为什么远古时代的动物个体都很大?
✱﹋为什么远古时代的动物个体都很大?
很多史前巨兽的体型都非常巨大,特别是恐龙,某些植食性恐龙的身体简直如一座山一般,科学家们发现许多体重超过100吨的恐龙化石,2-3只恐龙的身体连接起来就和足球场一样长,人类在其面前就如同蚂蚁。
现代能和这些恐龙相比的生物只存在海里,比如蓝鲸的体重可以达到170吨,身长超过30米,它的头非常大,舌头上能站50个人,是目前世界上最大的动物。当然植物的话还有更大的。相比之下,陆地上的动物就显得很渺小了,陆地最大的动物大象还不如刚生下来的小蓝鲸的体重大。那为何史前的动物能够长得这么大,而现在的陆地动物却这么“小”呢?
在此之前,我们要弄清楚一件事,并不是体型大就代表是好的,体型只是生物的一种性状,是环境选择的结果,有时候体型较大的生物还不如体型较小的生物生存的容易。当然,相对来说史前生物的体型通常比现在的生物要大一些,就连蜘蛛、蜈蚣、蜻蜓之类的昆虫身型都在一米以上。
首先,食物充足,远古时期的的气候温暖湿润,森林覆盖率比现在高很多,植物繁多并且茂盛,植物又是生态系统的基础,大部分植食性动物不会为食物发愁,体型自然会增长。肉食性生物也不得不随之增长体型以捕获更大的猎物。
其次,生物体内都含有一种生长抑制基因,可以抑制自身体型的增长,而远古时期的生物很多都不具有这种基因,所以体型就不受控制的增大,现在的蓝鲸也不具有这种基因。
再者,由于以前的植物大多是裸子植物,这类植物的营养价值不如现在的被子植物高,植食性生物必须在体内储存更多的食物,以吸收更多的营养,这种循环就使得其体型持续增长。而现代的被子植物的营养价值非常高,植食类的生物不必再以增长体型为代价来吸收营养了。也可以这样理解,现在的动物体型本就很小,又特别适宜现在的环境,没有必要再做出改变来适应环境。
最后,也是最主要的原因,远古时期的大气含氧量很高,适宜大型生物的生存。我们知道,体型越大的生物,其运动消耗的氧气就越高。如果史前的大型生物生活在现在,每走一步就会气喘吁吁,就好像你站在高原上一样,喘不过气来。同时,现在的含氧量也限制了动物体型的增长。
这些就是为什么很多史前生物的体型那么大,而现在的陆地动物长不了这么大的原因了,如果你还有其他的说法,欢迎留言。
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答:物种竞争让远古时代的动物向大体型进化,而高浓度的含氧量给大体型动物提供了先决条件。
在3.5亿~2.95亿年前的石炭纪,陆地植物大量出现,此时动物完成了从水中向陆地转移的关键进化,这一时期的大气含氧量高达45%,是地球有史以来含氧量最高的时期。
此时段内,陆地上的生物以巨大的昆虫为主,比如体型长达1米的“蜻蜓”,这一时期还有个别称——“巨虫时代”。
接着就是二叠纪生物大灭绝,陆地上超过96%的生物在50万年内不见踪影;然后迎来三叠纪的恐龙崛起,动物体型越来越大,比如:
(1)地球上出现过最大的恐龙——易碎双腔龙,体长可达35米,重量超过200吨;
(2)地球上出现过最大的飞行动物——风神翼龙,翼展可达10米,体重可达0.25吨;
之所以远古动物体型巨大,其中一个重要的原因就是物种竞争的需要:体型越大的动物,在和其他物种竞争时越具有优势,天敌也越少,在环境资源丰富的情况下,远古动物开启了向大体型进化之路。
另外,体型越大的动物,呼吸系统越庞大,氧气在动物体内局部扩散靠的是浓度差,氧气含量越高,平均扩散距离越长,这将大大降低呼吸系统的复杂程度,而那时候大气的高含氧量,给大体型动物提供了先决条件。
正是有了先决条件和进化动因,才使得远古生物的体型一般都很大。
但是体型的巨大,存在一个不可弥补的缺陷,就是对环境变化的适应能力低,一旦环境发生改变,比如含氧量降低、食物来源减少、各种天灾异祸,大体型的生物将会首当其冲。
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ℰ↿为什么远古时代的动物个体都很大?
地球存在的历史已经非常非常悠久了,从人类能够探寻到的最早出现生命的时间,可以追溯到地球形成后的十亿年,这十亿年,生活在地球上的动物经历了更迭交替,发展变异,慢慢变成了我们现在所看到的样子。
从发掘出来的生物化石来看,生物学家和科学家们在研究后发现了一个问题,史前生物都有着超乎想象的巨大体型,就拿我们最为熟悉的曾经统治地球的霸王龙来说,它的体型无疑是十分巨大的,还有中生代时期,1米大的蜻蜓,3米长的巨型蜈蚣,相比之下,我们所见的现代动物,却要小太多了。
为什么史前生物能够长的这么庞大,而现代的动物却不行呢?究竟是什么原因,控制了它们的大小呢?
这里要说一个环境问题,恐龙生活在距今2.3亿年前的中生代时期,曾称霸地球1.2亿年之久,史前世界的自然环境和我们现在的环境相比有着很大的差异,那时候的气候和食物资源更丰富,这就更适合它们成长为更巨大的生物。
还有一个原因就是空气中氧气的含量,史前时期空气中氧气含量最高曾达到35%,现在的空气中氧气的含量只有21%,含氧量的浓度加上自然环境的优渥,也成就了史前生物巨大的体型。
ℊ┬为什么远古时代的动物个体都很大?
图示:有史以来最大动物蓝鲸
首先要更正题主的一个错误,有史以来最大的动物生活在现代,海洋中的蓝鲸被认为是地球生命诞生之后最大的动物,蓝鲸体长超过33米,体重超过200吨,目前濒临灭绝。至于题主之所以有远古时代的动物个体都很大的印象,主要来自两个特殊的地质年代,在那些年代植物和藻类极端繁荣,因此造成大气中的氧气含量达到有史以来的最大值。请看下图。
图示:纵坐标的单位每格是百万年,起点是10亿年前,终点是现在,可以看到在大约距今三亿年前有一个大气氧浓度的高峰期,大气中的氧气浓度达到35%,然后剧降之后,又在大约一亿年前达到氧浓度30%,而远古时期的巨大昆虫包括恐龙的繁盛王朝就生活在距今大约一亿年前,然后氧气浓度开始稳步下降到今天的大约21%的水平。
图示:这是不同地质时期中的动物明星或明星动物,从三叶虫到哺乳动物,其间经历过一过巨型昆虫时期,即图片中的那个像蜻蜓一样的图标,注意看它所对应的时间大约距今320~290个百万年前,即距今3.2~2.9亿年前,在看看上面那张地球历史大气中的氧气浓度波动图,不难发现这两者具有一目了然的相关性。
为何氧气浓度的变化与昆虫的体型大小相关呢?
要将相关性转变为因果关系,即因为氧气浓度高所以才会进化出巨型昆虫,即允许巨型昆虫生存,那就需要了解一下昆虫是如何利用氧气的。由于没有任何理由认为,因为有巨型的昆虫所以大气中的氧气浓度才那么高,所以我们不需要担心犯下颠倒因果关系的错误。看图,昆虫的呼吸循环系统。
图示:昆虫的“呼吸”系统
昆虫没有如四足
动物这样的由肺和相关肌肉构成的主动呼吸系统,而是通过遍布在体表的气孔气道实现“呼吸”作用,空气在这些越分越细的气道中自由扩散,同时与血液实现气体交换的过程,由于缺乏主动呼吸功能,导致昆虫的极限体型大小严重受制于空气中的氧气浓度,氧气浓度越高能够扩散的距离越远,也就打开了巨型昆虫进化的生理学限制,反之则巨型昆虫必将窒息而死。另外,昆虫的动静脉系统不够完善,对氧气的利用效率比不上四足动物,所以今日的氧气浓度能够支持庞大如蓝鲸般的动物生存,但却已经无法支持如远古般巨大的昆虫生存了。
其他远古巨型动物
通过增大体型来对抗掠食者是自然界动物生存竞争中的常见套路,只要有可能,动物的体型就会像巨大化发展。但每一次巨大的自然灾变,通常都是体型越大越容易倒霉,即便不直接死于天灾,也会因为食物匮乏而亡,宇宙间没有免费的午餐,大体型固然在生死竞争中有优势,只要熬过成长期,就再无被掠食者捕杀的性命之忧,但与此同时则需要充足的食物供应。
图示:嘿,据说流星会带来好运。
题主所言远古巨大的鸟,其实已经是恐龙大灭绝之后,伴随着生态系统的恢复,逃过一劫的鸟类在曾经的霸主恐龙被清场之后,发展出来的新巨型动物了。
图示:各种大鸟到巨型鸟类。可惜生活在新西兰的恐鸟被毛利人的祖先给吃光了,不知道未来的动物学家们有没有能力用化石中的基因将它们“复活”
の↢为什么远古时代的动物个体都很大?
回答:因为那时候人类还没站上食物链顶端,。这些动物就是地球上的统治者,它们叱咤风云,为所欲为,要风得风,要雨得雨,所以,它们身型高大威猛就不足为奇了。
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