1878年,纽芬兰岛上一具巨大的海洋生物尸体被冲到了海岸上,经过专家的鉴定这是一只巨乌贼(又称大王乌贼),它的体长为18米,仅仅是头部就有6.1米,体重为900公斤,是目前有记录的最大的无脊椎动物黑鳍蛇鲭的肉。
到了2007年2月,一艘新西兰的渔船还深海捕鱼时,意外捕捞到了一只庞大的海洋生物,起初渔民以为是大王乌贼,不过,靠岸后,经过新西兰的海洋生物学家鉴定后发现,它并非大王乌贼,而是另一种庞大的海洋无脊椎动物-大王酸浆鱿黑鳍蛇鲭的肉。
经过测量和修正后,该大王酸浆鱿的体长为4.2米,体重为495公斤黑鳍蛇鲭的肉。不过,这并非最大的大王酸浆鱿,目前经过测量的最大的大王酸浆鱿体长为11米,是继大王乌贼后,世界上第二大的海洋无脊椎动物。
除了这两种深海无脊椎动物外黑鳍蛇鲭的肉,世界上最大的脊椎动物蓝鲸也生活在海洋中,它的一条舌头的重量就已经与陆地上最大的脊椎动物大象一样了,所以地球上最大的无脊椎动物和脊椎动物都在海洋中,那么问题来了,为何海洋的动物能长这么大呢?我们一起来探讨一下这个问题。
陆地动物曾经也巨大化过我们在讨论这个问题之前黑鳍蛇鲭的肉,有一个前提就是:现存的动物,如果抛掉这个前提,这个问题是不成立的,因为在恐龙时代,陆地上的恐龙中大型的恐龙不在少数,草食性的恐龙有梁龙、地震龙等体长超过30米的庞然大物,肉食性恐龙有霸王龙、棘龙等体长体长平均超过12米的存在。
与当时海洋中比较大的动物,比如沧龙的体型是差不多的,而且一些巨型的草食性恐龙甚至比沧龙要大很多。
因此,我们不妨以恐龙时代为例来看一下,为何当时陆地上会有诸多大型的动物?
恐龙时代是从三叠纪晚期一直持续到白垩纪末期的一个地质阶段,这个时间大约持续了1.6亿年。在这个时期,陆地上主要的动物类群就是恐龙(鸟臀目和蜥臀目下的爬行动物)。而如今在地球上占据有利生态位的哺乳动物,在当时仅仅是像老鼠一般大的食虫类动物,可以说是夹缝中求生存的。(下图为最早的哺乳动物吴氏巨颅兽)
恐龙之所以压制了哺乳动物的发展,有一个很重要的因素:登场时间。吴氏巨颅兽是目前已知的最早的哺乳动物,它们出现的时间大约在距今1.95亿-2亿年前,但是,最早的恐龙始盗龙可是在距今约2.3亿年前就已经出现在了地球上。
这代表着恐龙比哺乳动物至少早演化出来了约3000万年,在如此长的时间里哺乳动物登场时,恐龙已经开枝散叶,所以,最终它们成为了接下来相当长的一段时间内的“霸主”。
那么,这与恐龙的体型又有什么关系呢?由于恐龙的登场是在三叠纪的灭绝事件之后,它们一登场面对的是几乎没有竞争的大自然,这样有利于它们快速的演化和开枝散叶,毕竟生态位的空缺,有利于动物的生存。
但是,随着恐龙的种类和数量越来越多,竞争就开始激烈了。此时,恐龙们开始想着不同方向进化,其中必然会有体型变大的恐龙,因为从目前的恐龙化石挖掘情况来看,大多数的大型恐龙来自于高纬度地区,而根据贝格曼法则:同一物种在越高的纬度体型就会越大。(大型动物由于具有小的体表面积与体积之比,在体温调节中比小型动物消耗的能量少,比如同样是熊热带的熊要比寒带的熊体型小很多)
除了纬度会决定动物的体型外,动物的进化方向也是无序的,而体型变化是大多数动物会出现的一个基因突变,那么这个基因突变是如何被自然选择给保留下来的呢?答案也很简单,在竞争中,偏向于体型越大,越有竞争性,这就是“越吃越大、越大越有利”。
因此,恐龙时代,陆地上的大型动物并不比海洋中少,甚至当时陆地上最大的动物要比海洋中的动物还要大(当时还没有蓝鲸呢)。
为何如今的陆地动物远不如海洋中的大?我们在开头也说了,如今无论是脊椎动物还是无脊椎动物,都是海洋中的更大,这又是什么原因导致的呢?我们从下面两个角度来分析一下:
第一:竞争
由于如今无论是陆地上还是海洋中,最大的动物均为哺乳动物,所以我们就从哺乳动物的竞争聊一下这个问题。哺乳动物由于比恐龙晚出现,所以一直被恐龙压制着,这种压制虽然憋屈,但是也正是因为压制,让哺乳动物在整个恐龙时代体型都没有太大变化,所以在遭遇了白垩纪末期的灭绝事件时,体型更小的哺乳动物才躲过了一劫。
当恐龙灭绝后,地球上的生态位再一次大面积的空缺,这给了哺乳动物发育的机会。但是,体型的增加不是一朝一夕可以完成的,而与哺乳动物同时发育,甚至是超前发育的是鸟类,比如恐鸟、爬行类,比如泰坦巨蟒,这就给了哺乳动物很大的竞争性,不像恐龙时期,它们可以肆意的演化,有足够的空间和食物。
而海洋中就不同了,由于陨石撞击,火山喷发、海啸等因素,海洋中有约75%的物种灭绝了,此时,鲸类的祖先从陆地上下水了,这一下水不要紧,水中的资源丰富,让它们流连忘返,逐渐的从四肢行走的巴基斯坦古鲸,到了如今种类接近100种的鲸目。
再加上在地球上,海洋的面积本身就是陆地的接近2.5倍,所以它们就像当初的恐龙一样,进入了一个竞争性小、食物丰富的环境中,像恐龙那样逐渐的出现大型的种类就不意外了。
02 不同的生存空间对大型动物的包容性
其实,海洋无脊椎动物比陆地无脊椎动物大,有很大的原因与上面一样,都是食物的密度和竞争性决定的。但是,对于大型动物来说,生存空间对它们的包容性也非常的重要。
我们以无脊椎动物为例,在演化上,无脊椎动物显然比脊椎动物要早的多,但是没有骨骼作为支撑,却成为了限制它们体型的重大因素,因为无脊椎动物要么干脆没有骨骼,要么是外骨骼,相比较而言,外骨骼的承重性比较差,所以当物种过大时,在陆地上它们自己就被压垮了。
但是,在海洋中就不同了,虽然海水有压强,而且水深越深,压强越大,但是,它们可以通过让体液浓度与外界浓度接近,以此来减小压强。最关键的是海中的空间度和摩擦力较小。首先,在海中非常的广阔的,没有什么阻碍的,这不像陆地上那样高低不平,还有一些岩石之类的,这会妨碍大型动物的移动,所以,陆地的大型动物大都生活在平原地带。
其次,动物想要在陆地上走,体型越大,与地面的摩擦力就越大,所以大型动物基本上都是硬蹄或者非常粗糙的脚底板。尽管这样,四肢的承重能力也限制它们的体型继续变大。
而在海中就没有这个困扰了,只要能游动,海水的摩擦力对身体的损耗几乎是可以忽略不计的,而且海水的浮力让它们变大的极限更不受约束了。
总结如今的动物,确实是海洋中的更大,这是因为海洋比陆地面积要大,竞争的激烈程度也要差一些,还有海洋中的食物量要比陆地更多,也给了动物长大足够的能量,最关键的是大海几乎不会对动物设限(比如承重能力、耐磨能力等等),最终使得海洋中的动物要比陆地上更大一些。
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