世界不思議

地球上生物的尺寸是由“誰”決定的?它們遵循著“規律”嗎?

生活在地球上的各種生物,在物種的數量和個體的大小上,有一定的規律。例如,地球上最大的動物能夠長到多大呢?現在我們所知道的,只有像鯨那麼大。

為什麼不能再大了呢?植物也是一樣,最高的樹木是桉樹,可以長到100米以上,最高可達155米。

為什麼不能再高了呢?又如,大洋和陸地的面積之比是3:1,大洋面積是陸地的3倍。而大洋裡的最大動物是藍鯨,可以長到31米,大陸上的最大動物是大象,大約只有10米,差不多也是3:1。由此可見,生命世界還有一個尺度開關,或者叫做尺度效應。各類生物的大小,都有一定限制,並不是想長多大就可以長多大,想長多高就長多高。

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不僅如此,如果把動物按大小分成幾個等級,將會發現,最大的動物只有兩種,陸地上是大象,海洋裡是鯨。次一級的動物,海洋裡有鯊魚、海豚、海象和海豹等,陸地上有馬、牛、驢、老虎和獅子等,在個體尺度上都要小得多,但物種數量要多得多。更小的動物,陸地上是狼、狐狸,各種鳥類和雞、貓、兔等,海洋裡是各種各樣的龜、蝦、蟹、魚,物種就更多了。以此類推,從昆蟲到微生物,個體愈小,種類則愈多。植物也是如此,從喬木到灌木到小草到藻類,個體愈來愈小,種類卻愈來愈多。整個生命世界,從大到小,構成了一座上尖下大的金字塔。由此可見,、生物個體的尺度和物種的數量之間,有著明顯的規律。

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於是又想到了恐龍的滅絕。在地質上稱為中生代的早期,地球上演化出了巨大的恐龍。

根據出土的化石來看,當時最大的恐龍大約有23米長,比現在的大象大一倍還多,但卻同樣生活在陸地上,看上去與上述的論斷似乎是有矛盾的。但是,必須指出的是,那時候,地球上所有的大陸都還是連在一起的,叫做泛大陸,或者聯合古陸,也許正因如此,巨大的恐龍才有可能演化出來,並且生存下去。到了中生代的中期,即大約1億多年以前,由於地幔對流和板塊運動的結果,原來的聯合古陸四分五裂,這就是所謂的“大陸漂移”。

結果,大陸的規模變小了,而恐龍龐大的軀體,大大,超出了大自然所能允許的尺度,於是便從地球上、,消失了。迄今為止,人們對恐龍滅絕的原因,做出了各種各樣的猜測,但是最根本的原因,可能還是因為它們過於冒進,不僅長出了如此龐大的身軀,而且種類也多得難以計數。大約正因如此,所以聯合古陸一解體,恐龍們便失去了生存的基礎。
人類也是如此,個子不可能長得太高太大,人種也不可能太多。如果人的身高可以長到幾米甚至十幾米,大風一吹就會腰折,很難生活下去。當然,長得太小也不行,例如只有幾十釐米,像是小人國似的,很容易成為其他動物的獵物,怎麼發展人類文明呢?實際上,在人類進化的歷史上,也曾出現過比現在的人類更加高大的人種,例如曾經生活在美洲北極地區的人種,就比現在的因紐特人高大得多。據說,他們非常強壯,一個人就能扛起一頭幾百千克的海象,而現在的因紐特人,要搬動一頭海豹都很吃力。但是,後來他們卻消亡了。由此看來,現在人類身體的大小,可能是最合適在地球上生存的。

不僅如此,各種生物在生存空間和資源分配上,也都自然得當、井然有序,有著一定的規律。例如,森林、灌木和小草,各自佔有自己的空間。動物也是如此,從大到小,各有自己的生活領域。而且,食肉動物各有自己的獵取對象,食草動物各有自己愛吃的食物,互不干擾,分而食之,看上去很是配合默契。例如,在北極,鼬鼠只能吃旅鼠,狐狸除了旅鼠之外,還可以抓隻兔子之類的換換口味,但卻從來不打馴鹿的主意。狼的眼睛則盯著馴鹿和麝牛,甚至對兔子都不屑一顧。而在世界其他地方,老虎和獅子的眼睛盯著的都是野牛和羚羊之類的大型動物,從不費勁巴力地去追逐兔子和老鼠。只有熊類是例外,從樹上的鳥到水裡的魚,從旅鼠到馴鹿,逮著什麼吃什麼。
俗話說,大魚吃小魚,小魚吃蝦米。一般規律是如此,但是也有例外。有些小魚敢於向大魚進攻,例如虎鯨,就可以向比自己大許多的藍鯨發起攻擊。

而體格龐大的藍鯨,雖然是地球上最大的動物,卻並不吃大魚,而是以蝦米為食,這叫做大“魚”吃小蝦。那麼,海裡的情況為什麼會如此反常呢?這是由於鯨的反常行為造成的。
從解剖學上來說,鯨的前鰭也是五個手指,與人的雙手非常相似。由此,生物學家們斷定,鯨本來也是陸地上的哺乳動物。大約6000萬年以前,陸地上出現了一個哺乳動物的家族,它們有四條腿,一個尾巴,全身覆蓋著皮毛。

它們是胎生的,小生命在母親的肚子裡發育,直到成熟才降生,叫做四蹄類。現在的牛、馬、羊、河馬、犀牛、老虎和獅子等,都是它們的後裔。那時候,這類動物中,有些居住在水邊,沿著湖泊海岸尋找東西吃。有時為了捕到水中的食物,不得不下到水裡。漸漸地,它們適應了在水中漫步,慢慢學會了游泳,並且能夠潛到水下去尋找食物,因此而學會了屏住呼吸。後來它們發現,水下的食物要比陸地上多得多,在水裡的時間便愈來愈長,只是偶爾到陸地上來休息。隨著時間的推移,它們逐漸適應了大海裡更加廣闊的環境,陸地上的庇護所已經沒有必要了,乾脆下到了海裡,這就是最初的鯨。
但是,從出土的化石可以看出,最初的鯨比現在要小得多,身體也細得多,後來才發育得愈來愈大,進化到了今天的樣子。由此也可以進一步證明,尺度效應確實是存在的。
有意思的是,分子生物學的研究表明,鯨在陸地上還有許多近親,像牛、羊、豬等雙蹄目的動物,都是它的遠房親戚。而與鯨最接近的是河馬,這兩種動物的某些蛋白質分子的排列,竟有90%以上是完全一樣的。然而,河馬的身體卻比鯨小得多,為什麼呢?唯一可能的解釋,就是因為河馬生活在陸地上,其活動的空間要比鯨小得多,因而受到了尺度效應的限制。

那麼,大自然為什麼要對生物的尺度大小、物種多少和生物總量實行限制呢?這裡由地球的生存空間和資源總量所決定的。地球就這麼大,資源也就這麼多,不可能養活更大更多的生物。例,如,在一個很小的池塘裡,不可能生長出很大的魚。一個很有趣的現象,有一種魚本來可以長得很大,但在一些小池塘裡,它們卻在很小時停止了生長。為什麼呢?就是因為它們的食物和生存空間都是有限的。考古學家曾在印度尼西亞弗洛裡斯島上的一個洞穴裡,發現了一具“弗洛裡斯人”(又稱小矮人)的完整骨骼化石和其他6具骸骨的碎片。骨骼化石屬於一位約30歲的成熟女性,身高僅有1米左右,體重約為25千克,頭部像葡萄柚那麼大,腦量僅為380毫升,只及現代人的四分之一。為什麼會這麼小呢?就是因為他們生活在一個小島上,活動空間和食物資源都受到了很大限制的緣故。
地球上生物的尺寸是由誰決定的?所有這些問題,至今還沒有人去研究,而且可能也不好研究,因為只有一個星球有生物,沒有辦法進行對比。如果將來在其他星球上也發現了,生物,而且也進化到了像地球上這樣的程度,那時就可以找出規律來了。例如,我們不妨可以設想,月球上如果有生物,最大的動物也許只有地球上的狗那麼大,甚至更小。
如果進化出人類,身高也許只能長到幾十釐米,月球上將是真正的小人國。而木星上如果有生物,最大的動物也許身長可達幾百米。如果有木星人,他們的身高也許可達十幾甚至幾十米,完全是一個巨大的世界,一個個都會是龐然大物。如果木星人入侵地球,看到地球人大概會以為是一群小雞。當然,地球人也用不著特別害怕,可以跟他們打游擊,只要能堅持下去,就會取得最後的勝利。因為他們的個子太高,超出了地球上所能允許的尺度,用不了多久,就會受到尺度效應的制約,像恐龍那樣從地球上消失。

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