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像恐龙这样的陆生巨兽,为何见不到了?是什么限制了生物的体型?

日期: 来源:科学信仰收集编辑:科学信仰

在恐龙家族之中,体重达到几吨、乃至几十吨的个体比比皆是,而这样的陆生巨兽,在恐龙灭绝之后就再也见不到了,这到底是为什么呢?

是不是气候环境无法满足陆生巨兽所需的生存条件了呢?并不是。现在的气候条件与恐龙生活时期的气候条件的确存在着一定差异,但这种差异并不是很大,平均气温也就比中生代低5℃到10℃左右,但恐龙在地球上的分布范围是十分广泛的,各个纬度可以说是均有分布,所以气候条件限制了巨兽的出现是没有道理的。

那么环境呢?

现在的含氧量可比以前低多了。现在大气的含氧量约为21%,而在地球历史上的确出现过含氧量达到35%的时期,那就是石炭纪,而在这一时期,地球上也的确出现了一些体型超大的节肢动物,但这并不意味着动物的体型一定与含氧量有关。石炭纪之所以能够成为巨虫的时代,这与昆虫独特的呼吸方式有关,昆虫并没有我们常见的呼吸器官肺或鳃,它们呼吸主要依靠遍布于身体上的气门,空气通过这些气门直接被输送到身体的各处。

昆虫这种特有的呼吸方式就决定了短程运输效率极高,长途运输则力不从心,因此昆虫的体型很难长到太大,可如果大气中的含氧量很高,那就不一样了。

所以说含氧量的高低能够影响到昆虫的体型,却未必对其它陆生动物有效。既然气候环境不是限制陆生巨兽出现的因素,那么是什么制约了陆生动物的体型呢?主要原因有两个,第一个就是生态位的空缺。巨兽出现的条件是十分苛刻的,而生态位的空缺就是就是一个先决条件。

纵观历史,无论是海洋中的邓氏鱼,还是最初踏上陆地的节肢动物,又或者是后来出现的恐龙,它们能够迅速发展到极限体型都是因为其所处的生态位刚好处于真空状态。

邓氏鱼出现时,海洋是节肢动物的世界,这简直就可以称之为邓氏鱼的食堂。而在节肢动物最初登陆陆地之时,陆地上也没有任何竞争者,只有吃也吃不完的食物,恐龙的出现就更是不必说了。如果不是因为生态位的真空,这些巨兽根本没有办法养活自己庞大的身躯,存活都是问题,就更不要说发展了。

除了生态位的真空,生物力学方面的因素也不能忽视。

早在恐龙出现之前,合弓纲和蜥形纲动物就已经发展到了今天陆地生物的大小,可是它们为什么没有继续发展而成为陆地巨兽呢?因为它们没有相应的生物力学条件作为支撑。相比合弓纲、蜥形纲以及现在的陆生哺乳纲来说,恐龙的骨骼有着更大的生理极限。只要对比一下就会发现,恐龙靠近关节的骨松质分布与人类相当,这是相当了不起的,因为人类仅凭双脚就可以支撑起自身的体重,这是一般动物都无法做到的。

但与人类不同的是,恐龙的骨小梁更厚,且骨小梁的间隙也更大,这意味着骨骼有着更多的中空结构。

研究发现,恐龙骨松质的表观弹性模量会随着体重的增加而增加,而其它大型陆生哺乳动物,比如猛犸象,都不存在这样的力学关系。没有相应的生物力学基础,一味增大体型,最终的结果只有一个,就是自己把自己压垮,这也就是为什么在恐龙之后再也没有出现陆地巨兽的原因了。综上所述,陆地巨兽想要再次出现,首先得来一次生物大灭绝,只有这样才能再次创造出生态位真空,然后还得进化出相应的生物力学结构,如此看来,机会是十分渺茫的。

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