为什么感觉南方的动物大都体型较大,北方较小,而人却相反呢?
▍为什么感觉南方的动物大都体型较大,北方较小,而人却相反呢?
我国最大的陆生动物是大象,而大象如今仅分布在云南,云南属于南方,所以从这个角度说,南方的动物确实比北方的动物大。但是,要知道大象曾经的分布地可是到达过河北、北京的,但是没有证据表明曾经北方的大象比南方要小。(下图中浅色部分为亚洲象历史分布,深色为现今分布)
恰恰相反的是北方大多数动物体型比南方要大一些,我们来举几个例子,世界上最大的老虎是东北虎,它就生活在东北地区,属于北方,而南方生活的孟加拉虎、华南虎体型都比东北虎要小。其次,野猪在我国几乎全国分布,而在众多的亚种中,东北野猪是我国野猪体型最大的,在南方野猪的体重平均只有120-150公斤,而在东北能够达到200公斤。
我们再来看一下人,我国南北方人的身高也是有一定差异的,根据《2014中国学生体质与健康调研报告》来看,城市学生和农村学生身高平均最高的前四名是:黑龙江(176.12,174.21,前面为城市学生平均身高,后面为农村)、北京(175.62,175.03)、山东(175.38/174.55)以及天津(175.08,174.58),而排名最后的四位是分别是(城市学生):广东(170.80)、广西(170.48)、海南(169.27)以及贵州(168.01),(农村学生):云南(169.10)、海南(168.09)、广西(167.86)以及贵州(166.40)。
从上面的调查数据看,从整体上,确实北方人要比南方人的身高高一些。除了我国南北方外,其实从世界的角度看,高纬度的动物和人普遍要比低纬度的动物和人体型要稍大一些(相近物种),我们以熊为例,现存最大的熊是北极熊,它生活的纬度是最高的,排名第二的是科迪亚克棕熊,它生活在阿拉斯加的科迪亚克岛上,纬度仅次于北极熊,而最小的熊,它主要分布在东南亚和南亚的热带和亚热带森林之中,纬度是最低的。
那么,是什么造成了相近的物种纬度越高,体型反而越大呢?目前根据科学家们的研究发现了两个至关重要的因素:保暖和食物。下面我们详细地来说一下这两个因素是如何影响动物的体型的?
首先是保暖
早在19世纪,科学家们就注意到了一个现象:相似或者同一物种在不同纬度分布的体型有很大的差异,而且从整体上看,动物体型的增加与纬度的增加是吻合的,于是,在19世纪,德国的生物学家卡尔·克里斯琴·伯格曼(Carl Christian Bergmann)根据这一特点,提出了“伯格曼法则”(Bergmann's rule)。
他提出对于大多数哺乳动物来说,生存环境的纬度越高,体型就越大,这个理论受到了动物界的一致认可,因为这背后的逻辑与温度有很大的惯性系。地球以赤道为中心线向南和向北,纬度都是在递增的,在纬度增加的同时,温度却是逐渐递减的,那么温度越来越低,为何动物的体型越来越大呢?这就与保暖有关了。
哺乳动物都是恒温动物,它们的体温要始终维持在一个稳定的水平上,但是越寒冷,显然植物的丰度就会下降,所以,想要保持体温,就要先减少体温的流失,也就是保暖。
哺乳动物的保暖仅仅是有毛发还是不够的,不然生活在热带的熊岂不是要热死了,所以生活在寒带的哺乳动物除了有厚厚的毛发外,还要减少体内热量的流失,所以体型增加就显得尤为重要了。
因为随着动物体型的增加,其体表面积与动物体积比(相对体表面积)会变小,相对体表面积变小会让体表散发热量的比率变小,让它们具有更强的保暖能力,以适应高纬度的寒冷的生活。
其次是食物
伯格曼法则能够解释大多数的同类哺乳动物在不同纬度的体型差异,但是,仅仅是纬度还是不够的,因为动物要摄入食物,而食物显然也是决定动物体型的一个重要因素。
早在2010年,美国德州农工大学(Texas A&M University)的华裔生物学家何传启(Chuan-Kai Ho)以及其研究团队通过一个实验表明了食物与动物体型之间的关系。首先,他们选择了来自于不同纬度的同一种动物-稻飞虱幼虫。
稻飞虱成虫
稻飞虱幼虫是一种主要危害水稻的昆虫,它们主要以水稻下部茎秆内的汁液为食。之后,研究人员将稻飞虱幼虫分成了两组,一组提供来自于高纬度的水稻食用,一组则提供低纬度的水稻食用,结果发现食用高纬度水稻的稻飞虱幼虫长大后明显比另一组的体型要大很多,要知道这两组稻飞虱幼虫中是混合了高低纬度的个体的。
之后,研究团队又对蚱蜢和海蜗牛做了类似的实验,结果与稻飞虱实验结果出奇的一致。
实验表明,同样的一种植物,生长在高纬度的也比低纬度的营养价值要更高,这可能与高纬度地区植物的生长较慢、生长周期比较长有很大的关系,毕竟生长周期越长,往往动植物的营养价值也就相对更高一些。
当然,凡事都有例外,以上的理论通常对哺乳动物以及部分的昆虫适用,但是对于大多数昆虫来说并不适用,因为体长可达30厘米的皇蛾以及体长可达21厘米的泰坦甲虫几乎都生活在热带,它们要比其他的飞蛾和甲虫要大,所以科学家们又提出了一个新的观点:对于大多数的昆虫来说,发育时间越长的昆虫,体型越大,这与食物的营养价值高低以及温度关系不大。
总结一下
从哺乳动物的角度看,南方的动物大都比北方的动物小(不止南北方,还包括纬度的高低),这与哺乳动物在高纬度需要更小的相对体表面积以及同样或者类似食物的营养级高低有很大的关系,虽然这解释了食草动物,但食肉动物是以食草动物为食的,所以它们也受这两个关键因素的影响。
▍为什么感觉南方的动物大都体型较大,北方较小,而人却相反呢?
其实动物也是越北越大,题主的立足点只是大象吧,其实北方以前的猛犸象比非洲象更大,只不过被人类杀光了。老虎也是西伯利亚虎大于孟加拉虎大于印支虎,熊类也是北极熊大于棕熊大于黑熊大于马来熊,狼也是北美狼大于南方狼。科学的发现就是纬度越高越寒冷的地方,生物性成熟的时间就越长,所以就越大,人类也是如此。而且对于动物而言,越寒冷的地方越需要厚厚的脂肪保护,虎和熊在北方的都要吃的圆滚滚一些,要是像孟虎或非洲狮那种走纯肌肉流的孩子过去,半小时冻得打摆子。不过人类因为有衣服保护,这一点南北差异没那么明显,但归根结底还是有区别的。最后就是饮食,南方气候温和,蔬菜水果多,饮食比较均衡。北方主要是主食和肉类吃得多,这也对体格的形成有影响。所以气候、温度、饮食决定了生物在寒带会长得更大,人类也不例外。
▍为什么感觉南方的动物大都体型较大,北方较小,而人却相反呢?
说起生活在北方(高纬度)的动物体型比生活在南方(低纬度)要巨大,大家会想到贝格曼定律。
根据贝格曼定律(Bergmann's rule)的表述:在相等的环境条件下,一切定温动物身体上每单位表面面积发散的热量相等。直白的表达就是体型更大的动物反而具有更小的体表面积与体积比,在寒冷的地方更容易保持体温防止温度的散失。
图注:生活在北方地区的东北虎,图片来自网络
从逻辑上看,贝格曼定律是正确的。在实际例子之中,也有许多符合该定律的例子,比如中国北方人比南方人更高大壮硕,东北虎也被华南虎、孟加拉虎更大等。不过并不是所有的物种都符合贝格曼定律,相同物种在不同维度上的体型差异不仅仅受到温度因素的影响,还会受到很多因素的影响。
南方的动物都比北方大吗?东北虎比华南虎大,北美洲北部的灰狼比阿拉伯的灰狼也要大得多。这些例子显然不符合南方动物比北方大。
图注:生活北方与南方的灰狼对比,图片来自网络
北方的动物一定比南方大吗?非洲草原象与非洲森林象都生活在非洲,其中生活在赤道附近的森林象明显要比生活在赤道以南大平原上的草原象小很多。而已经灭绝的刃齿虎属之中,生活在南美洲的毁灭刃齿虎就要比生活在北美洲的命运刃齿虎要大,而毁灭刃齿虎的生存地区更靠近赤道。
图注:体型高大的非洲草原象,图片来自网络
图注:非洲森林象的体型较小,图片来自网络
上面举了这么多例子,其实动物的体型虽然会受到纬度变化带来的温度差异的影响,但是也会受到环境、食物等诸多因素的影响,这些因素都会影响体型的大小。自然界本身就是元多的,丰富多样的,不能以一个规律或者现象套用到所有生物之中去。
图片来自网络,侵删
▍为什么感觉南方的动物大都体型较大,北方较小,而人却相反呢?
不尽然吧,东北虎比华南虎大,北极熊比黑熊大。其他可比较的物种也不多,有的北边有南边没有,有大反过来。有的是受人类人类驯养影响失去了可比性。但是总体而言,影响南北体型差异的主要是纬度或者温度。一般纬度越高温度越低的地方。动物月需要大一些的体型来适应寒冷囤积能量。但是,越往北越大这指的是北半球。南半球就得反过来,越往南越冷月需要囤积脂肪和能量的能力。但是南半球多海少陆地。所以不具备想北半球这样广坤和连贯的陆地来给生物繁衍。所以南半球越往南的地方越不支持大型的陆生动物生存。相对靠赤道的地方生活环境还好一些。不太能体现温度对生物体型的影响。
人类的体型相对而言就是寒冷的地方高大。这是两个因素觉得的。并不只是寒冷对高大的需要。同时也是炎热对矮小的需要。都是对环境更有力的适应性特征。这种特征不知在世世代代的延续中积累。也在同一代人身上能体现。只不过样本需要的是时间难得成长期,代价大难以控制变量去科学的比较。但事实上我们东北的人就相对比两广高大。而东北的环境也比两广更能让人长的高大。从早起寒冷地带的尼安德特人和东南亚原始人身上也是这样的比较特征。
▍为什么感觉南方的动物大都体型较大,北方较小,而人却相反呢?
这问题本来就不对,我们看看熊的体型吧。北极熊是熊类里面体型最大的,寒带的棕熊体型比北极熊稍小,温带亚热带的黑熊次之。而马来熊的体型和大型狗无异。温血动物来说体型越大,表面积体积比越小,体温流失就越慢。
题主之所以有这种认知,是因为热带有很多巨型昆虫和冷血动物吧?
首先,昆虫和冷血动物不是温血动物不存在散热问题。
其次,是热带的自然物产丰富那就意味着这些动物有更多的食物来源。所以这些动物的生长速度往往比较快。
最后,热带地区几乎没有冬天,这些地区的动物不会因为冬天死亡或者停止生长。
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