为什么海洋哺乳动物都长得差不多大,为什么海洋哺乳动物长得比鱼大

宠物先生 宠物资讯 2022-10-15 160 0

蓝鲸被认为是已知的地球上生存过的体积最大的动物,是一种海洋哺乳动物,属于须鲸亚目。长可达33米,重达181吨。蓝鲸的身躯瘦长,背部是青灰色的,不过在水中看起来有时颜色会比较淡。

以往的观点认为,鲸类之所以能长那么大,是因为它们可以长那么大。海洋能够提供浮力,提供食物,而又极其广阔,似乎就是这种无拘无束的环境造就了海洋哺乳动物庞大的体型。

绝大多数海洋哺乳动物的重量都处于略高于500千克的水平——与海豹差不多。

不过新的研究指出,水生哺乳动物身上的束缚也许更多——而不是更少。为了搞清楚这件事,研究人员观察了3859种现存哺乳动物和2999种化石物种,指出这些动物的体重是如何随着哺乳动物系统的演化而变化的。他们的研究发表在3月份的《美国国家科学院院刊》上。

以磷虾为主食使须鲸成为了海洋中体型最大的一类动物

尽管存在一些例外(某些巨大的鲸类和水獭),但绝大多数海洋哺乳动物的重量都处于略高于500千克的水平。相比之下,与它们对应的陆地哺乳动物在体型上的差别要大得多。犬类、长颈鹿和大象分别与海豹、鲸类和海牛属于类似的演化群体,但水生种类的体重差异明显更小。研究人员认为,这表明使哺乳动物体型变得更大的原因不仅仅是水。他们被这个特定的重量吸引住了。

座头鲸,成年个体长达12-16米,重约36吨。

研究数据揭示了这种奇特的体型分布背后的原因:海水会夺走热量。

物质的比热是指将1千克物质的温度提高1开尔文度所需的热量。因此,海水绝对属于“高比热”。这意味着海水可以从中漂浮的动物身上吸走大量热量,而海水温度却不会有明显变化,因此哺乳动物只能把身体泡在冰冷的水中。

因此,为了不使自己全身的热量都流失到周围水体中,哺乳动物必须有相当大的体型。许多水生哺乳动物都演化出了厚厚的脂肪层,以避免热量流失,但该研究指出,体型增大也可以达到同样的效果。据估计,适宜在水中生存的最小体型大约比陆地上的最小值大三个数量级。

500千克是一个很微妙的数字,既小到足以保暖,又不至于太大,从而需要摄取巨量食物来维持新陈代谢。太大的体型必须耗费很多精力来搜寻食物,没准还找不到多少,所以在水里长成庞然大物有风险的。

如果水生动物想变得更大,以抵御海水的冰冷,传统的进食方法明显不够,为了更好地进食,须鲸就改变了进食方法。当它们从有牙齿转变为有鲸须时,才得以演化出巨大的身形。那些大型过滤网似的东西使须鲸们能在吸进海洋生物的同时排出海水,只留下磷虾和小鱼吞进肚子。这是个高效得多的进食方式,因为猎食过程简直太轻松。这就让须鲸们能够比有牙的兄弟们长得更大。

须鲸靠鲸须过滤食物

水獭是个小个子的特殊例子。

一般而言它们仅有45公斤重——比它在陆地上的对应生物鼩鼱要大,但远远比不上海豹。研究人员虽然不确定为什么会这样,但是他们怀疑这可能是因为水獭不是完全的水生动物。水獭大部分时间生活在陆地,虽然他们可以在水中生活。水陆都可以生活的特质让水獭有了介于两者之间的体型。

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海洋中的动物为什么比陆地动物要大?

海洋中的生物为什么要比陆地生物大呢?知道原因后发现原来生长在海里会更容易生长。

生活环境大

众所周知,海洋上的面积是7分海洋,三分陆地。那么海洋生物的生活环境,总体就比我们陆地生物要大很多。并且在历史上最古老的生物就是在海里发现的,他们的发展历程比人类长了很多,很多他们的运动方式为游泳。而陆地上的生物的运动方式为爬行或者走路,因此两个环境受地心引力的影响还是有很大差距的。并且海洋生态环境比较平稳,温度也温差也没那么大,所以生物体就容易生长。海洋空间也足够的大,所以海洋生物的生存环境和空间都比我们陆地上来说更容易。海洋中的食物也非常的多。
巨大的海洋动物

在陆地上最大的动物大家都知道是大象,但是和海洋生物相比,大象实在是太小了,最大的海洋生动物是蓝鲸。他重可以是达到了180吨,相当于20多头非常大的大象。因此大家都知道,作为哺乳动物,海洋生物是多么的巨大,而我们是多么的渺小。而在动物学上,这也叫做深海巨人症。但是也有人提出质疑,因为海中的蜗牛就比较小。

骨骼的原因

有人说我们不必要思考海洋动物为什么大,而是要思考陆地生物为什么这么小。我们陆地生物的体型受到了骨骼的限制。因为我们的骨骼没办法承担住太大的体重,但是在海洋中由于浮力的作用,骨骼的负担被解放了。那么就体型就完全不受限制,可以随便增长。他们的进食方式也非常高效,他们可以迅速的吃入大量的食物,而且不需要耗费太大的体力。较大的体型也能减缓他们新陈代谢的速度,这也是他们巨大的原因。还有一种可能是空气中的氧气含量在海洋中会比较高。不过现在应该还无法完全站得住脚。

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为什么现在的哺乳动物长不到恐龙那么大了?

现代动物,陆地上是没有恐龙那么大的了,但是海洋里的蓝鲸不但比任何恐龙都大,其体型也能几乎持平恐龙时代最大的动物——巨型鱼龙了。

现存最大的动物:蓝鲸

首先要明确的是,任何时代的动物都是有大有小的,而且都是小动物占更多数。我们所熟知的都是恐龙中的大型种类,因为大动物更容易留下化石,更容易被科学家发现,也更容易为公众所熟知。事实上,小型恐龙更是种类繁多,例如发现于我国内蒙古宁城县的胡氏耀龙,骨架长只有27厘米,算上尾羽估计全长也就40厘米,是最小的恐龙之一;而出土于辽宁省髫髻山组的短羽始中国羽龙,骨架长也不过30厘米。这些小恐龙都是原始鸟类的近亲,它们的不断出土不但证明了恐龙可以很小,也使得恐龙和鸟类的界限越来越模糊。而我们的祖先——原始的哺乳动物,在恐龙称霸之前就已经出现了,在恐龙时代只有耗子那么大。

最小的恐龙:胡氏耀龙

短羽始中国羽龙

那么,为什么恐龙能变得那么大呢?动物学上有条柯普法则,从化石记录的信息来看,生物总是不断变大的,直到其灭绝。科学家发现,对绝大多数生物来说,体型大的个体确实比体型小的具有生存和繁殖方面的优势,它们可以得到更优质的食物资源,并与更多异性交配,从而留下更多后代。大个体留下的后代也倾向于更大,这样代代淘汰掉小个体,动物就会变得越来越大了。

最大的恐龙:阿根廷龙

然而,动物的大型化并非一朝一夕可以完成的。恐龙出现于三叠纪晚期,当时的恐龙体型并不大,侏罗纪有八千万年,大型蜥脚类恐龙如梁龙、雷龙和腕龙都出现自侏罗纪晚期;白垩纪又有八千万年,最大的恐龙——阿根廷龙出现于白垩纪中期,而最著名的兽脚类恐龙直到白垩纪晚期才出现。现代马的祖先——始祖马只有狐狸那么大,它们用了四五千万年才演化成现在的样子。

恐龙时代的霸主:霸王龙

大型化并不能持久下去,否则地球上早就遍地都是巨物了。事实证明,大型化不但不是进化史上的康庄大道,反而是一条不归路。动物一旦落入大型化的陷阱,迎来的必将是短暂的繁盛与快速的消亡。环境引导动物走向大型化,却最终欺骗了动物,它是会变化的,地质运动、超新星变化、天外来客的撞击都会导致环境急剧改变。动物适应环境而生,也将因环境改变而亡,这就是生物大灭绝,在地质史上已经发生过五次了,把恐龙送进坟墓的是距今最近的一次,发生在距今6600万年前的白垩纪末期。大灭绝消灭了行动迟缓、繁殖慢的巨型动物,较小的种类取而代之,然后不可避免地重走大型化之路,直到下一次大灭绝来临。这就是生物演化的规律。

现在,我们可以回答为什么今天陆地上没有恐龙那么大的动物了。恐龙灭绝到今天有6600万年,这个时间段在地质史上还不算太长,而且在此期间陆地上发生过多次次级灭绝事件,影响了哺乳动物长到足够大。例如,距今3400万年的始新世-渐新世灭绝事件,消灭了安氏兽、犹因他兽,将这些第一批哺乳动物巨兽送进了坟墓。而2300万年前的古近纪-新近纪灭绝事件,又导致有史以来最大的陆地哺乳动物、可达20吨的巨犀绝灭。距今最近的一次次级灭绝事件发生在1.2万年以前的冰河时代结束之际,最大的猫科动物无鬃狮和毁灭刃齿虎、长毛的猛犸象、像今天大象那么大的大地懒都是那个时候灭绝的。我们现存最大的陆地动物,大象、美洲野牛、老虎和北极熊等,都是那次灭绝剩下的,而不是新演化出来的巨兽。

冰河时代的巨兽:猛犸象

从生物演化规律上来说,我们今后没有理由看不到恐龙那么大的哺乳动物。但我们人类自己可能正在改变这一切,如今气候越来越恶劣,食物越来越少,生境越来越破碎化,再加上人类的滥捕滥杀,已经越来越不适合大型动物生存,小型动物才能活下去。因此,甚至有专家指出,我们现在正处在第六次生物大灭绝之中,可是我们自己却还浑然不觉。不同的是前几次都是宇宙和地球导致的,这次是人类干的。

有人说恐龙大是因为中生代的大气含氧量高,此为无稽之谈。据分析,恐龙时代的大气含氧量在15-25%之间波动,恐龙灭绝以后至今是21-25%,差距并不大;三叠纪、侏罗纪的大气含氧量长期比较低,一点也没耽误恐龙走上大型化。大气含氧量确实会对动物体型造成影响,但主要是对呼吸器官简单的节肢动物。寒武纪大爆炸以来大气含氧量最高的时代早在恐龙时代开始前一亿多年,是古生代的石炭纪,当时大气中有35%是氧气,那时候的蜻蜓能长到海鸥那么大。不过,同时期的两栖动物,可就比后来同为四足脊椎动物的恐龙、巨兽要小多了。

石炭纪的巨型蜻蜓

还有人说恐龙大是因为中生代的气候温暖,这是只知其一不知其二。不管在温暖的环境还是寒冷的环境,体型大都有好处。在寒冷环境中,体型大的动物表面积/体积比较小,可以减少热量散失。而在温暖环境下,体型大对隔绝热量有好处,使动物避免身体过热。现在全球气温比冰河时代高多了,但动物却比冰河时代的明显小,现代狮比无鬃狮小,非洲象比猛犸象小,北极熊也比巨型短面熊小。可见,动物大小和气温无必然关系。

现存最大的陆地动物:非洲象

当然,确实有些因素促进了恐龙长那么大。恐龙时代的植物叶子中普遍还有木质素,这对大型的植食性恐龙更有利,体大意味着食物经过消化道的时间更长,可以使消化道细菌更好地发挥作用,从而促进消化和吸收。另外,恐龙的骨骼很可能和鸟类一样有气穴,这意味着恐龙的体重比同体积的哺乳动物小,不会因为承受重力过大而塌陷。但这些因素并不会必然导致恐龙长那么大。实际上,恐龙的变大只是正常的生物演化规律,我们无需大惊小怪。眼下我们还是多关心下当下吧,如果再不保护好地球环境,可能我们的子孙后代就要问为什么没有像大象、老虎那么大的动物了。