тогда же он сформулировал правило, согласно которому фактором, ограничивающим развитие растения, оказывается элемент, находящийся в минимуме, то есть тот, которого растению может не хватать. Например, если растению дать необходимое для его жизни и даже большее количество азота, фосфора, железа и всех прочих нужных элементов, но при этом одного элемента, калия, дать меньше потребной нормы, то растеньице вырастет чахлым и низкорослым. Рост его будет ограничен недостатком калия.

Правило минимума Либига в равной мере применимо как к растениям, так и к животным. Если животному или человеку давать пищу без витамина С, то они заболеют цингой, даже если пища будет обильной, изысканной и вкусной. Состояние организма и в этом случае определяет фактор, который находится в минимуме или вообще отсутствует, как упомянутый в нашем примере витамин С, а не факторы, находящиеся в избытке. Если крысу содержать на безбелковой диете, то она будет плохо расти, останется маленькой и щуплой и вскоре вообще погибнет, несмотря на то что ей вволю будут давать и углеводы, и жиры, и витамины, и микроэлементы.

Правилу минимума подчиняются не только растительные и животные организмы, но и группировки животных, популяции, виды и биоценозы. Любой из факторов окружающей среды может ограничить развитие популяции или каких-либо биоценотических связей, если он присутствует в минимуме.

Знание этого правила позволяет результативно применять его в охотничьем и лесном хозяйстве.

Численность серых куропаток лимитируется в первую очередь недостатком пищи в зимний период и воздействием на них хищников. Поэтому для увеличения количества куропаток в охотничьем хозяйстве надо не столько ограничивать их отстрел и завозить десятки особей, отловленных в других местах, сколько организовать подкормку птиц зимой и сделать насаждения, включающие плотные куртины кустарников, в которых куропатки могли бы укрываться от хищников.

Что касается мелких насекомоядных птиц, то они в основном обеспечены пищей в естественных условиях. Фактором же, ограничивающим их численность, нередко оказывается недостаток мест, пригодных для устройства гнезда. Поэтому-то с помощью искусственных гнездовий (дуплянок и скворечников) и посадки искусственных насаждений можно быстро повысить численность полезных певчих птиц.

<<< Назад

Вперед >>>