更大更好,还是小小的继承地球?

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更大更好,还是小小的继承地球?小小的冠军; Eviota属的虾虎鱼。 Koichi Shibukawa供图

当我在菲律宾宿雾岛的奥斯洛布湾潜水时,我看到球形珊瑚块表面上有一个小小的影子飞镖 - 一条小鱼,一种虾虎鱼 Eviota在存在的最小的脊椎动物中,只有约1厘米长且小于克雷光的1 / 10th。 它比我自己小一百万倍,具有相同的基本脊椎动物体:脊髓,骨头,脑,肾和肝脏。 除了鳃和肺,我和小鱼共享相似的器官组,大小非常不同。

但看着虾虎鱼并不是我来奥斯洛布的原因。 当太阳变暗时,我离开珊瑚块,向岸边游去 - 不是因为云,而是一条真正巨大的鱼在我的上方游动。 这是我希望看到的:鲸鲨, Rhincodon typus,最大的活鱼。 大型成年人体重达到34吨,超过我自己体重的300倍。 小虾虎鱼和鲸鲨的重量差异是惊人的8个数量级。 一些真正巨大的动物居住在地球上。

更大更好,还是小小的继承地球?鲸鲨,最大的活鱼。 照片由作者提供

一个多世纪以来,这些动物大小的巨大差异令生物学家着迷。 并且有很大的优势。 大型动物更容易避开掠食者:一些小虾虎鱼的捕食率超过掠食者 6% 每天(!),虽然鲸鲨活了几十年,并且已知在虎鲨袭击中幸存下来。 较大的动物也可以在繁殖方面投入更多:虽然雌性虾虎鱼的身体每生产一次只能产生大约250的小卵孵化成幼虫,但是雌性鲸鲨一生中可以生出数百只完全发育的鲨鱼幼崽,每只鲨鱼一半以上一米长。

对于体型较大的人来说,有更多的优点:在大型温血动物中,由于其更好的表面与体积比,保持恒定的体温更容易。 在大型食草动物中,较大体积的肠道导致更有效的发酵过程,这是分解植物材料所必需的。 要大一点是值得的。

更大更好,还是小小的继承地球?Manta birostris,蝠,,世界上最大的射线,可以达到长达7米的翼展。 照片由作者提供

实际上,许多动物谱系在它们进化过程中的大小都有很大的增加。 这种趋势被称为 应对的规则,以19世纪美国古生物学家Edward Drinker Cope命名。 突出 例子 遵循Cope规则的血统是恐龙,它起源于三叠纪中期(231百万年前)活着的两米长的爬行动物。 在接下来的165百万年中,恐龙逐渐演变成有史以来最大的陆地动物 泰坦巨龙 (长达37米),是有史以来最大的陆地捕食者,强大的 霸王龙.

另一个突出的例子是鲸目动物,鲸鱼和海豚。 这些次生海洋哺乳动物 下降 来自印度48万年前漫游的猫大小的两栖杂食动物 印多霍斯。 当完全变成水生动物时,鲸目动物的体型增加,古老的Basilosaurid鲸鱼41在数百万年前已经达到25米长。 在过去的10百万年中,须鲸的体型增加进一步加速,今天的蓝鲸是有史以来最大的动物,成年人 实现 长度可达30米,重量接近200吨。

G所有这些体型大的优点,一个显而易见的问题是:为什么不是所有动物物种都大? 一个原因是小动物物种更快地产生新物种。 在最近的理论中 研究 我们与菲律宾大学的蒂莫西·昆波(Timothy Quimpo)一起,提出了一个众所周知的事实:小型动物的数量更多(海洋中的鲸鲨数量更多,比海洋中的鲸鲨更多),以及大型种群为新物种提供的洞察力 - 这一过程称为物种形成 - 速度更快。 因此,一些动物物种将演变为更大的体型(遵循科普的规则),但其余的小物种将更快地繁殖成新的小物种,因此保持大多数动物物种较小。

值得注意的是,生物学中的“法律”和“规则”通常都是 柔和 比物理定律,没有例外。 Cope规则的例外肯定会发生,因为大体型所带来的优势取决于生态或解剖条件。 对于 例子,中生代鸟类的早期谱系大小没有增加; 一个更大的身体,飞行是出了名的难度。 北美淡水鱼甚至 下降 在进化过程中的大小,可能是由于它们侵入较小的水体。

另一种有利于较小体型的生态状况是大规模灭绝。 例如,白垩纪末的大规模物种灭绝被认为是由数百万年前的66陨石撞击引起的,它使天空变暗,使大气降温,并破坏了地球上的生态平衡。 这次活动消灭了生活在陆地上的恐龙,除少数冷血鳄鱼和乌龟外,没有大于25公斤的陆地动物幸免于难。

在二百万年前的二叠纪250末期发生了早期的大规模灭绝,并清除了地球上动物物种的创纪录百分比 - 据估计,在大规模火山爆发彻底改变了地球大气层后,海洋物种的95百分比消失了。 在大规模灭绝之后,早期的三叠纪在生物多样性方面是一个奇怪的无聊时期。 二叠纪的陆地爬行动物已经消失,它们已经演变成牛的大小,而大陆主要是由Lystrosaurs - 狗大小的喙爬行动物组成。 这种消灭大型动物物种和中小型动物的生存是 被称为 '小人国效应'。

不幸的是,现在对大规模物种灭绝的研究不仅仅是学术上的兴趣 - 我们生活在一个时代 智人大规模灭绝。 由于我们的物种离开了它的非洲根源,我们已经导致其他物种的灭绝,首先是猎人,然后,在农业发明之后,通过大规模的环境改变。 自从200多年前工业革命开始以来,我们一直在通过燃烧大量的化石燃料来改变地球大气层的成分。 这导致了全球气候变化,并进一步改变了无数物种的生态条件。 生物学家们仍然在争论这些变化是否已经像之前五大灭绝期间发生的变化一样引人注目 - 它们肯定是非常引人注目的。

为了反映它们的严重性,人们已经提出了当时地质时代的人类世纪名称Anthropocene。 巨型动物(重量超过25公斤的动物)在任何地方都受到了影响 智人 去了:我们的史前祖先 容易 在消除北美巨型地面树懒和澳大利亚马匹大小的袋熊方面发挥了关键作用。 而今天,持续的狩猎和人为造成的环境改变可以保持压力,优先瞄准大型动物。 这种趋势的一个特别引人注目的例子是斯特勒的海牛的消亡,这头海牛是以前在北极大西洋的家中的儒艮的巨型亲戚; 海牛在1741中被发现,并且仅在27年内就灭绝了。永旺计数器 - 不要删除

关于作者

Klaus M Stiefel是NeuroLinx研究所的作者,神经科学家和研究附属机构。 他是作者 相机与大脑:视觉神经科学可以教授摄影师 (2016)。 他住在菲律宾。

本文最初发表于 永世 并已在Creative Commons下重新发布。

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