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做了兩億年的淡水霸主 鱷魚:恐龍滅絕以後,哺乳動物至今未能征服淡水

獨家記憶 2021/06/24
 

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

 

爬行動物曾經統治地球2.3億年之久,在它們最為鼎盛的侏羅紀和白堊紀,恐龍統治大地,鱷魚盤踞河湖,翼龍在天空中翱翔,魚龍、蛇頸龍和滄龍相繼稱雄于大海。 整個地球海、陸、空都由一個綱的動物統治,這在地質史還是頭一次,也是至今唯一一次。

鱷魚在恐龍時代就是淡水霸主了

距今約6600萬年的白堊紀末期,一顆巨大的隕星降臨地球,宣告了爬行動物時代的終結。恐龍、翼龍和滄龍都在這起大災難中滅絕了,哺乳動物迅速崛起為新一代霸主。然而, 鱷魚沒有隨著一起滅絕,它們活了下來,並繼續堅守淡水,成為爬行動物的「末代皇帝」,淡水也成為爬行動物最後一塊「保留地」。作為進化先鋒,哺乳動物的實力毋容置疑,到底是淡水太特殊,還是鱷魚太厲害,哺乳動物緣何遲遲無法攻取淡水?

水對溫血的天生敵意

我們注意到,在淡水裡混得好的不光有鱷魚,還有鱷龜、南美側頸龜和三爪鱉等淡水龜類,以及歐洲鰉、達氏鰉、白鱘和湄公河巨鯰等大型淡水魚。 總之,淡水食物鏈的頂端都是些變溫動物,哺乳動物中找不出可以與它們抗衡的,河馬、淡水海牛以及水豚、河狸都是素食動物,水獺雖然吃肉,但和鱷魚不在一個重量級。唯一吃肉的大傢伙就是淡水海豚了,但它們只有4種,而且分佈相當局限。

灣鱷「洛龍」:體長6米多,體重超過一噸

為什麼哺乳動物尤其是大型食肉的種類在淡水中如此凋零?最容易想到的原因是水和空氣的不同自然特性。 水的比熱容是空氣的三倍(即水每升高或降低一攝氏度,吸收或釋放的熱量是空氣的三倍),這意味著 水的蓄熱能力比空氣好,水溫比氣溫穩定。

比如說,在氣溫25℃左右的赤道和低至-50℃的南極,深海水溫都保持在0~3℃。 變溫動物的體溫和環境溫度保持一致,棲息于水中可以避免接觸極端高溫或低溫,更長時間在生理峰值下活動。

另一方面,這也意味著 水的導熱能力比空氣強,熱乎乎的生物在水中熱量散失更快。恒溫動物在任何環境中都保持著較高的體溫,當我們身處水裡,必須付出三倍的能量才能維持體溫。

在陸地上,恒溫的哺乳動物占盡優越之處:我們可以快速移動沉重的軀體,這會讓大爬蟲精疲力盡;我們可以在任何氣溫下保持活躍,無論晝夜或者冬夏,而爬行動物在低溫下活動能力就會大打折扣。但當我們進入水裡,這些優勢反而成了劣勢,僅維持體溫一項就會令我們的能量入不敷出。

亞馬遜河的淡水海牛

然而, 水對溫血的天生敵意,並不能阻擋哺乳動物征服世界的腳步,我們看看海洋裡就知道了。目前海洋生活著約130種海洋哺乳動物和80種海洋爬行動物,種類似乎差不多,但數量和在生態系統中的參與度有天壤之別。

130種海獸中有鯨和海豚、鰭腳類、海獺以及海牛,其中鯨豚對海洋的適應性甚至不在魚類之下,它們中包括當今海洋霸主虎鯨和最大的動物藍鯨。而海爬80種中有70多種是海蛇,此外就是海鬣蜥和7種海龜,只佔據狹窄的生態位。

為了減少熱量散失,降低維持體溫的成本,水生哺乳動物有的是辦法。鯨、海牛和河馬有 厚厚的皮和脂肪層隔熱,而且淡水海牛和河馬只生活在熱帶。水獺用它那充滿空氣和油脂的皮毛隔熱,它每天都梳毛以保持防水性能,同時 提高代謝率,增加熱量生成,淡水獺類的代謝率是同等體型下陸地食肉動物的1.5倍,海獺則是3.5倍。

「長江女神」白鱀豚

因此,單單水環境對溫血的不友好無法阻止哺乳動物下水,哺乳動物已經征服了水,就像梅氏利維坦鯨(生活在中新世的一種古抹香鯨,有史以來最強大的海洋掠食者之一)和虎鯨在海洋裡做的那樣。

鱷魚從未缺席

回顧進化史,哺乳動物出現於距今2.25億年的三疊紀晚期,之後被恐龍壓制了1.6億年之久,到白堊紀末的大災難來臨之際,它們仍是一些夜間活動的、老鼠大小的食蟲動物。 陸地霸主恐龍被災難清除了,這群小傢伙搶佔恐龍騰出來的生態位自然沒問題,但要從鱷魚手中奪取淡水霸權就是另一回事了。

恐龍時代

地球上的食物鏈可歸納為兩大類: 綠色食物鏈,以綠色植物的光合作用為基礎; 褐色食物鏈,以有機質有基礎,短期內可不依賴於光合作用。陸地和淺海的生態系統都以綠色食物鏈為主,而 淡水中褐色食物鏈占相當大的比例,深海則幾乎完全是褐色食物鏈。

白堊紀末大滅世是由天外來客引起的,揚起的灰塵遮天蔽日不知多少年,光合作用幾乎停止,以此為基礎的綠色食物鏈隨即崩潰,導致陸地和淺海的頂級掠食者恐龍和滄龍絕滅。然而, 在綠色食物鏈崩潰後很長一段時間,仍有大量有機質被沖進河道,褐色食物鏈一直維持著,養活了一些小魚小蟹,鱷魚就靠這些撐到了新生代的黎明

恐龍時代的鱷魚:帝王肌鱷,可長達10米以上

恐龍滅絕以後,哺乳動物用了2000萬年的時間打敗了試圖復興的爬行動物和同樣在搶生態位的鳥類,成為大地的唯一主宰,然而鱷魚卻守住了淡水長達6600萬年。

生理耐受力是關鍵

淡水生態系統由於生產力低、環境不穩定而且高度孤立等原因,實在不是適合長期孕育大型生物的地方。

首先是生產力低。水中植物產量比陸地上低,假設熱帶雨林單位時間內單位面積的初級生產力(植物產量)為100,溫帶草原就是50,淡水只有10左右。由於水流的不穩定,浮游植物漂浮在水中隨時面臨各種危險,而大地則為植物的生長和繁殖提供了堅實可靠的基礎。植物作為生產者,決定了整個生態系統的物種豐富度。 在食物豐富的環境中,代謝率高且活動能力較強的哺乳動物佔優勢,而食物匱乏的環境相對適合代謝率較低的爬行動物。

食魚鱷

然而,生產力低絕不是淡水中缺乏大型哺乳動物的主因。淡水植物產量雖低,但還是比海洋高,熱帶海洋初級生產力只相當於淡水的一半到三分之二。這是因為,淡水生物遺體被真菌分解,可以作為養料反哺植物,這點與陸地上類似;而海洋生物的遺體會落入海底,浮游植物根本吸收不到。

其次是環境不穩定。與陸地、海洋相比,淡水環境是極端不穩定的,洪澇、乾旱和水質變差都是常有的事。因此, 與陸地和海洋生物相比,淡水生物特別容易斷糧河流和湖泊幾千年間就可能發生很大變化,僅以我國為例,近幾千年來黃河發生了26次改道,古泗水和雲夢大澤消失。幾千年對人類來說很漫長,對生物演化來說只是一瞬間,陸地和海洋雖然會因板塊漂移而發生改變,但在百萬年的時間尺度上都還是相對穩定的。

最後也是最關鍵的,就是淡水系統的高度孤立。陸地和海洋也不見得總是那麼穩定,但它們都是連續的;而淡水是孤立的,彼此間為陸地和海洋所阻隔。陸地某地環境變差了,動物可以遷往別處。海洋動物遷徙更方便,因為全球海洋都連成一片,而且游泳比奔跑省力。

塞倫蓋蒂大遷徙

例如,每年5-9月是坦尚尼亞塞倫蓋蒂草原的旱季,青草枯萎,成千上萬的斑馬和牛羚就遷徙到肯亞的馬賽馬拉保護區,到10月雨季來臨再遷回來。受上升洋流的影響,南極海域養料富足,浮游生物繁盛,這裡每年夏天都吸引大量的鯨和海豹前來覓食。

相反,一旦某個河湖消失,裡面的生物就會遭到滅頂之災。偏偏在三大系統中,淡水還是最容易在短時間內發生重大變化的。

基於上述原因,大型動物要想在淡水中長期生存,必須具備兩個本領:一是遷徙到安全避難所的能力,二是抗餓或開發新食物資源的能力。

淡水哺乳動物除海牛和海豚外都具備跨越陸地遷徙的能力,淡水海牛和海豚可以到河流入海口暫避,而且它們只生活在最穩定的幾條大河——亞馬遜河、長江等。河馬、海牛的代謝率異常低,如河馬只需要吃相同大小的純陸生食草動物(犀牛)的一半就足以滿足需求了。水獺是高度機會主義的捕食者,除魚蝦蟹外,還可以捕食青蛙、鳥類和齧齒動物。

尼祿鱷

然而, 將這兩方面本領結合並發揮到極致的,還是我們今天的主角——鱷魚。鱷魚 既能跨越陸地,又能在海裡長途跋涉,遷徙能力比任何一種水棲哺乳動物都強。如果到處都找不到水源,它們還有最後一招看家本領,就是 在河底的淤泥裡挖洞(有時深達8-10米!),在洞裡等待雨水的降臨。

作為變溫的爬行動物, 鱷魚代謝率很低,它們只需要少量食物就可以生存很久,這也是大型哺乳動物不具備的能力。成年鱷魚可以不吃不喝,躲在淤泥下幾個月不會餓。 這種非比尋常的生理耐受力,就是鱷魚征服淡水的關鍵。

澤鱷

現在回答為什麼淡水中缺乏大型食肉獸類。河馬和海牛為適應淡水生活,將自己的代謝率降得很低,但它們是食草動物,食物唾手可得,食肉獸類就必須保持像水獺那樣的高代謝率才能抓住魚蝦蟹,並兼顧維持體溫。而淡水中食物匱乏且非常不穩定,很難養活大型食肉獸。​

因此, 哺乳動物用了6600萬年,都未能從鱷魚手中奪得淡水。進化史上至少有兩次食肉獸試圖向淡水中擴張,分別是鯨和食肉目。最終,鯨選擇去了海洋,而食肉目的水獺選擇了小型化。

滑獺在捕魚

了不起的鱷魚

鱷魚遠比人們想象的了不起,這是一種把對淡水的適應進化到極致的古老生物。鱷魚也想過向更廣闊的空間擴張,演化出過一些海鱷和陸棲鱷,但都失敗了。同樣,在淡水裡也沒有什麼動物能競爭得過鱷魚。從三疊紀末年植龍滅絕開始,鱷魚就是淡水霸主了,到今天已經有兩億年。

哺乳動物稱霸陸地至今只有幾千萬年,以目為單位看的話,已經換了好幾波霸主,從偶蹄目到鬣齒獸目,再到食肉目,現在是靈長目(人類)。 地質史上從來沒有一個超目的動物能稱霸一方長達兩億年之久,鱷魚創造了一個奇跡。蜻蜓、蟑螂和蠍子雖然已經出現三億年了,但它們都是存在感很低的小動物,鱷魚可是堂堂一方霸主!

如果把人類也考慮在內,哺乳動物最終還是征服了淡水。20世紀以來,由於濫捕、棲息地破壞和鱷皮貿易等原因,兩億年屹立不倒的淡水霸主如今正陷入絕境,奧利諾科鱷、古巴鱷、暹羅鱷、食魚鱷和揚子鰐等多種鱷魚目前已經 極度瀕危

揚子鰐

大型貓科動物成為獸中之王只有300萬年曆史,而鱷魚的淡水皇帝已經做了兩億年了,從這個角度來說, 鱷魚是比獅、虎更值得人們尊重的王者。但事實上,因其貌不揚,鱷魚一直以來飽受人們的世俗偏見,一些人看到老虎捕獵的鏡頭就感歎老虎的美麗與強大,看到鱷魚捕獵就大罵殘酷,甚至罵鱷魚滅絕。 鱷魚,需要人類的關注、理解和保護。

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