Allensche Regel

Die allensche Regel – Biologie

Die allensche Regel gehört neben der bergmannschen Regel zu den sogenannten Klimaregeln, die sich ausschließlich auf gleichwarme bzw. homoiotherme Tiere beziehen. Ihre Körpertemperatur bleibt stets konstant, da sie sich unabhängig von der Umgebungstemperatur aufwärmen und abkühlen können. Bei gleichwarmen Tieren konnte ein Zusammenhang zwischen Klima und Größe ihrer Körperanhänge festgestellt werden. Die allensche Regel beruht auf der Beobachtung, dass sich Tiere einer Art oder nah verwandter Arten in verschiedenen Regionen in bestimmten Merkmalen unterscheiden.
In diesem Text wird dir die allensche Regel auf einfache Weise erklärt. Du findest Antworten auf die Fragen, was die allensche Regel ist, wie diese lautet, für wen diese Regel gilt und welche Ausnahmen es gibt. Die allensche Regel wird auch als Allen-Regel, Regel von Allen oder Proportionsregel bezeichnet.

Allensche Regel – Definition

Bei gleichwarmen Individuen derselben oder einer nah verwandten Art ist die relative Länge von Körperanhängen – also Extremitäten, Schwänzen, Nasen und Ohren – in kalten Klimazonen geringer als in wärmeren Regionen. So hat z. B. der Antilopenhase, der im Norden Mexikos lebt, viel längere Ohren als der Polarhase, der im kalten arktischen Teil Kanadas und in Grönland vorkommt.

Allensche Regel – Beispiel

Die verschiedenen Hasenarten eignen sich, um die allensche Regel einfach zu erklären. Wie bereits erwähnt lebt der Polarhase im kalten arktischen Teil Kanadas und in Grönland. Seine Ohren sind kleiner als 6 Zentimeter. Der Schneeschuhhase lebt im kühlen Norden der USA, also in Alaska, und im südlichen Kanada. Ein wichtiges Merkmal ist seine Ohrenlänge, die 6 bis 7 Zentimeter betragen kann. Die kalifornischen Eselhasen haben ihren Namen aufgrund ihrer auffällig langen und eselartigen Ohren, die eine Länge von 10 bis 13 Zentimeter erreichen können. Eselhasen leben in den warmen, südwestlichen Regionen der USA und im nördlichen Mexiko. Auch der Antilopenhase hat auffallend lange Ohren. Diese können bis zu 17 Zentimeter lang werden. Der Antilopenhase kommt im heißen südlichen Arizona und im nördlichen Mexiko vor. Fällt dir schon etwas auf?
Sicherlich hast du bemerkt, dass die Länge der Ohren in wärmeren Gebieten größer ist als in kälteren. Diese Beobachtung hat auch der US-amerikanische Wissenschaftler Joel Asaph Allen im Jahr 1877 gemacht und daraus die allensche Regel formuliert. Aber warum sind Körperanhänge, wie z. B. Ohren oder Nasen, in kalten Klimazonen kleiner als in wärmeren Gebieten?

Begründung der allenschen Regel

Du solltest dir merken, dass sich die allensche Regel nur auf gleichwarme bzw. homoiotherme Tiere bezieht. Unabhängig von ihrer Umgebungstemperatur können sie ihre Körperkerntemperatur konstant halten. Körperanhänge vergrößern die Körperoberfläche und weisen normalerweise eine große Oberfläche im Verhältnis zu ihrem Volumen auf. So haben z. B. Hasenohren ein sehr geringes Volumen, doch im Verhältnis dazu eine sehr große Oberfläche. In warmen Regionen dienen große Körperanhänge, wie in diesem Beispiel die großen Ohren, der Abgabe überschüssiger Wärme und somit der Thermoregulation. Deshalb ist es auch günstiger, in kalten Regionen kürzere Körperanhänge zu haben, um den Wärmeverlust über die Körperoberfläche möglichst gering zu halten.

Versuch zur allenschen Regel

Du kannst die allensche Regel mit einem einfachen Versuch überprüfen. Dazu brauchst du nur zwei gekochte Kartoffeln, einen kleinen und einen großen Metalllöffel und zwei Thermometer. Direkt nach dem Kochen steckst du in die eine Kartoffel einen großen Metalllöffel und in die andere einen kleinen Metalllöffel. Außerdem steckst du in beide Kartoffeln ein Thermometer. Die Löffel stellen große und kleine Ohren dar. Um sicherzustellen, dass die Wärmeabgabe nur über die Löffel erfolgt, sollten die Kartoffeln in Aluminiumfolie eingewickelt werden. Außerdem solltest du darauf achten, große Kartoffeln zu verwenden, da diese ansonsten zerfallen könnten, wenn du einen Löffel und ein Thermometer hineinsteckst. Nun wird ca. $\pu{15min}$ lang regelmäßig die Temperatur abgelesen. Du wirst bei diesem Experiment feststellen, dass die Kartoffel mit dem großen Löffel schneller abkühlt.

Bergmannsche und allensche Regel am Beispiel Elefant

Neben der allenschen Regel gibt es noch eine weitere Temperaturregel, die bergmannsche Regel. Sie besagt, dass die Individuen einer Art oder nah verwandter Arten in kälteren Regionen größer sind als in wärmeren Regionen. Je größer ein Tier ist, desto kleiner ist seine Körperoberfläche im Verhältnis zu seinem Körpervolumen. Doch nicht alle Tiere entsprechen den Temperaturregeln. Ein Beispiel für eine Ausnahme ist das größte noch lebende Landtier – der Elefant. Er lebt in warmen Gebieten in Afrika und Asien. Die allensche Regel trifft auf Elefanten zu, da sie große Ohren haben, über die die überschüssige Wärme abgegeben werden kann. Gemäß der bergmannschen Regel weist er jedoch ein ungünstiges Verhältnis von Körperoberfläche und Körpervolumen auf. Er hat eine verhältnismäßig kleine Körperoberfläche und kann nur schlecht Wärme abgeben. Doch wie kann der Elefant dann trotzdem in warmen Regionen überleben?

Anpassungen der Elefanten

Die Elefanten sind in anderer Weise an das Leben in warmen Regionen angepasst. Der Stoffwechsel von Elefanten ist z. B. sehr langsam. So schlägt ihr Herz nur 22- bis 28-mal pro Minute. Dass das sehr wenig ist, zeigt der Vergleich zur Maus: Ihr Herz schlägt 500- bis 700-mal pro Minute. Vielleicht hast du schon einmal bemerkt, dass es keine Minielefanten gibt. Das lässt sich mit der bergmannschen Regel erklären. Im Verhältnis zu seinem Körpervolumen hätte ein Minielefant eine große Körperoberfläche und würde bei einem langsamen Stoffwechsel zu viel seiner Körperwärme an die Umwelt abgeben. Jedoch gilt es, noch weitere Faktoren zu berücksichtigen. Minielefanten hätten z. B. viel mehr Fressfeinde als große Elefanten und einen anderen Stoffwechsel.

Zusammenfassung zur allenschen Regel

Zusammenfassend kann man sagen, dass die allensche Regel besagt, dass Körperanhänge wie Nasen, Ohren, Schwänze und Extremitäten in kälteren Regionen kleiner sind als in warmen Regionen. Das liegt daran, dass sie meist ein ungünstiges Verhältnis von Oberfläche und Volumen aufweisen. Dadurch vergrößern sie die Oberfläche, über die Wärme abgegeben wird. In warmen Regionen kann das von Vorteil für die Wärmeregulation sein, in kalten Regionen gibt es dadurch allerdings große Wärmeverluste.

Über den Lerntext Allensche Regel

In diesem Lerntext geht es um die allensche Regel (Allen-Regel, Regel von Allen, Proportionsregel). Sie ist eine Klimaregel und beruht auf der Beobachtung, dass Tiere einer Art oder nah verwandter Arten in unterschiedlichen Regionen unterschiedlich große bzw. lange Körperanhänge haben. Auch zum Thema allensche Regel in der Biologie gibt es interaktive Übungen und Arbeitsblätter. Du kannst dein neu gewonnenes Wissen also direkt testen.