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恐龍為什麼能長到幾噸幾十噸, 而現生的陸地動物達到不了這重量?

生物的體型一直是生物學中一個熱門話題,對於普通人而言,大型的巨獸總是能夠吸引人們的注意,從《侏羅紀公園》、《金剛》以及《哥斯拉系列》電影的爆火就能看出來人類對於巨型生物的興趣。

而要說起現實中的巨型生物,那莫過於生活在幾億年前的

恐龍

了。在19世紀到20世紀的美國恐龍熱將這種巨大暴力的史前生物展現給了全世界,之後隨著全球化的發展,這種恐龍熱逐漸席捲全球。

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其實大眾對於恐龍一直有一個誤解,認為恐龍是某種具體的生物,其實恐龍是對那個年代蜥形綱生物旗下蜥臀目以及鳥臀目這兩大類群的統稱,我們現在能看見包含蛇、鱷魚、鳥類以及龜類等生物都是蜥形綱生物。因為蜥形綱主要的生殖方式是卵生,因此蜥形綱在生物領域有著“龍族”的籠統別稱。

而在生態領域蜥形綱最大的競爭對手是合弓綱,包含現有的幾乎全部哺乳動物,因為合弓綱的主要生殖方式是羊膜生產,也就是胎生,所以合弓綱又有“獸族”的外號。包含恐龍在內的蜥形綱和包含我們人類祖先在內的合弓綱之間數億年的競爭歷史,被我們現代人稱之為“龍獸爭霸”。

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恐龍這個名字,其實來源於一個非常粗淺的翻譯,即“恐怖的蜥蜴”。因為蜥蜴和恐龍都是蜥形綱生物,因此當時的考古人員僅憑恐龍的生理結構就斷定這是某種史前蜥蜴。

不過在大方向上這種想法的確是正確的,恐龍的確算是現代蜥蜴祖先的親戚。後來恐龍一詞傳入中國,當時的翻譯人員直接將這種生物的名字直譯了過來,於是就成為了我們熟知的恐龍。

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巨大的恐龍

包含恐龍的兩大目在當時的生態領域屬於非常成功的物種,因為恐龍在那個年代佔據了全球絕大部分生態位。天上飛的、水裡遊的、在沙漠裡刨沙子的、在叢林裡翻爛葉子找蟲子吃的,在哪都能看見恐龍的身影。恐龍這一類群的包羅永珍造就了恐龍之間極其巨大的生理差距,其中人類目前發現的最小恐龍為趙氏小盜龍,體長不到40釐米,重量不到十斤,就比今天的家雞大了一圈。

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(趙氏小盜龍化石)

而人類目前發現的最大有效種恐龍為阿根廷龍(早期恐龍發掘相當混亂,很多考古人員為了出名直接將不同恐龍化石拼接在了一起,造成了很多無效種恐龍。已知最大恐龍為巨體龍,體長可達60米,但卻是無效種),體長在40米左右徘徊,體重近百噸。

從這個資料來看,恐龍的大小和今天的生物相比具有很明顯的差距,畢竟近百噸的生物放在今天來看是無法想象,現如今最大的陸地生物為非洲象,體長不到10米,體重也才十多噸。

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而現目前人類已知的最大動物藍鯨雖然在體型上能達到阿根廷龍的大小(人類已知的最大生物是一個單株真菌體,屬於蜜環菌屬菌類,生長於美國俄勒岡州,佔地9平方公里左右,長出來的蘑菇能吃),但是藍鯨的體型是靠著海洋的浮力撐起來的。

藍鯨一旦到了陸地,自己的內臟就會被自己的體重給壓碎。因此恐龍這種超大型的動物放在今天來看無疑是一個奇蹟,那麼到底是什麼原因造就了恐龍和現代陸地生物巨大的體型差距?為何陸地動物達到不了恐龍的重量?

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史前生物為什麼這麼大

其實要知道問題的答案,我們得知道為什麼那些史前生物要長那麼大。在地球最早的生命群體中,競爭是非常平緩的。據某些科學家的猜測,地球上最早的食植動物可能是一種像披薩一樣的生物,它們的狀態是一片比較厚實的“肉片”,靜靜的趴在海底的海床上。

那時候整個地球的海底在數千萬年甚至是數億年的演化下鋪著一層厚實的藻類,那時候對於生物來說可真的就是躺平都能吃飽的日子。

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不過隨著時間的推移,這些藻類就慢慢被這些動物吃完了,地球滿是砂石的海床暴露了出來,這時候再想要躺平肯定就吃不飽了,於是地球的生物類群開始了競爭。

有的生物進化出了移動的能力,於是跑到了別的地方吃海藻,但有的動物卻盯上了身邊的肉類,因此它們進化出了啃食能力,開始吃別的動物。於是最早的生態迴圈由此誕生,而動物中最原始的廝殺就此展開。

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埃迪卡拉生物群想象復原圖,那時候的生物都沒有眼睛,所以大家也就隨便長長

對於食植動物來講,要想躲避那些食肉動物有三種進化路線,分別是疊甲、跑路以及變大。厚實的外殼、更快的速度以及更大的體型成為了那個時代生命對於未來出路的探索。

不過後來地球的演化證明,疊甲這種被動挨打的路數是死路一條,歷史上任何疊甲的動物在生態位上的演化都不太成功,而跑路這種進化路線意味著更小的體型和更低的生態位,因此在歷史上罕有以速度著稱的生態霸主,因此更大的體型在那個年代是最主流的進化思路。

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奇蝦,靠著疊甲成為地球早期生態霸主。但當體型更大、咬合力更強的動物出現後它們就從頂級捕食者成為了被捕食者,事實證明疊甲死路一條

後來隨著時間的推移,這些食植動物和食肉動物在競爭上陷入了死迴圈。對於食植動物,只有自己有更大的體型自己的天敵才不敢追擊自己,而對於食肉動物來說,只有自己變得足夠大才敢去追擊這些食植動物。像阿根廷龍這種超級巨無霸一尾巴就能直接掀倒一棟別墅,這要是一尾巴抽到食肉動物身上誰受得了?

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因此在那個年代食草恐龍都喜歡將自己進化得更大,因為只有更大的體型才能保證自己免受傷害,這也導致了我們現在看見的超巨型陸地恐龍都是食植恐龍。對於食肉恐龍而言,如此巨大的體型其能量消耗量是非常驚人的,而且還有比較小的恐龍能抓,因此自己暫且不用進化得那麼大。當然,要是大部分食植恐龍都有阿根廷龍那般大小了,那麼食肉恐龍和食植動物恐龍之間肯定要進行一番新的“軍備競賽”。

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燒了五萬年的大火

當然,陸地恐龍能進化得那麼大還和當年一大因素有關,那就是地球當年的含氧量。我們現在生活的地球其實是地球自身變化和生態圈演化雙重影響造成的,動物的生存狀態對於地球環境的影響也非常大。就以溫室效應來說,很多人認為現有的溫室效應是工廠以及汽車尾氣等的排放導致的,但很少有人知道地球上牛這一種群放的屁也是造成溫室效應的重要原因之一。

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在史前時代,大量的植被生長造成了地球上極高的含氧量濃度,在大約3億年前,地球上的含氧量達到了一個峰值,大約在35%左右,而現今的地球含氧量大約在21%左右。不要覺得這14%的差距好像不大,要是現在地球的含氧量在幾年內變化個1%都能讓一大幫的科學家跳起來。

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地球大氣層,防止了地球氧氣溢散到外太空

當然,恐龍能進化得那麼大和氧氣含量並沒有直接關係,而是間接關係。因為那個年代如此巨大的含氧量引發了一場波及全球的生物大滅絕,那就是“石炭紀燃煤事件”。當時地球上數億年累計的植物在地球上形成了一層相當厚實的煤炭,有科學家猜測,當時地殼下煤炭最厚的地方可能厚達30米。

後來隨著全球版塊的運動,大陸版塊之間的擠壓和摩擦在地下產生了高熱,於是全球地下的煤炭都燃起了,而且因為地球上的高含氧量,這場燃燒無法停下來且波及到了整個地球。有科學家計算,這場大火燒掉了大半個地球,而且持續時間達到了5萬年。

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石炭紀燃煤事件的理論依據是這一年代地質層遠超其它年代地質層的巨量煤炭儲量

這場恐怖的災難直接對地球的氣候造成了極為重大的影響,它對於地球的生態有兩個極為重大的影響,一個是直接葬送了巨型昆蟲時代,讓當時的地球生態位空出了很大一部分,讓恐龍的祖先有了進化得更大的資格。

而另一個影響是讓地球的含氧量直線降低,雖然石炭紀的巨型昆蟲時代地球含氧量比現在高14%左右,但是那場蔓延到大半個地球的大火也燒掉了地球大部分的氧氣,再加上當時劇烈的版塊運動釋放出了地殼中的大量二氧化碳,因此在石炭紀結束後地球上的含氧量一度低至11%左右。

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石炭紀蟲子節胸蜈蚣想象圖,蟲類稱霸的巔峰時代,體長可達汽車水平。因為內臟太過於脆弱不得不用更厚的甲殼保護自己,反而限制了體型的增長,再次證明了疊甲死路一條

雖然11%的大氣含氧量對於動物來說是一個極為不利的生存環境,但是這對於植物來說卻是一個“躺平吃飽”的時代,而這個時代大約是2。5億年前。之後經過了幾千萬年的生長,地球上又蔓布了大量的植物,於是地球上的動物又有了大量的食物來源,而且經過植物持續幾千萬年孜孜不倦得進行光合作用,地球上的含氧量又開始了增加,雖然達不到現在21%的水準,但大量的食物足夠撫平當時食植動物對於地球含氧量不足的不滿了。

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於是在2。35億年前,地球上出現了人類已知最早的恐龍,之後經過了數億年的發展,地球上的食植恐龍在大量的食物以及和食肉恐龍的軍備競賽中,變得越來越大。不過後來的事情我們都知道,在6500萬年前,地球上的恐龍在極短的時間內滅絕了,對於這場滅絕學術界最主流的觀點是一顆大隕石砸在了地球上,導致地球氣候劇變。而這種劇變的環境是當時大型生物滅絕的最主要因素。

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巨型生物的末路

雖然這種龐大的巨獸在很多人的眼裡是浪漫的,但對於生物學家來說,當一個種群只能變得越來越大的時候是相當可悲的,因為這說明了這個種群進入到了高度內卷的時代,它們在進化道路上走入了死衚衕。

為了躲避捕食者,在搶奪交配權的時候戰勝同類,它們只能選擇變得越來越大,然而這種巨大的體型決定了這種生物極低的抗風險能力。因為巨大的體型決定了這種生物漫長的繁殖週期,決定了它們對於食物的巨大消耗量,因此一旦外部環境出現了什麼大的變化,這種生物的種群數量必然極具減少。

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因此隨著地球的演化,一場生物大滅絕後那些體型較小的生物無疑會成為地球新的霸主。畢竟小型的生物意味著極低的繁殖週期以及較小的食物消耗,一旦地球環境出現劇變,這些生命會以極快的速度擠佔生態位,成為地球上新的霸主。

當然,人類是一個相當特殊的例外,因為人類擁有著科技,對於地球生態的影響是非常大的,因此未來地球的生態演化受人類管控的成分居多,這種小型生物成為世界霸主——迅速擠佔生態位——然後部分分支越來越大——受環境影響一下子滅絕的死迴圈可能會被人類打破。

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