「科學放大鏡」恐龍、藍鯨、哥斯拉,動物大小的極限在哪?

2020-12-19 中國科學技術館

號外!號外!

「世界上最長的動物」記錄刷新了,

管水母勇奪第一,摘得桂冠。

這隻管水母就像一條漂浮在水中的巨型彩帶圈,初步估計其最外一圈約長47米,總長約119米,被研究人員稱為世界上最長的動物。

神秘的海洋,不僅有世界最長的動物,還有世界上最大的動物——藍鯨。人類目睹最大的藍鯨體長可達33米,體重高達180噸。

藍鯨為什麼能長那麼大,和恐龍比如何,又是什麼「神秘力量」在左右著動物的大小?

01

重返海洋讓藍鯨成「地球上最大的動物」

它的心臟和一輛小汽車一樣大,巨大的口腔能容納50個人,剛出生的幼鯨比一頭成年大象還重,一天就要喝下400升母乳,一晝夜可增加90千克體重……

藍鯨的進化史可謂傳奇。6500萬年前,第五次生物大滅絕發生了,給當時的生物包括恐龍在內帶來了不可磨滅的損傷,同時,也為後來哺乳動物的繁盛提供了契機。

這個關鍵時刻,個別生物卻萌生了重返海洋家園的念頭。

這個不走尋常路的傢伙,就是鯨類的先祖——紅鯨。再往前追溯,鯨是從一種叫中獸,外形似牛犢一樣的哺乳動物進化而來的。DNA檢測證明,鯨的基因與駱駝或牛的基因最接近。

大約3000萬年前,鯨基本完成了重歸大海的所有逆向進化。而它們能有日後的巨無霸身材,就與重返海洋息息相關。

現代科學證明,生物的體量和壽命的長短,是由遺傳基因和環境因素共同決定的。藍鯨能長到上百噸,是因為海水的浮力極大地抵消了巨大體型帶來的體重問題,再加上鯨的特有基因,才使它成為地球上體型最大的哺乳動物。

跟體重成正比的是食量。藍鯨是個「大胃王」,一次就可以吞食200萬多隻鱗蝦,每天可以吃掉4000~8000千克,如果胃中的食物少於2000千克,藍鯨就會感到飢餓。

小小的鱗蝦是藍鯨最愛的一道菜,只要張開大嘴,藍鯨就可以把海水連同磷蝦小魚一齊吞了,然後海水會從須板中間過濾出來,留下的磷蝦小魚就進了肚子。

藍鯨之大,有人目睹,那在無法看見的遠古時代,有能和藍鯨一較高下的動物嗎?

02

曾經的「地球霸主」,恐龍會更大嗎

在遙遠的中生代,無數恐龍在地球上自由的生活著,其中的蜥腳類恐龍,就以體型巨大而著稱。馬門溪龍、梁龍、阿根廷龍、震龍、腕龍……都是其中一員。

蜥腳類恐龍曾是陸地上最大的動物,最長可以超過30米。在所有已發現的化石和現存陸生動物中,無人能及。

超過30米的身長,和藍鯨比不遑多讓。接下來就看體重了。可恐龍早已滅絕,該如何稱重呢?

在挖到一副恐龍骨骼化石後,科學家會測量已有骨骼的長度,再根據身體各部分比例推算總長。化石越多推算的越準確。

當零散化石組裝成骨架後,通過360度的雷射掃描可以建立三維模型。最後,再利用專門的軟體測算出恐龍的體重,這叫「雷射測量法」

新疆發現的中加馬門溪龍,被認為是亞洲最大的恐龍,體重有50~60噸;南美發現的阿根廷龍體重最大100噸左右;「走一步,地抖三抖」的震龍,最大體重依然只在130噸左右……

在體重這一回合,藍鯨「守擂」成功。

但和非洲象(現代最大的陸生動物)比,蜥腳類恐龍就甩它「幾條街」了。那麼,是什麼在影響動物的大小呢?

動物的體型與環境息息相關,大氣構成、溫度高低、食物構成都可能會對動物體型演化存在潛在影響。然而,不同動物大型化的環境原因各有不同,不是用一個或者一組環境因素就可以解釋的,恐龍也是如此。

那麼,可以從蜥腳類恐龍自身去探索其巨型化的原因嗎?

科學家發現,蜥腳類恐龍具有的小型頭部、加長的頸部、骨骼發育廣泛的氣腔化、無咀嚼的進食行為和發達的胃磨功能,這些可能對於蜥腳類巨型化起了至關重要的作用。

蜥腳類恐龍都「吃素」,靠大量營養不高的植物維持生存。在有限的時間內能否吃得足夠多,以滿足身體需要,是決定動物體型的一個重要因素。

不是正在吃,就是去吃的路上。非洲象每天花近18個小時吃掉200千克植物。即使蜥腳類恐龍是變溫動物,每天只要進食體重1%的食物,那數量也很可觀了。

所幸,它們「吃飯」很特別——直接吞咽,壓根沒想著嚼一下。而且長長的脖子,就算站著不動,覓食範圍也很寬。

更神奇的是,它們也有「迷你版」。剛出生的馬門溪龍比人類嬰兒還要輕。

處於孵化時期的小馬門溪龍

可架不住「風」一般的新陳代謝速度啊。人類嬰兒增加1倍體重需要5個月,而蜥腳類恐龍僅需5天。20歲以前,它們每年可以增加2噸,之後生長速度會減緩,但體重仍在增長,一直持續到30歲左右。

03

動物可以無限制的生長嗎?

還記得「童年陰影」——大怪獸哥斯拉嗎?

它的外表很像恐龍,但體重可比恐龍誇張多了,連藍鯨在它面前都「不值一提」。

從誕生至今,這個熒幕怪獸一直在變大:50米2萬噸、80米5萬噸、118.5米9.2萬噸、300米10萬噸……

動物可以像哥斯拉一樣無限制的增長嗎?

答案顯而易見,現實中所有動物都是不會無限制的生長的,對於每一類動物而言,都有一種或多種條件去限制其體型的增長。如咀嚼、運動、食物來源、繁育方式等。

早在19世紀,英國古生物學家愛德華.柯伯就注意到一個現象:一個物種的動物在進化過程中傾向于越變越大。從進化上講,個體越大,就越難以被捕食者侵犯,同時也更容易在尋找食物和配偶時打敗敵手。

「天下沒有免費的午餐」,與小型動物相比,大型動物食量大,繁殖又慢,當遇到食物短缺的年代,滅絕的概率就更高。

所以,一方面自然選擇鼓勵動物越長越大,但另一方面,它們最終要為此付出代價。這兩股力量相互制約,使得大多數陸生動物很少超過10噸。

影響動物體型的因素很多,可歸根到底,動物的演化是為了達到對自然環境的最佳適應。地球環境在對生物提出挑戰的同時,生物也在為了更好地生存而不斷進化,也因此才有了我們多姿多彩的地球。

地球還有很多我們未曾了解的秘密,

你覺得會有比藍鯨更大的動物嗎?

快來評論處告訴我們吧!

創作:中國科技館新媒體團隊

審核:冉浩 新媒體團隊特邀專家

本文來自:中國數字科技館

相關焦點

  • 為什麼現在的動物都沒恐龍巨大?藍鯨可以哦!只比最大恐龍差一點
    提起陸地動物界的龐然大物那非大象莫屬,但很明顯這完全不是白堊紀晚期滅絕的大型恐龍的對手,一隻肉食的霸王龍直接就可以秒殺大象,而這只是恐龍界的小弟弟而已,那麼最大的恐龍和現代最大的動物藍鯨相比,哪個更大一點?為什麼現在陸地上都沒有那麼龐大的動物了?一、恐龍大還是藍鯨大?
  • 終極怪獸進化史:哥斯拉跟大猩猩、鯨魚和恐龍有什麼關係?
    雖然名字來源於「大猩猩」和「鯨魚」,但是哥斯拉的外形上完全沒有這兩種動物的影子,它全身上下倒是散發這一股濃濃的「恐龍氣質」,畢竟最初的設定上它就是一隻來自侏羅紀至白堊紀時期的史前生物。作為有史以來最恐怖、最邪惡的怪獸,哥斯拉有著突破天際的個頭,其高度達到50米,體重超過2萬噸!要知道,有史以來最大的動物——藍鯨,其極限個體的長度也不過33米,體重約250噸。
  • 大洋深處,是否存在比藍鯨更大的動物,只是人類暫時沒有發現
    生命在進化的過程中,一直在用各種方式試探能夠達到的極限範圍。在高等的脊椎動物裡面,速度最快的是飛禽遊隼,其俯衝時的時速最高可以達到每小時300公裡;壽命最長的是格陵蘭睡鯊,最長壽的個體壽命可以長達500年;體型最大的高等脊椎動物是藍鯨,而且它是地球上有史以來最大的動物。
  • 哥斯拉的原型是什麼?不是恐龍,也不是鱷魚,答案讓人想像不到
    但它們都屬於爬行動物,不過,蜥蜴比起恐龍來說,可能要更加靈活,這或許是因為它們的體型普遍都小的原因,而這不得不提一下世界上最能潛水的蜥蜴種類——海鬣蜥,這是一種只生活在科隆群島上的鬣蜥種類,成年的雄性海鬣蜥體長可達到0.75米,雌性海鬣蜥體長達到0.6米,最長的可達1.5米,但根據最新發現,曾有人目睹了一隻體長達到2米,大小和人接近的海鬣蜥,出現在太平洋東部加拉帕戈斯群島的附近海域
  • 「科普」恐龍可以那麼大,人類為什麼不行?
    雖然說恐龍當中也有小個子,如在樹林間攀爬營生的胡氏耀龍,嘗試四翼飛翔的顧氏小盜龍。但總體而言,恐龍生存的年代的確可以說是巨人的時代。今天我們來研究一下:是什麼決定了恐龍體型大小?體型大型化的「天花板」是什麼?
  • 聽說哥斯拉是恐龍?古生物學家曾激烈討論,最終給出這樣的答案
    或許你知道哥斯拉嗎?哥斯拉是《哥斯拉》系列電影中的巨型怪獸,是日本流行文化及全球最知名的代表符號之一,通俗的講,就是長相類似於恐龍的怪獸。那麼,極具影響力的哥斯拉會是恐龍嗎?古生物學的專家們還對哥斯拉是不是恐龍為話題展開了激烈的討論,結果卻讓人無奈。
  • 哥斯拉的原型是什麼生物?是恐龍嗎?答案出乎人們的意料
    我們都知道,影片往往是現實的一部分反映,影片中的很多事物都是有現實原型的,那麼哥斯拉的原型是地球上的什麼生物?看過它那高大威猛的形象,很多人會想到恐龍。如果說在地球生命史上,哪一種生物跟哥斯拉的威猛相匹配的話,那無疑是恐龍。
  • 冷知識丨「哥斯拉」為什麼叫「哥斯拉」?
    在《哥斯拉》宇宙中,「ゴジラ」的日文漢字對應為「呉爾羅」,起源於一個有關「大戶島」的妖怪傳說。在1954年初版《哥斯拉》電影中,「ゴジラ」最早現身於人類面前的地點就是「大戶島」。在傳說中,「呉爾羅」通常長眠於海底,並會在睡醒之後將近海生物一食而盡,甚至會襲擊陸地上的人類。
  • 專業人士如何看待「動森」中的博物館設計?
    「這部分博物館的設計讓我想到了美國自然歷史博物館的海洋生物展廳,」Trakinski 談及魚類展館時說道,「我們的海洋生物展廳被設計成了一個巨大的立體布景,你可以走進去參觀,巨大的藍鯨就懸浮在天花板之上。這是一個沉浸式的房間,仿佛有水漫過自己的頭頂,周圍的立體影像會讓你覺得身臨其境。『 動森』的展館確實讓我有這種感覺。」
  • 在恐龍剛出現的時代,地球上最大的動物是什麼?
    古生物學家普遍認為三疊紀陸生大型動物的極限就是像板龍這樣的大型恐龍,它們代表了未來巨型動物的演化方向。當然,如果找出恐龍剛出現時地球上最大的動物,那應該是巨大的魚龍類了,不過它們生活在海洋之中。有一種發現於坦尚尼亞的恐龍形類(Dinosauriformes)動物尼亞薩龍(Nyasasaurus)的形態已經十分接近於恐龍,甚至有人認為它就是最早的恐龍,起碼它與最早的恐龍有著十分近的關係,目前認為它的化石所處的年代是距今2.43億年,它的出現意味著這個時候恐龍可能已經起源或者已將起源,可以認為這個時間十分接近是恐龍剛出現的時間。
  • 為什麼哥斯拉是最受歡迎的怪獸一哥?
    TA喜歡的熒幕怪獸是哪一隻?x鯨魚」,但是哥斯拉的外形和這倆動物沒太大關聯,就像你爸媽給你取名叫「德財」啥的不一定本人就有德又有財。 Fine扯遠了,初代哥斯拉的設定是一種「生活在侏羅紀至白堊紀,介於海棲爬行類和陸生獸類中間形態生物」,有人覺得它像恐龍,有人覺得它像巨型蜥蜴,甚至還有變異鱷魚的說法。
  • 東寶特攝博物館系列 「哥斯拉1954 & 哥斯拉2004」開訂
    東寶特攝博物館系列 「哥斯拉1954 & 哥斯拉2004」開訂 動漫 178遊戲網 ▪ 2016-03-04 16:44:45
  • NCT新歌MV「整排恐龍亂舞」 竟是經紀人扮的…網傻了:極限職業
    記者黃庠棻/綜合報導 南韓男團NCT推出新組合「NCT2020」,包含已露面的成員在內,加上新成員Shotaro和Sungchan共23人,成員數之多,一字排開相當壯觀,11月底以NCT U小分隊形式發行新歌《90's Love》,輕快、俏皮的曲風受到大批歌迷的喜愛,近日成員聚在一起看MV,
  • NCT新歌MV,整排恐龍亂舞,竟是經紀人扮的,網友傻了:極限職業
    韓國男團NCT推出新組合「NCT2020」,包含已露面的成員在內,加上新成員Shotaro和Sungchan共23人,成員數之多,一字排開相當壯觀,11月底以NCT U小分隊形式發行新歌《90's Love》,輕快、俏皮的曲風受到大批歌迷的喜愛,近日成員聚在一起看MV,也透露了其中的趣事
  • 天天科普 | 恐龍可以那麼大,人類為什麼不行?
    但總體而言,恐龍生存的年代的確可以說是巨人的時代。今天我們來研究一下:是什麼決定了恐龍體型大小?體型大型化的「天花板」是什麼?恐龍是如何突破體型極限的?實際上,和氧氣含量的答案都是一樣的,這些與恐龍生長息息相關的環境因素,是恐龍生活必不可少的部分,也都屬於決定恐龍體型大小的原因之一。換言之:1、不同恐龍類群的巨型化是不能用同一個或者一組環境因素解釋的。2、有一些類群(如蜥腳類)的恐龍,它們甚至突破了體型大型化的「天花板」,那是因為它們生物本身的特殊原因。
  • 地球生命史上有比藍鯨更大的動物嗎?如果有的話!可能就是它了
    目前地球上最大的動物是藍鯨,體長可達30多米,體重可超150噸,有生物學家認為藍鯨的最大體重可達200噸!在地球生命史上,如此巨大的動物極為少見!那麼在地球的生命史上,曾經出現過比藍鯨體型更大的動物嗎?
  • 巨型恐龍到底有多大?地震龍比藍鯨還要長
    恐龍是陸地上最大的動物,而最大的恐龍是草食性的蜥腳類恐龍。蜥腳類恐龍的種類繁多,長有龐大的身體、長長的脖子和扁小的頭。有些蜥腳類恐龍甚至有4層樓房高。 蜥腳類恐龍的骨骼最大最重,人們發現了一塊重達450KG的蜥腳類恐龍股骨。早期的恐龍獵人要想方設法才能將化石運回家,現在人們則求助於直升機來運輸化石。
  • 作為世界上體型最大的動物,藍鯨有沒有天敵?
    在當下,人類已經成為所有動物的天敵了,藍鯨當然也不例外。作為地球上體型最大的動物,藍鯨有著平均28米左右的體長,150噸左右的體重,在一些人看來,這完全就是一大坨的「錢」。所以藍鯨被大肆的捕獲,鯨肉做成了各種肉製品,鯨油被提煉出來成了炸藥的合成物、香皂的潤滑油以及用作一些顏料的合成等等。
  • 為什麼恐龍時代之後的動物越來越小?可能跟資源和生存環境有關
    本文參加百家號 #科學了不起# 系列徵文賽。地球是一顆美麗的生命星球,最早的生命可能在40億年前就誕生了。在漫長的數十億年生命進化史上,各種各樣的生物紛紛登場和消失,而現在地球上生存的生物基本上都是6500萬年前的恐龍時代之後出現的。
  • 《哥斯拉》誕生65 周年,東寶推出限定「哥斯拉拉麵」
    日本東寶株式會社製作的怪獸電影系列《哥斯拉》,為日本影史最悠久、全球公認最經典有名的怪獸角色。最初亮相於1954 年,而日本最有名的美食莫過於「拉麵」,今年正巧是《哥斯拉》 誕生65 周年,東寶官方也推出限定「哥斯拉拉麵」。