為什麼遠古時期的生物體型龐大?與什麼因素有關?

2020-12-08 科學獵奇

從寒武紀生命大爆發開始,幾乎每一個地質年代都有體型巨大的生物,比如奧陶紀體長接近10米的直殼鸚鵡螺、泥盆紀體長8米的恐魚、有著「巨蟲時代」之稱的石炭紀、有著「恐龍時代」之稱的三疊紀晚期到白堊紀末期等等。那麼,為什麼遠古時代會有體型巨大的生物呢?我們簡單地來探討一下這個問題。

首先,我們來看幾種巨型生物

在開始我們說過,從寒武紀開始,幾乎每一個地質年代都會有巨型的生物出現,所以我們來找三種不同地質年代的巨型生物來了解一下。

01 直殼鸚鵡螺

直殼鸚鵡螺是奧陶紀海洋生物中食物鏈最頂端的生物,就目前已發現的直殼鸚鵡螺化石看,最長的可達10米,在當時生物都普遍比較小的奧陶紀,直殼鸚鵡螺是不折不扣的巨型生物。當然,在奧陶紀也不是只有直殼鸚鵡螺是巨型生物,早在直殼鸚鵡螺之前,奇蝦曾經是海洋中的「霸主」,不過它比直殼鸚鵡螺找滅絕了約1000萬年,作為同時期出現的兩種巨大的海洋生物,最終體型更大的直殼鸚鵡螺取代了奇蝦的「霸主地位」。

02 恐魚

恐魚是盾皮魚綱下最具代表性的魚類,它出現在泥盆紀的晚期,其中最有名的恐魚無疑就是鄧氏魚了。鄧氏魚是從寒武紀到泥盆紀海洋中出現的最大的硬骨魚類,在當時的海洋中,體長超過10米,張開嘴巴直徑超過一米的鄧氏魚無疑是海洋中最強悍的食肉動物。古生物學家根據鄧氏魚的頭骨化石推斷,它可能擁有超過5噸的咬合力,可見其恐怖。

而且鄧氏魚的頸部和頭部都有堅硬的外骨骼覆蓋,這就讓鄧氏魚擁有了最強的防禦和最強的攻擊性。但是,即使如此強悍的鄧氏魚也僅僅在海洋中生活了約7000萬年(從距今4.3億年前到3.6億年前)就滅絕了。

03 「巨蟲時代」的「巨蟲們」

石炭紀之所以被稱為「巨蟲時代」有兩個原因:第一就是在石炭紀的地質層中,科學家發現了超過500種不同種類的昆蟲;第二就是石炭紀的昆蟲體型遠超任何時期的昆蟲。

在石炭紀出現的昆蟲就像是我們現在看的一些科幻片一樣,蜻蜓有著超過1米的翼展(現代的蜻蜓翼展一般只有5公分左右)、蜘蛛有著超過30公分的體長(現代的蜘蛛一般只有幾釐米)、千足蟲有著3米的體長(現代最大的千足蟲非洲巨人馬陸不過只有不足40公分的體長)等等。這些巨型的昆蟲放到現代每一種都足以讓人不寒而慄。

遠古生物的體型很大與什麼因素有關?

目前關於遠古生物體型很大的原因有一個很主流的說法:那就是空氣中的氧氣濃度(含氧量)

關於含氧量的假說最有利的證據就是有著「巨蟲時代」之稱的石炭紀了。科學家通過石炭紀地質層中的氧放射性同位素斷代推斷,石炭紀空氣中的氧氣濃度約為32.3%,比現代氧氣濃度(21%)要高1.5倍左右。因此,許多人說,生物體型大小與氧氣濃度有很大的關係。那麼事實真的如此嗎?我認為不是的。

因為體型大的生物不只是石炭紀才會出現的,而在整個的恐龍時代,大型的恐龍不在少數,而且更是有體長接近50米的易碎雙腔龍的存在。但是根據科學家對該地質年代的氧氣含量測定發現,當時的氧氣含量甚至不如現在(不足20%)。所以,僅僅是以石炭紀氧氣含量高且有巨型生物出現就說生物體型大小是氧氣濃度決定的,顯然是不科學的。(下圖為各地質年代氧氣含量的演算圖)

那麼,生物體型很大與什麼因素有關呢?

我認為生物體型很大與三個方面有很大的關係:

第一就是競爭者相對較少

在整個的奧陶紀時期,海洋中的巨型生物滿打滿算就只有直殼鸚鵡螺和奇蝦,而在整個的泥盆紀,能夠稱得上的是巨型生物的也不過只有恐魚,到了「巨蟲時代」,巨型的昆蟲雖然有很多,但是能稱得上是巨型的也不過只有昆蟲。因此,一個時代出現巨型的生物與同生態位的競爭者較少有很大的關係,這樣這種生物就能慢慢的發育起來。

第二環境

地球上的生物從寒武紀生命大爆發開始才有了多樣性,而寒武紀生命大爆發之前,地球經歷過一次全球冰凍現象。全球冰凍現象的解除,為生命的繁衍提供了有利條件,因此,生物想要發育有一個重要的因素,那就是溫度。縱觀整個生物的進化史,出現巨型生物的時代,大都是溫暖、溼潤的環境,這種環境下,植物得以繁盛,植物的繁盛給許多生物提供了發育的機會,這個時候總會出現一些生物通過不斷的進食和捕獵,慢慢的增大體型,最終站在食物鏈最頂端的地位。

總結

根據地球上各個地質年代出現的大型生物來看,它們的出現與環境有著很大的關係,長期溫暖溼潤的環境下就容易出現大型生物。不同的生物在進化的路上會選擇不同的進化方向,比如人類在進化的過程中選擇了大腦的進化,才有了今天。所以,哪些大型生物們的出現也是自己選擇的結果。不過,從這些大型生物最終的下場和存活的時間來看,雖然它們短暫的佔據了食物鏈的頂端,但是一旦環境發生變化或者出現競爭著,它們的末路就不遠了。這也是很少有生物會單純地選在進化體型的原因。

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