為什麼飛行動物的體型,普遍沒有陸地、海洋生物的體型大?

2020-12-22 胖福的小木屋

目前來說,會飛行的生物總共有三類,分別是唯一會飛行的哺乳動物——蝙蝠,馬來大狐蝠是世界上最大的蝙蝠,體長長達25釐米,兩個翅膀張開後有183釐米寬;昆蟲,昆蟲的體型有史以來就不大,史上最大的飛行昆蟲——巨脈蜻蜓平均翼展大約在0.65米左右。

而鳥類的體型也並不大。現如今世界上能飛行的體重最大的鳥類是灰頸鷺鴇,平均110釐米長,60~90釐米高,翼展230~275釐米長,重12.4公斤。

而漂泊信天翁是體型最大的一種信天翁,也是眾多鳥類中,翼展最長的一種鳥,平均達3.1m,最長可達3.7m。但是它的身長大約為1.35米,雌性的通常會比雄性的略小一些,體重一般在6~12公斤。可以說飛行生物的體型和哺乳動物以及海洋生物相比,都不算大。

為什麼飛行生物普遍較小

飛行是一件非常非常耗費體力的事,所以需要翅膀和胸肌極其發達,翅膀佔身體較大比例;鳥骨只佔鳥體重的5%~6%,由於骨頭輕,翅膀極容易帶動起來;鳥體內還有很多氣囊與肺相連,這對減輕體重,增加浮力非常有利。

即使是麻雀這樣小的鳥都需要儘可能空心的骨頭、儘可能短的消化系統、平時萎縮繁殖季節才重新膨大的生殖系統等等來減輕重量,以及大量骨骼的癒合之類犧牲身體靈活性的方式來增強身體的力量。

而飛行帶來活動的強度較大,需要超快的新陳代謝來產生巨大的能量來維持飛行,而這會帶來一個負面影響——高體溫。

細胞在進行一系列活動時,需要酶來提高轉化效率,生物酶的反應需要在合適的溫度下進行,一般是在25-38攝氏度之間,在這個區間內,溫度越高,酶的催化速度越快,產生的能量就越多。

但是,體溫本身就需要消耗能量來維持。越高的體溫就需要越多的能量來維持,所以體溫越高的生物,消耗的能量也越高。

再加上體溫越高,越容易損傷身體機制,所以我們人類的體溫大多維持在36攝氏度左右;而鳥類以及其他的飛行動物,為了維持飛行能力,體溫大多在40攝氏度左右。

高體溫雖然讓他們維持了超快的新陳代謝,但是這也意味著它們每天需要耗費巨大的體能。

最小的鳥的蜂鳥,它們的新陳代謝率非常快,每分鐘心跳竟然超過了3000次,為了獲取巨量的食物維持這種新陳代謝率,它們每天必須採食數百朵花。

鳥類一定要不斷地努力找尋食物,儘快地加以吞食與消化,所以它們進化出來了錐形的嘴巴來啄食,將整粒或者是整塊食物快速吞下,而後要將食物貯藏在那個發達的嗉囊當中。

食物在嗉囊中經過軟化後會逐步由砂囊磨碎它,再由消化系統的其餘部分陸續地加以消化或吸收。這樣的方式並不用牙齒以及與此有關的系統,而且可以大量地減輕體重。

這樣的特點也註定了飛行生物不能擁有龐大的體型和超高的體重,這樣它們所消耗的能量非常龐大,需要大量的食物才能滿足這種消耗。

即使是人類已知的最大的飛行動物——風神翼龍,翼展超過11米長,平均也僅有250公斤。和身體長度完全不成正比。風神翼龍這樣體型的生物之所以會出現,是因為白堊紀含氧量比現在高,氧氣密度可以支持大型飛行生物飛行需要的有氧運動,而且白堊紀食物豐富,可以滿足風神翼龍的能量需求。

但是自此之後,隨著環境的變化,食物的減少,大型飛行生物在生存中並不佔據優勢,所以就慢慢淘汰了。

鳥類進化趨勢

隨著人類對於自然的幹預,鳥類獲取食物也越來越難,再加上全球氣候變暖的影響,為什麼全球氣候變暖也會影響鳥類體型生物學界有一種觀點認為,寒冷地區的動物通常體型較大,而生活在溫暖地區的動物通常體型較小,原因是與較小的體型相比,較大的體型能更有效地保存熱量。

澳大利亞麥考裡大學一項新研究顯示,許多鳥類的體型在進化過程中逐漸變小。

麥考裡大學研究人員在美國《海雀:鳥類學進展》雜誌上發表的最新報告指出,對於鳥類體型的大小,酷熱可能比低溫的影響力更大。即便將來要經歷寒冷的冬天,在炎熱夏季出生的雛鳥仍更可能成長為體型較小的成鳥。

這是飛行生物為了生存和環境變化所作出的妥協。

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