У теплокровних тварин (тобто тварин, які виділяють тепло в процесі обміну речовин), що живуть в холодному кліматі, кінцівки менше, ніж у таких же тварин, що мешкають в більш теплому кліматі.
Більшість закономірностей, які спостерігаються у світі рослин і тварин, прямо випливають з теорії еволюції, і правило Аллена - не виняток. Теплокровні тварини, як і людина, мають внутрішній механізм, який підтримує температуру тіла на постійному рівні. По суті, ці тварини перетворюють енергію їжі в тепло для підтримки постійної температури свого тіла.
Тепло переноситься з внутрішніх органів теплокровних тварин до більш прохолодній поверхні тіла, звідки розсіюється в навколишнє середовище. Це втрачений тепло тварині потрібно знову виробити в процесі обміну речовин (метаболізму), а значить, у його ж інтересах, щоб втрати тепла були мінімальними. Тому полярні тварини мають товстий шар хутра або підшкірного жиру для теплоізоляції і зменшення виносу тепла на поверхню.
Ясно, що чим менше площа поверхні, що стикається з зовнішнім середовищем, тим менше тепла буде випаровуватися при даній температурі навколишнього середовища. Візьмемо в якості наочного прикладу відносні пропорції кінцівок вівцебика і жирафа (вівцебик пристосований до холодного клімату, а жираф - до жаркого). Короткі ноги вівцебика в умовах холодного клімату - еволюційне пристосування: зменшується поверхня, з якою йде тепло.
Правило Аллена ілюструє відомі закони фізики. Виробляється всередині теплокровних тварин тепло переходить у навколишнє середовище (див. Теплообмін), де температура нижче (див. Другий закон термодинаміки; Закон Стефана-Больцмана), а звідти воно випаровується шляхом випромінювання або конвекції. Кількість виробленого тепла залежить від об'єму тваринного, а кількість тепла, що минає в навколишнє середовище, залежить від площі поверхні тварини. Тому чим компактніше тварина - або, висловлюючись науково, чим менше відношення поверхні до об'єму, - тим менше будуть втрати тепла і тим більше тепла збережеться. Так що адаптивна цінність низького відносини поверхні до об'єму в північному кліматі очевидна.
***
Джоел Асаф АЛЛЕН
Joel Asaph Allen, 1838-1921
Американський теріологів (фахівець з ссавців) і орнітолог. Народився в Спрінгфілді, штат Массачусетс; навчався в Жана-Луї Агассі (Jean Louis Agassiz, 1807-73). Працював головним куратором по птахах у Музеї порівняльної зоології при Гарвардському університеті, в 1885 році отримав посаду куратора за ссавцям і птахам в Американському музеї природної історії в Нью-Йорку. Думка про те, що в популяції одного біологічного виду може спостерігатися мінливість, привела його до ідеї існування підвидів. Аллен виступав за створення заповідників в Америці, одним з перших розповів світові про тяжке становище бізонів.