Die Bergmannsche Regel

Die Bergmannsche Regel gehört, genau wie die Allensche Regel und die Glogersche Regel zu den Ökogeographischen Regeln. Diese Ökogeographischen Regeln fassen einige Beobachtungen zusammen, die mit einander verwandten Tierarten gemacht würden, die jedoch in verschiedenen Lebensräumen leben.

Die Bergmannsche Regel besagt so, dass bei homoiothermen (gleichwarmen) Tieren einer Art diejenigen Individuen größer sind, die einen kälteren Lebensraum haben.

Wie kann man die Bergmannsche Regel verstehen?

Das kann man damit begründen, dass es in kälteren Gebieten besser ist, wenn ein Tier so wenig Wärme wie möglich verliert. Denn die Wärme, die es braucht, um sich warm zu halten, benötigt Energie. Und die Energie muss durch die Verwertung von Futter "reingeholt" werden.

Verliert ein Tier also viel Wärme, muss es viel fressen, um den Wärmeverlust auszugleichen. Da es in der freien Natur nicht immer so viel Futter gibt, muss es auch andere Möglichkeiten geben, den Wärmeverlust so klein wie möglich zu halten.

Eine Möglichkeit besteht darin, die Hautoberfläche im Vergleich zur Körpermasse möglichst gering zu halten. Also möglichst wenig "Raum" zu lassen, um Wärme abzustrahlen.

Übungen:

• Fülle eine Espressotasse und eine große Kaffetasse mit heißem Wasser. Warte 15 Minuten und prüfe circa alle 2 Minuten die Temperatur des Wassers in den beiden Tassen. Was stellst du fest?
• Überlege: Welche dieser geometrischen Figuren würde am längsten heiß bleiben, wenn man sie mit heißem Wasser füllen würde? - Ein Würfel, ein Zylinder, oder eine Kugel?

Du hast, hoffentlich, gemerkt, dass in der größeren Tasse das Wasser länger warm bleibt. Das liegt daran, dass die größere Tasse zwar insgesamt eine größere Oberfläche hat als die Espressotasse (eine größere Oberfläche bedeutet, das mehr Wärme abgestrahlt, also verloren wird), aber auch ein um ein vielfaches größeres Volumen (Inhalt). Anders gesagt: Du hast in der größeren Tasse auch mehr heißes Wasser und das kühlt weniger schnell aus.

Übung:

• Stell dir vor du hast 2 Würfel mit heißem Wasser gefüllt. Einer hat eine Kantenlänge von 2 Zentimetern, der andere hat eine Kantenlänge von  4 Zentimetern. Wie sieht das Volumen der beiden Würfeln im Vergleich zu ihrer Oberfläche aus?

2 Zentimeter Kantenlänge:
Oberfläche: Die Oberfläche einer Seite ist 2x2 Zentimeter lang, also 4 Quadratzentimeter. Da ein Würfel 6 Seiten hat, ergibt sich eine Oberfläche von insgesamt 24 Quadratzentimetern.
Volumen: Das Volumen ergibt sich aus der Kantenlänge x3, also 2x3. Das Volumen ist also 6 Kubikzentimeter bei einer Oberfläche von 24 Quadratzentimetern.

4 Zentimeter Kantenlänge:
Oberfläche: 4x4 ergibt 16 Quadratzentimeter. Multipliziert mit 6 Erhält man 96 Quadratzentimeter.
Volumen: 4x4x4 ergibt 64 Kubikzentimeter.

Die Oberfläche des größeren Würfel ist nur viermal so groß wie die des kleineren. Das Volumen, also der Körperinhalt, ist mehr als zehnmal so hoch. Das bedeutet, das es für ein Tier effizienter ist, in einer kalten Region einen größeren Körper zu haben, der weniger schnell auskühlt.

Ein Beispiel für die Bergmannsche Regel:

Der Kaiserpinguin: Er wird bis zu 1,30m groß, wiegt bis zu 50kg und ist als einziger Vogel in der Lage, lange in der Kälte des Südpols zu verweilen.

Der Galapagos Pinguin wird circa 50cm groß und wiegt zwischen 1,5 und 2,5kg. Er kommt nur auf den Galapagos Inseln vor und ist stark gefährdet.

Übungen:

• Fertige eine Tabelle an: Wie unterscheidet sich der Körperbau des Kaiserpinguins von dem des Galapagos Pinguins?
• Wie kannst du das erklären?
• Vergleiche das Brutverhalten der Kaiserpinguine mit dem Brutverhalten anderer Pinguine. Was stellst du fest?

Bilder CC 2.0 by Lin Padgham, Lightmatter