恐龙可以轻松达到几十吨为什么现在很少有生物能达到?
来源:M6米乐官网登录 发布时间:2024-02-26 05:21:202024-02-26
那为什么陆地动物,恐龙可以轻松达到几十吨的体重,为什么现在很少有生物能达到? ...
那为什么陆地动物,恐龙可以轻松达到几十吨的体重,为什么现在很少有生物能达到?
但你要说,这样的气温和降水变化,能让全球都有分布的大型恐龙,在今天所有地区都没办法生存,那是不可能的。
这个观点,一般来源于石炭纪高含氧量和巨虫时代的关联性[1](甚至得不出严格的因果关系)。然而这也并不能得出,大体型的生物就必须要高含氧量。
即便是石炭纪的巨虫时代,体型最大的节肢动物,也和今天最大的节肢动物相当。例如,巨蝎和巨型蜻蜓也就70cm左右,哪怕长度达到2米的蜈蚣和巨型马陆,也就几十千克左右。
而石炭纪陆地节肢动物大型化之前,海洋的大型节肢动物,早就已经称霸了1亿多年[2]。
关于节肢动物在整个生物学史上,最大体型也就2米左右的现象。我们一般认为没有髓鞘是其中一个原因。但这并不是根本性的原因,因为无脊椎动物也能进化出髓鞘的。
甚至迄今为止,人类发现神经传导速度最快的,竟然日本对虾,能够达到90~200m/s[3]。
前面的内容,旨在说明动物体型上限和气温、含氧量没有绝对关系。当然这两个因素,会对种群规模有决定性的影响。
如果恐龙不是6500万年前偶然灭绝,也有几率存在一些巨型物种度过第四纪冰期,一直发展到今天。
虽然动物的体型,很多人会习惯地从环境变化上找原因,但无论限定节肢动物体型,还是恐龙体型,甚至鲸体型的,更多的都是生物力学和生态位所主导。
从材料力学的角度来说,外骨骼的力学性质,决定了节肢动物最大只能2米作用。而内骨骼的优秀力学属性,则决定了最大可支持恐龙那般的体型。
而有内骨骼的脊椎动物,除了骨骼支撑起肢体的强度外,甚至还能进化出额外的盔甲对身体进行保护。
想象4亿年前,数米长的邓氏鱼(盾皮鱼的一种)开始颠覆海洋节肢动物统治的时候,那一口下去,真的是嘎嘣脆,鸡肉味。
一种动物要能够进化到它自身的生理极限大小,往往需要足够的生态位线亿年前的海蝎子。它们所处的时代,都正好是海洋生态位真空的状态。从而有着足够的资源和生存空间,让它们进化出尽可能大的体型。
当节肢动物登陆后,陆地生态位更是处于真空状态,来保证它们“迅速”发展到了极限体型。
古生物所处的生态位,不仅仅源于物种与物种之间的竞争、捕食关系,更是受到大灭绝的洗牌。
2亿年前的三叠纪末大灭绝,爬行类动物遭遇重创,又给主龙类提供了更多的生态位空间。
原因就在于,骨骼的变化令它们比起更早蜥形纲、合弓纲,以及现在的陆生哺乳纲,都有着更大的生理极限。
不过恐龙的骨小梁更厚,而且骨小梁的间隙更大,且朝着骨密度方向有着更多的延伸。也即骨骼有着更多的中空结构。
也就是说, 恐龙的骨骼,一方面强度随着体型的增加而增强,另一方面骨骼的重量也在尽可能地降低,以减轻体重。
除了骨松质以外,整个骨骼的形态 ,以及关节间的组织,也与其他物种表现不同。
虽然,骨骼方面的生物力学属性是体型大型化的必要条件,但其它各方面系统支持,也是必不可少的。
例如,非鸟蜥脚类恐龙,往往和鸟类一样用气囊辅助呼吸,呼吸效率是同体型哺乳动物的2.5倍。
而二叠纪时代的含氧量,温暖气候,也是让巨型恐龙维持庞大种群数量的前置条件。
通过对比不同类(纲或目)动物不同体型的种群分布,不难发现一个有意思的现象[7]:
发现绝大多数类目的动物,其下物种的分布都随着体型增加接近正态分布,中体型的物种数量往往最多。
但而偏偏恐龙十分的特殊,大型物种的数量可以用显赫来形容,不愧是大陆上绝无仅有的巨型家族。
我们知道,在恐龙灭绝后的短短2000多万年前,就出现了,例如巨犀这样的接近哺乳动物生理极限的大型动物。
无论巨犀还是鲸类的出现,都表明在其它各种生理系统上,哺乳动物并不输于恐龙,同样有着巨型化的潜力。
然而在2000万年前,不单单是巨犀,就连辉煌一时的肉齿目动物,也逐渐衰退,并最终在800万年前彻底消失。
然而在1000~3000万年前的整个阶段,气候都相对来说还是比较稳定(500万年前才开始迅速降温),并不能完全用全球性的气候平均状态随时间的变化来解释它们的灭绝。
例如巨犀的灭绝,有很大的可能性是长鼻类的入侵(大象远祖),对其森林栖息地的破坏所致[8]。这里也体现出巨犀在环境适应方面,本身的脆弱性。
而肉齿目的灭绝,则可能和食肉目(猫科、犬科等)的崛起有关[9](没有定论)。
食肉目既有朝着优化速度、爪牙、单体狩猎技巧等方面进化的,也有朝着群体狩猎方向演化,也被认为有着更发达的大脑。虽然早期大型肉齿目动物,可能单体攻击能力比较强,但动物要繁衍就一定要保证幼崽的存活率。
虽然我们此时的气温处于低谷,但其实和古生代早期相当。如果食肉目没再次出现,现今地球上也并不是没有发展出更多大型哺乳动物的可能。
从巨犀和肉齿目的命运来看,某种大体型哺乳动物的衰退,出了外因外,还可能具有偶然性。
无数大型恐龙的王朝起起落落,除了整个地球环境改变外,也可能仅仅因为物种竞争导致局部生态的改变,就有几率发生动物王朝的更替。
从时间跨度来说,恐龙王朝虽然起起落落,但有着2亿年时间的跨度,而哺乳动物的统治时代也仅仅6000万年。
如果再给哺乳动物1.4亿年的时间,期间出现一段相对温暖的时期,降雨丰沛,出现像恐龙那样的巨型时代,也是可能的。
人类文明是否还能存在1000万年以上,是未知数。理论上来说,哪怕人类对环境能够造成的破坏再大,如果人类1000万年后灭绝,只要人类造成的大灭绝不超过地球史上的五次大灭绝,再过1000万年,地球基本上也能恢复的七七八八。
随着人类科技发展到一定地步,人类让地球物种退回10亿年前也并不是不可能。
毕竟无论海洋还是恐龙时代,食物链关系都显得更为的“笨重”。在今天这个食物链严重倾斜、不平衡的关系中,陆生哺乳动物要大型化发展,可谓是难上加难。
其次,上亿年的跨度,整个哺乳动物可能也已经灭绝,称霸地球甚至有可能是未来几千万年起源的一种全新的主流物种。
无论人类是否灭绝,宇宙中任何高等文明发现恐龙的那一刻,或许都会为之惊叹。