海洋哺乳动物之所以这么大,是与水的浮力让它们摆脱了重力的束缚有关。浮力使其自由成长是一个因素外,Gearty也表示,为了在海洋中保持温暖,海洋哺乳动物需要足够的重量来维持新陈代谢,所以寒冷也是致使它们进化出更大体型的因素。
在新西兰的奥克兰群岛海岸,一只南露脊鲸正悄悄靠近潜水者。
摄影:BRIAN J. SKERRY, NATIONAL GEOGRAPHIC CREATIVE
撰文:CARRIE ARNOLD
陆地哺乳动物庞大的身形足以让人类相形见绌,不过地球上真正的“巨人”其实生活在海洋里。
在一项新研究中,科学家们似乎找到了海洋哺乳动物的体型大只的原因。研究负责人、斯坦福大学的生态学家William Gearty告诉我们,海洋哺乳动物“必须在摄入足够的食物和产生足够的热量之间保持平衡”。
之前,科学家认为,海洋哺乳动物之所以这么大,是与水的浮力让它们摆脱了重力的束缚有关。浮力使其自由成长是一个因素外,Gearty也表示,为了在海洋中保持温暖,海洋哺乳动物需要足够的重量来维持新陈代谢,所以寒冷也是致使它们进化出更大体型的因素。
他说:“这些动物体型庞大是有特定原因的,不是因为它们的基因决定它们可以拥有庞大体型,而是它们必须进化出这么大的体型来保持温暖。”
越大越好?
Gearty和同事创建了一系列电脑模型,来分析影响体型的因素。他们发现决定海洋哺乳动物体型的因素可以归结为两点。
第一,这些动物需要庞大的身形来保证足够的体温。根据模型,大型哺乳动物在周围水域中损失的热量更少,和那些体型略小的对手相比,它们更有可以保持温暖的优势。这项研究结果发表在《美国国家科学院院刊》。
但大型动物需要更多的食物来保持体型,而这成为了Gearty的模型发现的第二个因素。大型哺乳动物需要更好地保存热量,所以它们摄入的食物也会很多。
英国雷丁大学的进化生物学家Chris Venditti没有参与这项新研究,他表示,在动物研究领域,体型是最重要的特征之一。
“如果你打算测量动物的某一个属性,那一定是从体型入手,因为这和它的很多方面有关系。只要知道了动物的体型,那基本上也就了解了它的运动方式和代谢速率。”
重力测试
在最近5年里,科学家们发现,有证据表明,随着时间推移,哺乳动物家庭往往会进化出更庞大的体型。越大的动物,在争夺配偶、食物和其他资源方面有着更多优势,还能接触到更多种类的食物。
但陆地上的哺乳动物就深受重力之苦:它们自带巨大的骨骼和血管,在支撑身体的同时,它们还要兼顾移动性。给几吨重的动物称重都不是件容易的事,比如大象。
研究数据表明,水生哺乳动物最小的体型是陆地上的同类的1000倍,而最大的却只有25倍。这意味着,有某种因素在迫使海洋哺乳动物变大。
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