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鯨魚、大王烏賊,為什麼海洋生物比陸地生物體型要大得多?

李超 2022/04/22
 

趣味動物世界專注於分享動物趣事的百科全書。陪妳一起看動物野蠻生長,感受不一樣的生命活力。 文/獨家記憶

 

1878年,紐芬蘭島上一具巨大的海洋生物尸體被沖到了海岸上,經過專家的鑒定這是一只巨烏賊(又稱大王烏賊),它的體長為18米,僅僅是頭部就有6.1米,體重為900公斤,是目前有記錄的最大的無脊椎動物。

到了2007年2月,一艘新西蘭的漁船還深海捕魚時,意外捕撈到了一只龐大的海洋生物,起初漁民以為是大王烏賊,不過,靠岸后,經過新西蘭的海洋生物學家鑒定后發現,它并非大王烏賊,而是另一種龐大的海洋無脊椎動物-大王酸漿魷。

經過測量和修正后,該大王酸漿魷的體長為4.2米,體重為495公斤。不過,這并非最大的大王酸漿魷,目前經過測量的最大的大王酸漿魷體長為11米,是繼大王烏賊后,世界上第二大的海洋無脊椎動物。

除了這兩種深海無脊椎動物外,世界上最大的脊椎動物藍鯨也生活在海洋中,它的一條舌頭的重量就已經與陸地上最大的脊椎動物大象一樣了,所以地球上最大的無脊椎動物和脊椎動物都在海洋中,那麼問題來了,為何海洋的動物能長這麼大呢?我們一起來探討一下這個問題。

陸地動物曾經也巨大化過

我們在討論這個問題之前,有一個前提就是:現存的動物,如果拋掉這個前提,這個問題是不成立的,因為在恐龍時代,陸地上的恐龍中大型的恐龍不在少數,草食性的恐龍有梁龍、地震龍等體長超過30米的龐然大物,肉食性恐龍有霸王龍、棘龍等體長體長平均超過12米的存在。

與當時海洋中比較大的動物,比如滄龍的體型是差不多的,而且一些巨型的草食性恐龍甚至比滄龍要大很多。

因此,我們不妨以恐龍時代為例來看一下,為何當時陸地上會有諸多大型的動物?

恐龍時代是從三疊紀晚期一直持續到白堊紀末期的一個地質階段,這個時間大約持續了1.6億年。在這個時期,陸地上主要的動物類群就是恐龍(鳥臀目和蜥臀目下的爬行動物)。而如今在地球上占據有利生態位的哺乳動物,在當時僅僅是像老鼠一般大的食蟲類動物,可以說是夾縫中求生存的。(下圖為最早的哺乳動物吳氏巨顱獸)

恐龍之所以壓制了哺乳動物的發展,有一個很重要的因素: 登場時間。吳氏巨顱獸是目前已知的最早的哺乳動物,它們出現的時間大約在距今1.95億-2億年前,但是,最早的恐龍始盜龍可是在距今約2.3億年前就已經出現在了地球上。

這代表著恐龍比哺乳動物至少早演化出來了約3000萬年,在如此長的時間里哺乳動物登場時,恐龍已經開枝散葉,所以,最終它們成為了接下來相當長的一段時間內的「霸主」。

那麼,這與恐龍的體型又有什麼關系呢?由于恐龍的登場是在三疊紀的滅絕事件之后,它們一登場面對的是幾乎沒有競爭的大自然,這樣有利于它們快速的演化和開枝散葉,畢竟生態位的空缺,有利于動物的生存。

但是,隨著恐龍的種類和數量越來越多,競爭就開始激烈了。此時,恐龍們開始想著不同方向進化,其中必然會有體型變大的恐龍,因為從目前的恐龍化石挖掘情況來看,大多數的大型恐龍來自于高緯度地區,而根據貝格曼法則: 同一物種在越高的緯度體型就會越大。(大型動物由于具有小的體表面積與體積之比,在體溫調節中比小型動物消耗的能量少,比如同樣是熊熱帶的熊要比寒帶的熊體型小很多)

除了緯度會決定動物的體型外,動物的進化方向也是無序的,而體型變化是大多數動物會出現的一個基因突變,那麼這個基因突變是如何被自然選擇給保留下來的呢?答案也很簡單,在競爭中,偏向于體型越大,越有競爭性,這就是「越吃越大、越大越有利」。

因此,恐龍時代,陸地上的大型動物并不比海洋中少,甚至當時陸地上最大的動物要比海洋中的動物還要大(當時還沒有藍鯨呢)。

為何如今的陸地動物遠不如海洋中的大?

我們在開頭也說了,如今無論是脊椎動物還是無脊椎動物,都是海洋中的更大,這又是什麼原因導致的呢?我們從下面兩個角度來分析一下:

第一:競爭

由于如今無論是陸地上還是海洋中,最大的動物均為哺乳動物,所以我們就從哺乳動物的競爭聊一下這個問題。哺乳動物由于比恐龍晚出現,所以一直被恐龍壓制著,這種壓制雖然憋屈,但是也正是因為壓制,讓哺乳動物在整個恐龍時代體型都沒有太大變化,所以在遭遇了白堊紀末期的滅絕事件時,體型更小的哺乳動物才躲過了一劫。

當恐龍滅絕后,地球上的生態位再一次大面積的空缺,這給了哺乳動物發育的機會。但是,體型的增加不是一朝一夕可以完成的,而與哺乳動物同時發育,甚至是超前發育的是鳥類,比如恐鳥、爬行類,比如泰坦巨蟒,這就給了哺乳動物很大的競爭性,不像恐龍時期,它們可以肆意的演化,有足夠的空間和食物。

而海洋中就不同了,由于隕石撞擊,火山噴發、海嘯等因素,海洋中有約75%的物種滅絕了,此時,鯨類的祖先從陸地上下水了,這一下水不要緊,水中的資源豐富,讓它們流連忘返,逐漸的從四肢行走的巴基斯坦古鯨,到了如今種類接近100種的鯨目。

再加上在地球上,海洋的面積本身就是陸地的接近2.5倍,所以它們就像當初的恐龍一樣,進入了一個競爭性小、食物豐富的環境中,像恐龍那樣逐漸的出現大型的種類就不意外了。

02 不同的生存空間對大型動物的包容性

其實,海洋無脊椎動物比陸地無脊椎動物大,有很大的原因與上面一樣,都是食物的密度和競爭性決定的。但是,對于大型動物來說,生存空間對它們的包容性也非常的重要。

我們以無脊椎動物為例,在演化上,無脊椎動物顯然比脊椎動物要早的多,但是沒有骨骼作為支撐,卻成為了限制它們體型的重大因素,因為無脊椎動物要麼干脆沒有骨骼,要麼是外骨骼,相比較而言,外骨骼的承重性比較差,所以當物種過大時,在陸地上它們自己就被壓垮了。

但是,在海洋中就不同了,雖然海水有壓強,而且水深越深,壓強越大,但是,它們可以通過讓體液濃度與外界濃度接近,以此來減小壓強。最關鍵的是海中的空間度和摩擦力較小。首先,在海中非常的廣闊的,沒有什麼阻礙的,這不像陸地上那樣高低不平,還有一些巖石之類的,這會妨礙大型動物的移動,所以,陸地的大型動物大都生活在平原地帶。

其次,動物想要在陸地上走,體型越大,與地面的摩擦力就越大,所以大型動物基本上都是硬蹄或者非常粗糙的腳底板。盡管這樣,四肢的承重能力也限制它們的體型繼續變大。

而在海中就沒有這個困擾了,只要能游動,海水的摩擦力對身體的損耗幾乎是可以忽略不計的,而且海水的浮力讓它們變大的極限更不受約束了。

總結

如今的動物,確實是海洋中的更大,這是因為海洋比陸地面積要大,競爭的激烈程度也要差一些,還有海洋中的食物量要比陸地更多,也給了動物長大足夠的能量,最關鍵的是大海幾乎不會對動物設限(比如承重能力、耐磨能力等等),最終使得海洋中的動物要比陸地上更大一些。

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