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アレンの法則は、 1877年にジョエル・アサフ・アレンによって定式化された生態地理学の法則であり、 [ 2 ] [ 3 ]寒冷な気候に適応した動物は、温暖な気候に適応した動物よりも四肢や体付属器が短く太いことを概説している。より具体的には、恒温動物の体表面積対体積比は、適応している生息地の平均気温によって変化する（つまり、寒冷な気候では比率が低く、温暖な気候では比率が高い）ことを述べている。
アレンの法則によれば、同じ体積の恒温動物は、熱放散を促進するか阻害するかによって、表面積が異なるはずだと予測される。
寒冷地に生息する動物はできるだけ多くの熱を保持する必要があるため、アレンの法則によれば、熱を放散する表面積を最小限に抑え、より多くの熱を保持できるように、表面積対体積比が比較的低いように進化してきたはずだと予測される。温暖地に生息する動物の場合、アレンの法則は正反対のことを予測する。つまり、表面積対体積比が比較的高いはずだと予測される。表面積対体積比が低い動物はすぐに体温が上がりすぎるため、この法則によれば、温暖地に生息する動物は、熱を放散する表面積を最大化するために、表面積対体積比が高いはずだ。[ 4 ]
例外は数多くあるものの、多くの動物の個体群はアレンの法則の予測に合致しているように見える。ホッキョクグマは、アレンの法則の予測に合致するずんぐりとした四肢と非常に短い耳を持ち、ユキヒョウも同様である。[ 5 ] 2007年、RL NuddsとSA Oswaldは海鳥の脚の露出長を研究し、露出した脚の長さがTm axdiff（体温から最低周囲温度を引いた値）と負の相関関係にあることを発見し、アレンの法則の予測を支持した。[ 6 ] JS Alhoらは、脛骨と大腿骨の長さは中緯度に固有の一般的なカエルの個体群で最も長く、変温動物に対するアレンの法則の予測と一致すると主張した。[ 7 ]異なる緯度の 同じ種の個体群もアレンの法則に従う可能性がある。[ 8 ]
RL NuddsとSA Oswaldは2007年に、アレンの法則は「確立された生態学的原則」であるとしても、経験的な裏付けが乏しいと主張した。[ 6 ]彼らは、アレンの法則の裏付けは主に単一種の研究から得られており、複数種の研究ではベルクマンの法則のスケーリング効果やアレンの法則の予測に反する代替適応によって「混乱」が生じると述べた。[ 6 ]
JS Alho と同僚は 2011 年に、アレンの法則はもともと恒温動物向けに定式化されたものであるが、体温を環境から得る外温動物にも適用できると主張した。彼らの見解では、表面積対体積比が低い外温動物は、よりゆっくりと温まり、よりゆっくりと冷えるため、この温度変化に対する抵抗は「熱的に不均一な環境」において適応的である可能性がある。Alho は、地球温暖化と、この法則によって予測される「微小進化の変化」のために、アレンの法則への関心が再び高まっていると述べた。[ 7 ]
同一人口集団の異なる部分が異なる標高に居住する場合、四肢の長さに顕著な違いが見られる。標高が高い地域では、一般的に気温が低い。ペルーでは、標高の高い地域に居住する人は四肢が短い傾向があり、同じ集団でより低地の沿岸地域に居住する人は、一般的に四肢が長く、胴体も大きかった。[ 9 ]
カッツマルジクとレナードも同様に、人間の集団はアレンの法則の予測に従っているように見えると指摘した。[ 10 ] :494先住民の集団では、体格指数と平均年間気温の間に負の相関関係があり、 [ 10 ] : 490寒い地域出身の人は身長に対して体格が重く、暖かい地域出身の人は身長に対して体格が軽い。相対座高も先住民の集団では気温と負の相関関係があり、[ 10 ] :487–88寒い地域出身の人は身長に対して脚が相対的に短く、暖かい地域出身の人は身長に対して脚が相対的に長い。[ 10 ]
1968年、AT Steegmanは、極地気候に適応した人類集団の顔の構造的構成はアレンの法則によるものだという仮説を調査した。Steegmanは、寒冷地でのネズミの生存に関する実験を行った。Steegmanは、鼻腔が狭く、顔が広く、尾と脚が短いネズミが寒冷地で最もよく生き残ったと述べた。Steegmanは、この実験結果は北極モンゴロイド、特にエスキモーとアリュート族と類似していると述べた。なぜなら、これらの人々はアレンの法則に従って、狭い鼻腔、比較的大きな頭、長くて丸い頭、大きな顎、比較的大きな体、短い四肢といった類似した形態的特徴を持っているからである。 [ 11 ]
アレンの法則は、温暖な地域の人間集団では鼻幅が広く、歯槽骨および/または上顎骨の突出がより一般的であり、寒冷な地域ではその逆の結果になった可能性もある。[ 12 ]
脊椎動物におけるアレンの法則の一因として、軟骨の成長が少なくとも部分的に温度に依存していることが挙げられる。温度は軟骨の成長に直接影響を与えるため、この法則の直接的な生物学的説明となる。実験者たちはマウスを7℃、21℃、または27℃で飼育し、その後、尾と耳を測定した。その結果、体重は同じであったにもかかわらず、低温で飼育されたマウスは、高温で飼育されたマウスに比べて尾と耳が著しく短いことがわかった。また、低温で飼育されたマウスは、四肢の血流が少ないこともわかった。研究者たちは、骨のサンプルを異なる温度で培養してみたところ、高温で培養されたサンプルは低温で培養されたサンプルよりも軟骨の成長が著しく大きいことを発見した。[ 13 ] [ 14 ]