כלל ברגמן

כלל ברגמן מודגם על פינגוויניים.

שלוש חיות קרח שהן הגדולות במשפחתם או בתת-משפחתם: דוב קוטב, כבש המושק וטיגריס סיבירי.

בביוגאוגרפיה, כלל ברגמן הוא כלל הקושר בין המשקל של בעלי חיים ממינים או תת-מינים שונים המשתייכים לאותו סוג לבין אזור האקלים בו הם גרים. פרטים המצויים באזורים קרים יהיו לרוב כבדים יותר מפרטים אחרים מאותו הסוג המצויים באזורי אקלים חמים. כלל זה קרוי על שמו של החוקר קרל ברגמן.

הכלל חל בעיקר על בעלי דם חם, כלומר, עופות ויונקים, אבל ישנם מחקרים הטוענים שהכלל עובד גם על בעלי דם קר מסוימים.

ברגמן הסתמך על העובדה שככל שגוף גדול יותר, היחס בין שטח פני הגוף לנפח שלו קטן יותר. חום הגוף משתחרר לסביבה דרך שטח הפנים של הגוף. בעל חיים קטן, ששטח פני גופו גדול מאוד ביחס לנפחו, מפסיד חום מפני שטח הגוף במהירות רבה יותר בהשוואה לבעל חיים גדול יותר. אצל בעל החיים הגדול, הפסד החום לסביבה אטי יותר שכן שטח פני הגוף קטן יחסית לנפחו. מטעם זה, בעלי חיים קטנים מתקשים או לא מסוגלים לשרוד באקלים קר מאוד. זה ההסבר לכך שבאזורי הקוטב נמצאים בעיקר עופות גדולים ויונקים גדולים (אם כי יש גם ארנבות המתקיימות בחוג הקוטב הצפוני; את הישרדותן אפשר להסביר במנגנונים אחרים, שאינם קשורים לגודל הגוף).

יונק שחי באקלים קר, מבזבז יותר אנרגיה על שמירת חום גופו הקבוע, מאשר אילו היה נמצא באזור חמים יותר, שכן מפל הטמפרטורות בין גופו לבין הסביבה גבוה יותר. ככל שבעל החיים גדול יותר, כך קל לו יותר לשמור על טמפרטורה קבועה של הגוף. חום הגוף נוצר בתהליך נשימת התא, ושיעורו תלוי בכמות התאים החיים, או במסת הרקמות החיות של גוף החיה, וכן גם במנגנונים פיזיולוגיים של הפצת החום באופן אחיד בגוף, על ידי מערכת כלי הדם ומערכת העצבים האוטונומית. לעומת זאת, קצב איבוד החום לסביבה, תלוי כאמור בשטח פני הגוף של החיה, וכן גם במפל הטמפרטורה בין פנים הגוף לסביבה ובאיכות הבידוד שעל פני העור, כגון פרווה או נוצות ושומן.

הנפח של גוף כדורי נמצא ביחס ישר לחזקה השלישית של רדיוס הכדור, ואילו שטח הפנים שלו נמצא ביחס ישר לחזקה השנייה של הרדיוס. כך לדוגמה, כדור שהרדיוס שלו גדל פי 2, יגדיל את נפחו פי 8, ואילו שטח הפנים שלו יגדל רק פי 4. היחס בין שטח הפנים לנפח של הגוף, עבור גוף בעל פיזור מסה הומוגני, קטן ככל שהגוף גדל. לכן, ככל שהגוף גדול יותר, קל לו יותר לשמור על טמפרטורה קבועה. מסיבה זו לדוגמה, חדפים אוכלים בכל יום מזון במשקל פי 1.5 ממשקל גופם, בעוד פילים, שזקוקים אמנם למזון בכמות גדולה בהרבה, ניזונים מכמות מזון המהווה אחוזים מעטים ממשקל גופם.

הואיל והגירת פרטים בשל תנאי אקלים קשים, כדי למצוא סביבה נוחה יותר להתקיים בה, לא תמיד מתבצעת - מסיבות אקולוגיות רבות כגון תחרות, מחסור במחסה ובמזון, הרי שלתהליך הברירה הטבעית יש חשיבות רבה בהשפעתו על שינוי תכונות הפרטים באוכלוסייה, גם אם היא נותרת קבועה; למשל, אם לא מתקיימת הגירה אליה וממנה, נבררים הפרטים הגדולים יותר של כל מין או תת-מין, וזאת משום התאמתם היתרה, כי ככל שיהיו גדולים יותר כך ישקיעו פחות אנרגיה חיונית בשמירת חום גופם הקבוע. אם כך, תהליך הברירה הטבעית מניע את היווצרותם של בעלי חיים גדולים יותר במקומות קרים; דוגמה לכך: זאבי הגולן גדולים מזאבי הערבה, וזאבי אלסקה גדולים משניהם גם יחד.

ראו גם

• כלל אלן - כלל הקושר בין גודל גפיים או איברי גוף בולטים של בעלי חיים כלשהם לבין חום הסביבה הממוצע.
• כלל גלוגר

קישורים חיצוניים

מדיה וקבצים בנושא כלל ברגמן בוויקישיתוף

• כלל ברגמן, באתר אנציקלופדיה בריטניקה (באנגלית)