La règle d'Allen - Allen's rule
La règle d'Allen est une règle écogéographique formulée par Joel Asaph Allen en 1877, déclarant largement que les animaux adaptés aux climats froids ont des membres et des appendices corporels plus courts que les animaux adaptés aux climats chauds. Plus précisément, il indique que le rapport surface corporelle /volume des animaux homéothermes varie avec la température moyenne de l'habitat auquel ils sont adaptés (c'est-à-dire que le rapport est faible dans les climats froids et élevé dans les climats chauds).
Explication
La règle d'Allen prédit que les animaux endothermiques avec le même volume corporel devraient avoir des surfaces différentes qui faciliteront ou entraveront leur dissipation thermique.
Parce que les animaux vivant dans des climats froids doivent conserver autant de chaleur que possible, la règle d'Allen prédit qu'ils auraient dû développer des rapports surface /volume relativement faibles pour minimiser la surface par laquelle ils dissipent la chaleur, leur permettant de conserver plus de chaleur. Pour les animaux vivant dans des climats chauds, la règle d'Allen prédit le contraire : qu'ils devraient avoir des rapports surface/volume relativement élevés. Étant donné que les animaux ayant de faibles rapports surface-volume surchaufferaient rapidement, les animaux des climats chauds devraient, selon la règle, avoir des rapports surface-volume élevés pour maximiser la surface à travers laquelle ils dissipent la chaleur.
Chez les animaux
Bien qu'il existe de nombreuses exceptions, de nombreuses populations animales semblent se conformer aux prédictions de la règle d'Allen. L' ours polaire a des membres trapus et des oreilles très courtes qui sont conformes aux prédictions de la règle d'Allen. En 2007, RL Nudds et SA Oswald ont étudié les longueurs exposées des pattes des oiseaux de mer et ont découvert que les longueurs des pattes exposées étaient négativement corrélées avec T maxdiff (température corporelle moins température ambiante minimale), soutenant les prédictions de la règle d'Allen. JS Alho et ses collègues ont fait valoir que les longueurs du tibia et du fémur sont les plus élevées dans les populations de grenouilles rousses indigènes des latitudes moyennes, conformément aux prédictions de la règle d'Allen pour les organismes ectothermes. Les populations de la même espèce de différentes latitudes peuvent également suivre la règle d'Allen.
RL Nudds et SA Oswald ont fait valoir en 2007 qu'il existe un faible soutien empirique pour la règle d'Allen, même s'il s'agit d'un « principe écologique établi ». Ils ont dit que le soutien de la règle d'Allen provient principalement d'études d'espèces uniques, car les études de plusieurs espèces sont "confondues" par les effets d'échelle de la règle de Bergmann et des adaptations alternatives qui contredisent les prédictions de la règle d'Allen.
JS Alho et ses collègues ont fait valoir en 2011 que, bien que la règle d'Allen ait été formulée à l'origine pour les endothermes , elle peut également être appliquée aux ectothermes , qui dérivent la température corporelle de l'environnement. À leur avis, les ectothermes avec des rapports surface/volume inférieurs se réchaufferaient et se refroidiraient plus lentement, et cette résistance au changement de température pourrait s'adapter dans des "environnements thermiquement hétérogènes". Alho a déclaré qu'il y a eu un regain d'intérêt pour la règle d'Allen en raison du réchauffement climatique et des "changements micro-évolutifs" qui sont prédits par la règle.
Chez l'homme
Des différences marquées dans la longueur des membres ont été observées lorsque différentes parties d'une population humaine donnée résident à différentes altitudes. Les environnements à des altitudes plus élevées connaissent généralement des températures ambiantes plus basses. Au Pérou , les individus qui vivaient à des altitudes plus élevées avaient tendance à avoir des membres plus courts, tandis que ceux de la même population qui habitaient les zones côtières les plus basses avaient généralement des membres plus longs et des troncs plus gros.
Katzmarzyk et Leonard ont également noté que les populations humaines semblent suivre les prédictions de la règle d'Allen. :494 Il existe une association négative entre l'indice de masse corporelle et la température annuelle moyenne pour les populations humaines indigènes, :490 ce qui signifie que les personnes originaires de régions plus froides ont une carrure plus lourde pour leur taille et les personnes originaires de régions plus chaudes ont une carrure plus légère pour leur la taille. La hauteur relative d'assise est également négativement corrélée avec la température pour les populations humaines indigènes, : 487–88, ce qui signifie que les personnes originaires de régions plus froides ont des jambes proportionnellement plus courtes pour leur taille et que les personnes originaires de régions plus chaudes ont des jambes proportionnellement plus longues pour leur taille.
En 1968, AT Steegman a étudié l'hypothèse selon laquelle la règle d'Allen a causé la configuration structurelle de la face mongoloïde arctique . Steegman a fait une expérience qui impliquait la survie de rats dans le froid. Steegman a déclaré que les rats avec des voies nasales étroites, des visages plus larges, des queues plus courtes et des pattes plus courtes survivaient mieux au froid. Steegman a déclaré que les résultats expérimentaux présentaient des similitudes avec les Mongoloïdes de l'Arctique, en particulier les Esquimaux et les Aléoutes , car ceux-ci ont des caractéristiques morphologiques similaires conformément à la règle d'Allen : un passage nasal étroit, des têtes relativement grandes, des têtes longues à rondes, de grandes mâchoires, des corps et membres courts.
Mécanisme
Un facteur contribuant à la règle d'Allen chez les vertébrés peut être que la croissance du cartilage dépend au moins en partie de la température. La température peut affecter directement la croissance du cartilage, fournissant une explication biologique immédiate à cette règle. Les expérimentateurs ont élevé des souris à 7 degrés, 21 degrés ou 27 degrés Celsius, puis ont mesuré leur queue et leurs oreilles. Ils ont constaté que les queues et les oreilles étaient significativement plus courtes chez les souris élevées dans le froid par rapport aux souris élevées à des températures plus chaudes, même si leur poids corporel global était le même. Ils ont également constaté que les souris élevées dans le froid avaient moins de flux sanguin dans leurs extrémités. Lorsqu'ils ont essayé de faire pousser des échantillons d' os à différentes températures, les chercheurs ont découvert que les échantillons cultivés à des températures plus chaudes présentaient une croissance significativement plus importante de cartilage que ceux cultivés à des températures plus froides.
Voir également
- La règle de Bergmann , qui corrèle la latitude avec la masse corporelle chez les animaux
- La règle de Gloger , qui corrèle l'humidité avec la pigmentation chez les animaux