地球上的动物大小排名:解释地球上最极端动物形状和大小的7个规律
大自然有一些规则来帮助解释我们在动物王国中看到的极端形状和大小。
肯尼亚马赛马拉的一群非洲象。
动物的形状和大小都很极端,从巨大的大象和巨大的鱿鱼到微型狨猴和微型青蛙。但大自然的疯狂是有其原因的,虽然进化是不可预测的,但有一些既定的规则支配着动物如何采取这些极端的形状。
下面是科学家们用来描述进化趋势的七条规则。请记住,这些都是一般趋势,并不是每个物种都被覆盖。即使是自然法则也是可以被打破的。
伯格曼定律
一只北极熊正穿过阿拉斯加的北极国家野生动物保护区。
伯格曼法则指出,动物在寒冷的气候中会进化得更大。这种趋势的发生是因为大型动物的表面积体积比较小,这有助于减少热量损失。因此,体型较大的物体比体型较小的物体更能保温。
例如,根据德克萨斯大学奥斯汀分校的研究,生活在北极的北极熊比生活在东南亚热带地区的马来熊高2.5倍以上。据《牛津参考》报道,这条规则是以德国生物学家卡尔·伯格曼的名字命名的。
艾伦规则
亚利桑那州的黑尾大野兔。
艾伦法则指出,生活在寒冷气候下的动物往往比生活在温暖气候下的动物有相对较小的附属物,比如四肢、耳朵和尾巴。与伯格曼的观察类似,这个规则是关于保持热量的。
四肢的表面积通常大于体积;因此,较大的附属物比较小的附属物更快地失去热量。例如,北极野兔的腿比美洲沙漠野兔,如黑尾大野兔和羚羊大野兔的腿短,耳朵小。根据加拿大纽芬兰纪念大学的说法,艾伦法则是以美国动物学家乔尔·艾伦的名字命名的。
平方-立方定律
泰国雅艾国家公园,一头亚洲象沿着考山路蜿蜒而行。
平方立方定律是基于两个体积之比大于其表面之比的数学原理。这一原理意味着,随着动物体型的增大,它们体积的增长速度要快于表面积的增长速度,体型较大的动物最终获得的重量会超过它们四肢所能承受的重量。
平方立方定律对动物的体型设定了理论上的限制。科学家认为,陆地动物的体重上限约为120吨。
岛屿规律
一条科莫多巨蜥在印度尼西亚科莫多岛的海滩上散步。
岛屿规则,也被称为岛屿效应或福斯特规则,认为岛上的小动物倾向于进化成它们大陆亲戚的巨型版本,而大型动物倾向于进化成它们大陆亲戚的侏儒版本。
在岛屿规则下,体型范围最极端的动物会向中等体型移动,以适应岛屿的资源和捕食者,或者缺乏资源和捕食者。2021年发表在《自然生态与进化》杂志上的一项研究发现,岛屿法则在哺乳动物、鸟类和爬行动物中普遍存在,其中包括巨型蜥蜴和灭绝的矮象。
岛屿鸟逐渐进化成不会飞的
新西兰的几维鸟。
2016年发表在《美国国家科学院院刊》上的一项研究发现,岛屿鸟类进化成不会飞的形式。从已灭绝的毛里求斯渡渡鸟到现存的新西兰几维鸟,不会飞是岛屿上由来已久的现象。然而,大多数岛上的鸟类仍然保留着它们的飞行能力。2016年的研究表明,即使是飞鸟,在岛屿上也会进化出更小的飞行肌肉和更长的腿,这意味着所有的岛屿鸟类至少在某种程度上都朝着不会飞的方向进化。这些特征在捕食者较少的岛屿上更为突出,这意味着捕食压力的减少促使鸟类放弃飞行。
深海巨大现象
在南极洲附近的罗斯海,一艘新西兰长绳渔船捕获了巨型乌贼。
无脊椎动物有在深海中进化成巨人的趋势。想想巨型乌贼或巨型螃蟹。《生活科学》此前报道称,较大的动物可以移动到更远的地方寻找食物和交配,这可能有助于解释为什么资源稀缺的深海中有这么多巨型动物。大型动物也有更高效的新陈代谢和更大的储存食物能量的能力。最后,深海是寒冷的,所以深海巨人症与伯格曼定律有关,即更冷的气候会产生更大的动物。
任希法则
两只山地大猩猩在卢旺达交配。
任希法则描述了两性二态性的趋势,即一种性别比另一种性别大。该法则指出,在动物谱系中存在一种模式,当雌性大于雄性时,两性二态性随着体型的减小而减小,当雄性大于雌性时,两性二态性随着体型的增大而增大。
2004年发表在《美国国家科学院院刊》上的一项研究发现,在体型较大的滨鸟物种中,雄性通常比雌性大,而且雄性体型越大,两性二态性就会增加。相比之下,在较小的滨鸟中,雌性通常比雄性大。
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