为什么深海的动物那么大？

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1878年。纽芬兰岛上一具巨大的海洋生物尸体被冲到了海岸上。经过专家的鉴定这是一只巨乌贼（又称大王乌贼）。它的体长为18米。仅仅是头部就有6.1米。体重为900公斤。是目前有记录的最大的无脊椎动物。

到了2007年2月。一艘新西兰的渔船还深海捕鱼时。意外捕捞到了一只庞大的海洋生物。起初渔民以为是大王乌贼。不过。靠岸后。经过新西兰的海洋生物学家鉴定后发现。它并非大王乌贼。而是另一种庞大的海洋无脊椎动物-大王酸浆鱿。

经过测量和修正后。该大王酸浆鱿的体长为4.2米。体重为495公斤。不过。这并非最大的大王酸浆鱿。目前经过测量的最大的大王酸浆鱿体长为11米。是继大王乌贼后。世界上第二大的海洋无脊椎动物。

除了这两种深海无脊椎动物外。世界上最大的脊椎动物蓝鲸也生活在海洋中。它的一条舌头的重量就已经与陆地上最大的脊椎动物大象一样了。所以地球上最大的无脊椎动物和脊椎动物都在海洋中。那么问题来了。为何海洋的动物能长这么大呢？我们一起来探讨一下这个问题。

陆地动物曾经也巨大化过

我们在讨论这个问题之前。有一个前提就是：现存的动物。如果抛掉这个前提。这个问题是不成立的。因为在恐龙时代。陆地上的恐龙中大型的恐龙不在少数。草食性的恐龙有梁龙、地震龙等体长超过30米的庞然大物。肉食性恐龙有霸王龙、棘龙等体长体长平均超过12米的存在。

与当时海洋中比较大的动物。比如沧龙的体型是差不多的。而且一些巨型的草食性恐龙甚至比沧龙要大很多。

因此。我们不妨以恐龙时代为例来看一下。为何当时陆地上会有诸多大型的动物？

恐龙时代是从三叠纪晚期一直持续到白垩纪末期的一个地质阶段。这个时间大约持续了1.6亿年。在这个时期。陆地上主要的动物类群就是恐龙（鸟臀目和蜥臀目下的爬行动物）。而如今在地球上占据有利生态位的哺乳动物。在当时仅仅是像老鼠一般大的食虫类动物。可以说是夹缝中求生存的。（下图为最早的哺乳动物吴氏巨颅兽）

恐龙之所以压制了哺乳动物的发展。有一个很重要的因素：登场时间。吴氏巨颅兽是目前已知的最早的哺乳动物。它们出现的时间大约在距今1.95亿-2亿年前。但是。最早的恐龙始盗龙可是在距今约2.3亿年前就已经出现在了地球上。

这代表着恐龙比哺乳动物至少早演化出来了约3000万年。在如此长的时间里哺乳动物登场时。恐龙已经开枝散叶。所以。最终它们成为了接下来相当长的一段时间内的“霸主”。

那么。这与恐龙的体型又有什么关系呢？由于恐龙的登场是在三叠纪的灭绝事件之后。它们一登场面对的是几乎没有竞争的大自然。这样有利于它们快速的演化和开枝散叶。毕竟生态位的空缺。有利于动物的生存。

但是。随着恐龙的种类和数量越来越多。竞争就开始激烈了。此时。恐龙们开始想着不同方向进化。其中必然会有体型变大的恐龙。因为从目前的恐龙化石挖掘情况来看。大多数的大型恐龙来自于高纬度地区。而根据贝格曼法则：同一物种在越高的纬度体型就会越大。（大型动物由于具有小的体表面积与体积之比。在体温调节中比小型动物消耗的能量少。比如同样是熊热带的熊要比寒带的熊体型小很多）

除了纬度会决定动物的体型外。动物的进化方向也是无序的。而体型变化是大多数动物会出现的一个基因突变。那么这个基因突变是如何被自然选择给保留下来的呢？答案也很简单。在竞争中。偏向于体型越大。越有竞争性。这就是“越吃越大、越大越有利”。

因此。恐龙时代。陆地上的大型动物并不比海洋中少。甚至当时陆地上最大的动物要比海洋中的动物还要大（当时还没有蓝鲸呢）。

为何如今的陆地动物远不如海洋中的大？

我们在开头也说了。如今无论是脊椎动物还是无脊椎动物。都是海洋中的更大。这又是什么原因导致的呢？我们从下面两个角度来分析一下：

第一：竞争

由于如今无论是陆地上还是海洋中。最大的动物均为哺乳动物。所以我们就从哺乳动物的竞争聊一下这个问题。哺乳动物由于比恐龙晚出现。所以一直被恐龙压制着。这种压制虽然憋屈。但是也正是因为压制。让哺乳动物在整个恐龙时代体型都没有太大变化。所以在遭遇了白垩纪末期的灭绝事件时。体型更小的哺乳动物才躲过了一劫。

当恐龙灭绝后。地球上的生态位再一次大面积的空缺。这给了哺乳动物发育的机会。但是。体型的增加不是一朝一夕可以完成的。而与哺乳动物同时发育。甚至是超前发育的是鸟类。比如恐鸟、爬行类。比如泰坦巨蟒。这就给了哺乳动物很大的竞争性。不像恐龙时期。它们可以肆意的演化。有足够的空间和食物。

而海洋中就不同了。由于陨石撞击。火山喷发、海啸等因素。海洋中有约75％的物种灭绝了。此时。鲸类的祖先从陆地上下水了。这一下水不要紧。水中的资源丰富。让它们流连忘返。逐渐的从四肢行走的巴基斯坦古鲸。到了如今种类接近100种的鲸目。

再加上在地球上。海洋的面积本身就是陆地的接近2.5倍。所以它们就像当初的恐龙一样。进入了一个竞争性小、食物丰富的环境中。像恐龙那样逐渐的出现大型的种类就不意外了。

02 不同的生存空间对大型动物的包容性

其实。海洋无脊椎动物比陆地无脊椎动物大。有很大的原因与上面一样。都是食物的密度和竞争性决定的。但是。对于大型动物来说。生存空间对它们的包容性也非常的重要。

我们以无脊椎动物为例。在演化上。无脊椎动物显然比脊椎动物要早的多。但是没有骨骼作为支撑。却成为了限制它们体型的重大因素。因为无脊椎动物要么干脆没有骨骼。要么是外骨骼。相比较而言。外骨骼的承重性比较差。所以当物种过大时。在陆地上它们自己就被压垮了。

但是。在海洋中就不同了。虽然海水有压强。而且水深越深。压强越大。但是。它们可以通过让体液浓度与外界浓度接近。以此来减小压强。最关键的是海中的空间度和摩擦力较小。首先。在海中非常的广阔的。没有什么阻碍的。这不像陆地上那样高低不平。还有一些岩石之类的。这会妨碍大型动物的移动。所以。陆地的大型动物大都生活在平原地带。

其次。动物想要在陆地上走。体型越大。与地面的摩擦力就越大。所以大型动物基本上都是硬蹄或者非常粗糙的脚底板。尽管这样。四肢的承重能力也限制它们的体型继续变大。

而在海中就没有这个困扰了。只要能游动。海水的摩擦力对身体的损耗几乎是可以忽略不计的。而且海水的浮力让它们变大的极限更不受约束了。

总结

如今的动物。确实是海洋中的更大。这是因为海洋比陆地面积要大。竞争的激烈程度也要差一些。还有海洋中的食物量要比陆地更多。也给了动物长大足够的能量。最关键的是大海几乎不会对动物设限（比如承重能力、耐磨能力等等）。最终使得海洋中的动物要比陆地上更大一些。

其他观点：

深海巨“兽”（严格说不算兽。因为它们大多是无脊椎动物）。

深海巨型生物。主要是无脊椎动物在深海的生长趋势。深海中的动物。通常都比它们那些生活在上层浅水水域的近亲大。甚至大得多。先让我们看看。人类在深海找到过哪些惊人的巨大动物吧。注意这里没有传闻。全是真实的动物。

图示：海洋生物学家正在检查。在挪威的海滩上被冲上岸的一头长达9米巨型鱿鱼（这是已知的第二大头足类动物）。

图示：美国三栖突击队。海豹突击队给记者展示一条长达7米的皇带鱼。这是在加州的深海捕获的。

巨枪乌贼（Mesonychoteuthis hamiltoni）

研究人员认为巨枪乌贼可以长到14米长。体重可达750公斤。它们和抹香鲸之间是互相捕食的关系。

巨型管蠕虫（Riftia pachyptila）

1977年。海洋生物学家在加拉帕戈斯群岛外发现了海底黑烟囱（海底火山的热液喷口）。今天我们知道。这些热液喷口创造了全新的生态系统。在这里普遍生长着如巨型管蠕虫这样的生物。这些蠕虫的长度可以长到2.4米。其管状体的直径达到4厘米。

日本蜘蛛蟹（Macrocheira kaempferi）

成年日本蜘蛛蟹可以生活在海下6000米的深处。而它们的尺寸巨大。从爪到爪可达12米长。体重约20公斤。

大王具足虫（Bathynomus giganteus）

在大西洋。太平洋和北极大洋的寒冷深水中。大王具足虫极其常见。巨型等足类生物是深海巨大动物的很好范例。一般来说。这些巨型物种的最大重量和长度分别可达约1.7公斤重和76厘米长。

为什么深海动物比它们的浅海近亲大那么多？

你或许认为。深海巨大的压力会让动物变小。而不是变大。但水压其实不算大问题。因为这些巨型生物的身体大多由水构成。而水的可压缩性不大。

生物学家仍然不确定为什么这些深海生物会长到如此巨大的尺寸。但他们有一些很好的假说对此进行初步解释。有两条生命世界中的一般性规则。似乎决定了动物体型的大小趋势：克莱伯定律（Kleiber's law）和伯格曼法则（Bergmann's rule）。

克莱伯定律指出。更大的动物通常效率也更高。例如。一只猫的质量是老鼠的100倍。但其新陈代谢的量仅仅是老鼠的32倍。克莱伯定律是动物循环系统的物理学和几何学的结果。从细菌到大象都遵从该定律。而海洋深处的动物主要依靠从海面上掉下来的食物生活。鉴于食物稀少。它们反倒需要长得更大。以提高效率。当然所谓需要。是指自然选择亲睐更大的深海动物。而不利于小体型动物。

伯格曼法则对于解释昆虫和温血动物的身体尺寸有一定价值。通常越冷的地方温血动物体积越大。因为体积越大越容易保持体温。这和体积与身体表面积之比有关。这就是瘦子恒瘦胖子恒胖的原因。瘦子比胖子需要更多的能量保持体温。他们代谢更快因此更难长胖。而即便排除胖子的脂肪本身就更加保温的缘故。胖子也只需要更低的代谢速度就能保持体温。所以他们因为胖反倒可以吃得少^_^。要知道对于温血动物来说。保持体温是件高耗能的事情。能够在这上面有所节约。对于生活在寒冷地区的动物来说。就拥有了很大的生存优势。它们可以吃得更少。但深海虽然温度也低。但这些无脊椎动物都不是温血的。要将伯格曼法则用来解释深海动物。大概还需要生物学家更多努力。

其他观点：

除了鱿鱼。海洋深处还栖息着巨大的等足动物、巨大的螃蟹、甲壳类、软体动物类、巨大的管状蠕虫和畸形大小的鱼类。

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