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Schule > Biologie > Tiere (Zoologie) > Tiergeographische regeln (Bergmann, Allen)

Tiergeographische Regeln

Die Allen-Regel:

Die vom amerikanischen Biologen Joel Asaph Allen (1838-1921) festgestellte Regel besagt, dass bei gleichwarmen Tieren einer Art oder eines Verwandtschaftskreises ist die relative Länge der Extremitäten in kälteren Gebieten geringer, als in wärmeren Gebieten.
Beispiel:
So sind beispielsweise die Ohren des Rotfuchses in Mitteleuropa mittelgroß, die des verwandten Wüstenfuchses in Relation zu dessen Körpergröße sehr groß und die des Polarfuchses relativ klein.
Erklärung:
Der Wüstenfuchs lebt in heißem Klima, er muss Körperwärme u. a. über die Fläche der Ohren abgeben, um sich nicht zu überhitzen. Der Polarfuchs hat dagegen eine geringe Ohrmuschelfläche, damit er in der Polarkälte nur ein Minimum an Wärme verliert.

Die Bergmann-Regel:

Gleichwarme* Tiere einer Art und Arten eines Verwandtschaftskreises haben im kälteren Klima eine durchschnittlich höhere Körpergröße als in warmen Gebieten.
Beispiel:
Der Pinguin ist vom Äquator bis zur Antarktis hin vertreten. Am Äquator lebt er mit einer Größe von ca. 40 cm, seine Größe nimmt zur Antarktis hin stark zu, dort am 60° Breitengrad südlicher Breite ist er ca. 130 cm groß
Erklärung:
Gleichwarme Tiere müssen ihre Körpertemperatur konstant halten und haben dafür in kälteren Klimaten viel Energie aufzuwenden. Ein großer Körper verliert über seine (in Bezug auf sein Volumen) relativ geringe Oberfläche jedoch weniger Wärme, als ein kleiner. Denn bei Größenzunahme steigt das Volumen in der dritten Potenz, die Oberfläche aber nur im Quadrat.

Zusammenfassung:

Je kälter das Klima, desto größer das Tier und desto kleiner die Länge der Extremitäten.

* Gleichwarme Tiere benötigen mehr Nahrung, da sie einen höheren Energieverbrauch zur Aufrechterhaltung der Körpertemperatur haben. Sie sind somit vom Vorkommen der Nahrung und ihrer Menge abhängig. Ein großer Teil der Wärme, die beim Stoffwechsel erzeugt wird, wird sofort nach außen abgeführt. Bei Säugetieren und Vögeln jedoch verhindern Fettschichten sowie Haare, Fell oder das Gefieder der Vögel den Wärmeverlust. Die Körpertemperatur ist somit immer höher als die Außentemperatur. Sie wird konstant gehalten. Gleichwarme Tiere leben deshalb meist als sogenannte "Warmblüter“ in kälteren Gebieten oder in kalten Perioden der Eiszeit bzw. sie haben eine kontinuierliche Lebensaktivität zu allen Tages- und Jahreszeiten (sie sind unabhängig von abiotischen Faktoren).

Versuch zur Bergmannschen Regel

Es lässt sich beobachten, dass die Größe der Pinguine vom Äquator an zur Antarktis hin zu nimmt. Der Galapagospinguin besitzt beispielsweise eine Körpergröße von etwa 53cm, wobei der Kaiserpinguin eine Körpergröße von ungefähr 114cm besitzt.

Es stellt sich daher die Frage, in welchem Zusammenhang die Körpergröße mit der Umwelt steht. Da es sich in der Äquatornähe um ein sehr heißes Klima handelt und in der Antarktis um ein sehr kaltes, kann man davon ausgehen, dass das Klima eine wichtige Rolle als Umweltfaktor spielt.
Der Energieverlust von homoiothermen (gleichwarmen) Tieren hängt neben der Dichte des Gefieders bzw. des Felles und der Fettschicht auch von der Körperoberfläche und des Körpervolumens ab.
Anhand eines Versuches, bei dem Rundkolben verschiedener Größe mit erwärmten Wasser gefüllt werden, soll bewiesen werden, dass der Energieverlust vom Körpervolumen abhängig ist.

	100ml	250ml	1000ml
Temperatur nach 0min	73°C	76°C	77°C
Nach 5min	70°C	73°C	75°C
Nach 10min	67°C	69°C	73°C
Nach 15min	57°C	66°C	71°C
Nach 20min	54°C	64°C	68°C
Nach 25min	51°C	61°C	67°C

Es lässt sich erkennen, dass bei einem kleinen Körpervolumen der Energieverlust am größten ist. Es lässt sich damit erklären, da mit wachsendem Radius das Verhältnis von der Oberfläche zum Volumen kleiner wird, und daher weniger Energie abgegeben wird und mehr Wärme länger gespeichert wird.
Daher ist die Körpergröße der Pinguine in der Antarktis auch größer im Bezug zu den Pinguinen, die in Äquatornähe beheimatet sind, da aufgrund des größeren Körpervolumens mehr Wärme gespeichert wird.
Aus dieser Feststellung lässt sich die Bergmannsche-Regel herleiten.

Quellen:

• http://www.webmic.de
• http://www.schoolwork.de
• Biobuch: Natura (10. und 11. Klasse)
• Microsoft® Encarta® Enzyklopädie Professional 2003
  

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