Решение: Правило Аллена и мамонты
В Якутии в слое многолетней мерзлоты были обнаружены хорошо сохранившиеся останки мамонта. Исследования показали, что мамонты были короткохвосты, а площадь их ушной раковины была в 15–20 раз меньше, чем у африканского слона. Этот пример является типичной иллюстрацией правила Аллена, описывающего взаимосвязь между строением тела теплокровного животного и климатом, в котором он живёт. Какой физический принцип лежит в основе этого правила? Какие преимущества давали мамонтам такие особенности внешнего строения в их среде обитания? Почему под правило Аллена не подпадают почвенные млекопитающие, обитающие в разных климатических зонах? Укажите две причины.
Решение по шагам
4 шагаВ основе правила Аллена лежит зависимость теплообмена от площади поверхности тела: чем больше относительная площадь поверхности, тем интенсивнее теплоотдача в окружающую среду. У крупных и компактных тел отношение площади поверхности к объёму меньше.
В холодном климате естественный отбор способствует уменьшению выступающих частей тела — ушей, хвоста, конечностей. У мамонтов короткий хвост и небольшие ушные раковины уменьшали относительную площадь поверхности тела и тем самым снижали потери тепла.
Такие особенности помогали сохранять тепло, уменьшали риск переохлаждения и снижали затраты энергии на поддержание постоянной температуры тела.
Почвенные млекопитающие не подчиняются правилу Аллена, поскольку в почве температура обычно более стабильна и слабее зависит от климата на поверхности. Кроме того, их внешнее строение определяется приспособлениями к подземному образу жизни: рытью, передвижению в узких ходах и защите от механических повреждений; действие этих факторов может быть сильнее климатического отбора.
Правило Аллена основано на зависимости теплоотдачи от отношения площади поверхности тела к его объёму. У мамонтов короткий хвост и небольшие уши уменьшали относительную площадь поверхности и потери тепла, помогая сохранять тепло в холодном климате. У почвенных млекопитающих правило не проявляется, потому что в почве создаётся относительно стабильный микроклимат, а их строение главным образом определяется подземным образом жизни и необходимостью рытья и передвижения в ходах.
Этот ответ получен в разборе, но не сверен с официальным ключом из банка — проверьте выкладки, прежде чем заучивать результат.
Где здесь ошибаются
Указывают только холодный климат, но не объясняют связь площади поверхности с теплоотдачей.
Путают правило Аллена с правилом Бергмана.
Утверждают, что маленькие уши и короткий хвост увеличивают теплоотдачу.
Называют только одну причину отсутствия закономерности у почвенных млекопитающих.
Не связывают строение почвенных млекопитающих с постоянством температуры в почве и подземным образом жизни.