关于伯格曼法则的另一种阐释指出,寒冷的气候不仅能够减缓恒温动物的生长速率——即我们所熟知的伯格曼法则,同时还延迟了它们的性成熟期。因此,这些动物的生长期相对延长,从而使得它们能够长得更为庞大。这一法则是由德国学者伯格曼在1847年首次提出的。艾伦进一步指出,这一现象是生物在漫长的进化历程中适应环境的结果。在相同温度条件下,体积越大的生物,其散热速度越慢,而球形体积的生物表面积最小,这有助于保暖。除了体积和体型,保暖的条件还包括其他因素。
生物学家艾伦还补充道,恒温动物在寒冷地区,其耳朵、尾巴和四肢等器官也相对较小。这一法则在许多动物,甚至是人类的某些特征中也有所体现——即著名的伯格曼法则。后来的研究者发现,极地动物对寒冷的适应同样也遵循伯格曼法则,这也可以有效地应对地热问题,参见“艾伦”的相关研究。
伯格曼法则的验证通常通过散热面积来解释,即随着体型增大,动物的相对表面积(体表面积与体积之比)会相应减小,导致体表散热率降低,从而使得热量从体表流失的速度减慢。因此,体型越大越有利于保持体内热量。1847年,伯格曼提出了这一观点,他认为,其原因可能有两个:一是寒冷气候能够减缓恒温动物的生长速度并推迟性成熟,使得个体更大;二是相同物质在相同温度下,体积越大,散热越慢。
因此,这些动物的生长期相对延长,从而能够长得更大,这就是著名的伯格曼法则。生物的存在与繁殖依赖于综合环境因子的相互作用。如果这些因子中的任何一个不足或过多,超过了生物的耐受限度,都可能影响该物种的生存。
通过将北极动物与其他地区的动物进行比较,我们发现一个有趣的现象:北极地区的动物似乎普遍比其他地区的同类更大。这可能是由于寒冷气候不仅减缓了恒温动物的生长速度,还推迟了它们的性成熟期,从而导致了更大的体型。根据伯格曼法则的推断,这种体型差异可能是最原始的黑人特征,而其他黑人可能是后来的变种。如果这一假设成立,那么伯格曼法则在人类身上表现得尤为明显,因为人类起源于非洲,直到学会了制作衣物和帐篷,才逐渐适应了更寒冷的环境。
类似的情况也出现在兔子身上,北极兔子的身长可达90厘米,而在苏格兰,同一种兔子的平均身长仅为70厘米。北极狐狸比沙漠地区的狐狸体型更大,北极狼比温暖地区的狼体型更大且更加肥胖。伯格曼法则的物理基础坚实,因为物体的热传导率与其表面积成正比,而与体积成反比。
标签: 伯格曼法则