Dla lepszego zrozumienia otaczającego nas świata naukowcy szukają ogólnych wzorców, które łączą organizmy żywe (i nie tylko!). Obserwują podobieństwa i różnice między nimi, starając się jednocześnie wyjaśnić powody i mechanizmy, które za nimi stoją. Nauki przyrodnicze są zawiłe i pełne wyjątków, ale pewne ułatwienie przynoszą formułowane przez ekspertów reguły i prawa. Dzięki nim, złożone zjawiska i obserwacje dotyczące np. rozmieszczenia gatunków na Ziemi przedstawiane są w sposób bardziej zwięzły i przybliżają nam, jak funkcjonuje nasza planeta. Teoria przekłada się na praktykę. Jednymi z najbardziej znanych reguł w biogeografii są reguła Allena oraz reguła Bergmanna, którym dziś przyjrzymy się nieco bliżej.
Nie trzeba być specjalistą w dziedzinie ekologii zwierząt, żeby łączyć pewne gatunki z ich środowiskiem występowania. Na przykład zwierzęta z białym, puszystym futrem słusznie kojarzymy z zimnymi, śnieżnymi obszarami, kolorowe ryby przywodzą nam na myśl rafę koralową, a wielbłąda w naszej wyobraźni umieścimy na pustyni. Często w tworzeniu takiej „mapy” pomaga nam umaszczenie.
Jakie są inne konkretne cechy budowy zwierząt, po których możemy rozpoznać, skąd pochodzi dany gatunek? Na przykład uszy. Wyjaśnia to reguła Allena – prawo sformułowane przez amerykańskiego biologa pod koniec XIX wieku. Mówi ona, że peryferyjne (inaczej: „odstające”) części ciała u zwierząt stałocieplnych (ssaków i ptaków) są mniejsze u spokrewnionych gatunków (lub ras) zamieszkujących strefy klimatu chłodnego niż u tych zamieszkujących tereny gorące. Do tych części ciała należą np. uszy. Im drobniejsze, krótsze i bardziej przylegające, tym mniej narażone na utratę ciepła i odmrożenia. Duże uszy z kolei działają odwrotnie. Bogate ukrwienie na większej powierzchni pozwala odprowadzać nadmiar ciepła do otoczenia. Świetnym przykładem zastosowania reguły Allena są lisy. Zamieszkujące pustynne tereny Afryki fenek ma bardzo duże uszy. U lisa rudego, pochodzącego z terenów o łagodniejszym klimacie, są one średniej wielkości – można powiedzieć, że szczególnie się nie wyróżniają. Natomiast lis polarny, tzw. piesiec, ma malutkie uszy, które niemal nie wystają spod grubego futra.
Lis polarny ma najmniejsze uszy, lis rudy średniej wielkości, a fenek – największe. To przystosowanie do temperatury otoczenia w środowisku występowania tych gatunków.
Drugą bardzo znaną regułą biogeograficzną jest reguła Bergmanna. Podobnie jak reguła Allena, znajduje swoje zastosowanie od bieguna do równika, ale dotyczy rozmiarów całego ciała. Niemiecki biolog Carl Bergmann odkrył, że im chłodniejszy klimat, tym większe rozmiary osiągają spokrewnione ze sobą gatunki zwierząt. Przyjrzyjmy się bliżej niedźwiedziowatym, u których ta zależność jest wyraźnie widoczna. Na północnym kole podbiegunowym (najzimniejszym terenie występowania przedstawicieli tej rodziny) występuje niedźwiedź polarny. Jest on nie tylko największym spośród niedźwiedzi, ale i wszystkich lądowych drapieżników. Dorosły samiec może ważyć nawet 700 kg. Z kolei najmniejszym gatunkiem należącym do niedźwiedziowatych jest biruang malajski, który występuje w tropikalnych rejonach Azji. Jego masa ciała wynosi maksymalnie 70 kg, zatem jest aż 10 razy mniejszy od swojego arktycznego kuzyna.
Największy (niedźwiedź polarny) i najmniejszy (biruang malajski) przedstawiciel niedźwiedziowatych. Różnica w masie ciała wynika z zamieszkiwanych przez nie, skrajnie różnych środowisk – Arktyki i tropikalnych lasów.
Działanie reguły Bergmanna można zaobserwować też wśród pingwinów. Wbrew pozorom, te ptaki nie zamieszkują wyłącznie Antarktydy. Pingwiny można spotkać też na terenie Afryki, Australii i Ameryki Południowej. Największy gatunek z tej rodziny – pingwin cesarski, rzeczywiście upodobał sobie Antarktydę. Im dalej na północ, czyli w tym wypadku bliżej równika, tym pingwiny mogą pozwolić sobie na mniejsze rozmiary ciała. I tak np. pingwin równikowy, który mieszka na Galapagos – równikowym archipelagu, świetnie radzi sobie w ciepłym klimacie (podobnie jak pingwiny przylądkowe, które możecie spotkać w naszym ZOO).
Pingwiny nie występują wyłącznie na Antarktydzie. Gatunki zamieszkujące cieplejsze rejony mogą mieć mniejsze rozmiary ciała.
Większe rozmiary ciała, oznaczają większe potrzeby. Mówiąc prościej – mniejszemu zwierzakowi łatwiej się najeść. Jednakże w ekstremalnych, arktycznych warunkach korzyści bycia dużym przewyższają koszty. Dzięki swoim pokaźnym rozmiarom, niedźwiedź polarny i pingwin cesarski są w stanie efektywniej się ogrzać i utrzymać to ciepło. Jednak muszą odpowiednio dużo jeść, aby zachować dobrą kondycję. Niestety szczególnie niedźwiedziom polarnym trudno jest teraz zdobyć tyle pożywienia. Ze względu na zmiany klimatu, topnieje lód, co znacznie utrudnia im polowanie na foki.
Co ciekawe, reguła Bergmanna działa odwrotnie u zwierząt zmiennocieplnych, czyli na przykład bezkręgowców. Zooplankton w rejonach arktycznych osiąga większe rozmiary niż w wodach tropikalnych. To właśnie dlatego wieloryby migrują w stronę biegunów w celu zdobycia pożywienia… Ale to już temat na inny artykuł 😉
