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为什么史前动物巨大,而现代动物都不是很大?

2022-06-09 15:46:55 分类:养花问答 来源: 日夏养花网 作者: 网络整理 阅读:110

为什么史前动物巨大,而现代动物都不是很大?

史前体型小的动物也非常多,不过不如大型动物化石那么震撼人心。如果只是对比陆地动物的话,现代最大的非洲象也确实比不上大型恐龙,而海洋中的蓝鲸却是有史以来最大的动物。

一提到远古地球,总有人觉得那时候的动物都很大,其实自动物登上陆地之后,体型特别大的物种只是少数,侏罗纪的霸王龙最高14米,但是在更早的时候,体型最小的霸王龙还没有人高。

整个地球的生态能够提供的物质和能量也是在不断变化的,在恐龙时代地球远比现在更加湿热,陆地植物茂盛,能够从阳光中固定更多的能量,由此才能为恐龙种群提供足够的能量,恐龙种类和数量也很多,恐龙生存的年代正好位于已知的第四次和第五次生物大灭绝之间,那段时期地球环境相对稳定的时期,而生物之间的生存竞争非常残酷,大体型存活率更高,使恐龙体型逐渐攀升,但总体上仍是有大有小的。

而我们现在烧的煤,很多都是那个时期茂盛的植物倍掩埋后形成的,工业史近两百http://www.rixia.cc年,煤炭仍是很多地区的主要燃料之一,足见远古时代地球的植物有多繁茂。

而在6500万年前,地球经历了小行星撞击等极端事件,地球环境迎来了大幅度的变化,气温比之前降低了很多,导致陆地植物的类型和数量都发生了变化,大气的性质也发生了变化,那么阳光能为陆地植物提供的能量也相对减少了,能够供养的生物减少了,虽然经历了6500万年的时间,地球陆地上再也没有了马门溪龙那样体长超过100米的巨型生物,而海洋中相对来说环境更稳定且更易保持,在数千万年的时间内有了迄今位置地球上体型最大的动物——蓝鲸。

其实在恐龙灭绝后的时代,陆地动物也经历过几小波动物体型巨大化的趋势,只不过最高的也只有十几米,远远没有马门溪龙等巨型恐龙和蓝鲸那样夸张,而如今陆地上体型最大的物种非洲象最高也不过四五米,体重数吨而已。

生物需要和地球无机环境发生物质和能量的交换,决定生物演化最重要的因素是环境的稳定性和光能以及化能自养生物固定的能量多少,然后再经过漫长的生存竞争,才能产生体型较大的生物。生物的体型也不是可以随意增长的,地球重力也不允许出现体型过于庞大的物种,那会让它们寸步难行,大体型带来的竞争优势反而会被拖累,自己被自己压倒在地,被别的物种活啃都无力反抗。

经过研究发现史前的含氧量比现在的含氧量多。所以史前生物巨大,现在生物没有以前的大。
这么做是为了保护自己,而很早之前地球的氧气是比现在要多的,这也就导致了生物的体型很大,然后后来经过各种危机,地球的氧气变少,动物的体型也就变小了。
因为史前时期动物数量很少,而且地球资源非常丰富,而现代动物非常多,平均资源很少,所以史前动物巨大,而现代动物都不是很大。
因为在史前时代地球含氧量是非常高的,所以那时候动物才会长得非常巨大。而现在地球含氧量是非常低的。

史前生物非常巨大,为什么现在动物不长那么大了?

在人们的印象之中,史前生物的体积似乎都特别巨大,史前生物确实存在体积特别巨大的群体,但并不是所有的史前生物体积都特别巨大,恐龙应该说是人们所熟知的一种生物,他们大概是在6600多万年前消失的,他们的体积很大。

几千万年前或者说几亿年前和现在的地球环境是不一样的,因为人类现在发明了一些现代化的设备,对自然的环境造成了影响,而且地球上的生物数量现在似乎已经有些超标了,所以地球上氧气的含量在逐渐下降,但是史前的那个环境之中氧气的含量是很高的,有科学家做初步推测,史前生物生存的时候,地球上氧气的含量是在20%~30%,但现在单纯一个氮气就占到了78%,所以地球上氧气的含量下降了。

氧气含量下降所带来的一个后果就是所有的生物都需要降低自己身体的能耗,因为氧气是人身体活动最重要的营养来源,我们是吸收了一些食物中的营养,然后植物会从太阳之中吸收这种光合的反应,产生自身的能量,产生一个能量的循环,但是人类身体乃至动物身体体内的脂肪,蛋白质糖类燃烧都是需要养分的助燃的,没有氧气,这些能量不能给我们提供www.rixia.cc身体的活动,我们就不会具有强大的力量。

我们可以很简单地理解,为现在地球上能够给所有生物提供的养分越来越少了,就像玄幻小说中所得出的那样,现在进入了末法时代,没有那么多的灵气啦,不能让地球上的生物出现那么大的体积,因为没有那么多的养料,生物为了自身的生存,自身的体积也会逐渐变小,因为体积越大意味着能量消耗越大,但地球上没有那么多能量了。

远古时代的生物都很巨大,现代为什么生物都变小了?

地球曾经处于一个被巨型生物控制的时代,然而现在我们只能从化石中去窥探和想象当年它们的风采。似乎随着时间的推移,地球上的大型生物也慢慢绝迹,是我们在变小,还是世界在变大?


大氧化事件:生命之源

很多人认为,地球生物体的大小和地球上的氧气含量有关,氧气含量越高,动物体型越大,反之则越小。要了解这个问题,我们先来看看氧气在地球中含量的变化。

氧气,是不折不扣的生命之源。地球上几乎所有的生物都需要氧气来进行呼吸,一呼一吸之间,我们生物体内的细胞会将氧气转化为二氧化碳,同时释放能量,供给各个组织器官,没有氧气的话,人类撑不过5分钟。但是在亿万年之前,地球曾经极度缺氧,是一片生命的荒漠。

为什么大部分星球在诞生之初氧元素都很少呢?原子无外乎是由原子核和电子构成的,而原子核又是由中子和质子所构成的,那么元素的质子数越大,其生成就愈发困难,所以比起质子数只有1和2的氢氦元素,质子数有8个的氧元素生成更加困难。只有当恒星的内核产生核聚变反应之后,在持续的高热高压的环境中,氦原子才会发生聚变,生成包含6个质子的碳元素,而碳元素又可以和氦元素进行聚变,生成包含8个质子的氧元素,所以氧元素在宇宙中的含量会比氢、氦要少很多。


然而在大约26亿年以前,地球出现了“大氧化事件”,大气含氧量达到现代大气含氧量1%的水平,真核生物在地球上首次出现。

这些氧元素究竟是怎么聚集的呢?科学界还没有一个定论,2009年的加拿大阿尔伯塔大学研究小组发现地球氧气的增多可能和地球海洋里:镍元素的减少有关。这是一种极为活跃的元素,活跃到地球上很难找到自然的金属镍,这种活跃的金属的一个特性是能使氢氧化,产生含镍的四吡咯辅酶(辅因子F430),这种还原酶是产生甲烷古菌的能量来源,所以镍的减少使得甲烷生成量也大大减少,从而使得氧气的破坏量也大大减少,氧气开始大量增多,真核生物开始首次在地球出现。

但是这点氧气,对于更加负责和高级的生物体来说远远不够,而直到距今5亿年前后,地球发生了第二次大氧化事件,大气中的含氧量疯狂增加到现代大气含氧量60%以上的水平,直接导致了动物快速起源和寒武纪时代的生命大爆发。根据中国的专家朱茂炎和英国团队的研究,这个可能和地球上的蒸发岩有关。


综合看大气中氧气含量的变化,含氧量最高的时期是石炭纪到二叠纪初期,空气中的氧气含量达到了35%,最低则是在二叠纪大灭绝时ukBcz期,氧气含量仅有12%,远低于现在的21%。但是有趣的是,曾经称霸陆地的恐龙之王,恰恰崛起于二叠纪时期,所以氧气决定体型论并不是完全正确的,

都是呼吸惹的祸:巨型昆虫的陨落

要说现代没有大型生物,体长超过33米,重量达到177公吨的蓝鲸第一个表示不服,除此之外还有身高3.5米,体重7.5吨的大象,身高长7-8米,体重达到700kg的长颈鹿,欧洲的麋鹿等等... 但是反观昆虫类,的确没有特别大的昆虫来弥补古生物灭绝的空白,这一切都是因为不同生物选择了不同的呼吸系统。


先来说说陆地霸主:恐龙,崛起于含氧量只有12%的二叠纪时期,要想保证十几米的庞大身躯能够正常运转,它们进化出了极为高效的呼吸系统,这种系统至今还可以在恐龙的后代——鸟类中看见:双中呼吸系统。下图展现的是一个鸟类的气囊,它的肺部不再存储空气,而是专门用来进行气体交换。当鸟类吸气的时候,吸入的新鲜空气会有一半直接进入后部气囊,另一半则经过肺部进入前半部分的气囊,当它呼气的时候,前半部分气囊里的废气不经过肺部可以直接排除,而后半部分新鲜的空气则会顺势进入肺部,继续进行气体交换。这就使得无论是吸气还是呼气,鸟类的肺部始终有新鲜空气流过,使得其呼吸效率和频率都极为高效,远远高于哺乳动物和昆虫类。举个简单的例子,迷惑龙(梁龙的一种,重达20吨,身高4-4.5米),如果它的呼吸系统和现代的爬行类动物一样,那它的肺容积会低于无效腔,会直接无法呼吸,如果它的呼吸系统和人类一样,如果它的肺容积为225升,那必然会有184升的无效腔,每次呼吸仅能吸入41升的新鲜空气。如果它具有鸟类的呼吸系统,那它只需要600升的肺活量,哺乳类的呼吸系统想要达到同样水平需要2950升的肺活量。


所以对于恐龙这样的大型生物来说,空气中氧气含量的多少,并不会直接影响到它的体型大小。真正容易受到氧气影响的是昆虫,昆虫的呼吸方式是气管式呼吸,它的血液并不会运输氧气,而是直接用气管把外界空气连通到身体各部分,就像人类的各个身体部位各有一个向外界连通的呼气口一样。由于外界空气中的含氧量肯定是大于血液所携带的含氧量的,所以昆虫的身体可以直接获取到最多的氧气含量。但是正如我们喝水的时候,如果吸管过长,水就很难吸上来一样,随着昆虫体内气管的变长,末端氧分压过低会使得最内部的细胞无法呼吸,所以这种呼吸方式只适合个头小的昆虫。


对于昆虫而言,如果空气中的含氧量上升,身体所能获得的氧气量也会增加,个头自然会增大。所以在大约3亿年前的石炭纪,地球上的含氧量高达35%,涌现了一大批巨型节肢动物,盛极一时,而到了恐龙崛起的二叠纪晚期,由于含氧率骤降,基本所有的大型昆虫都灭绝了。

影响体型的其他因素:达尔文的进化论

当然,除了含氧量会对生物体形态造成影响以外,最根本的原因还是自然选择。

达尔文早在百年前就提出过一个经久不衰的理论:日夏养花网适者生存,这一点放在大型生物体上同样适用。在水草丰茂、食物富足、没有天敌的时代,生物能轻易捕食到足量的食物,体型自然会变大;反之,食物困乏,天敌环伺,食物获取难度增加,那么形体小,需要能量小的生物更容易存活下来。

北美的郊狼(日夏养花网Coyote)就是一个很典型的例子,作为食物链的顶端成员之一,史前时代的郊狼体型是现在的1.5倍,根据美国加利福尼亚和爱达荷州几个地点的化石样本分析表明,从大约2.6万年前一直到上一纪的冰河期,郊狼的体型都没有太大的变化。然而随着冰河期结束,猛犸象、古骆驼、古代马这些大型生物都从北美大陆消失了,郊狼的体型开始迅速缩小,成为了现在的样子,很重要的原因就是大型体型的郊狼不在适应环境了。


然而正所谓山重水复疑无路,柳暗花明又一村。在20世纪初,由于大规模的森林砍伐以及对狼和山狮的过度捕猎,使得美国东部的大型狩猎者几乎灭绝殆尽,而靠着吃啮齿小型动物为生的郊狼反而幸存下来。在没有了天敌压制的情况下,郊狼开始寻求体型更大的猎物,不仅开始捕食绵羊,甚至出现了杀死人类的案例,如今东部郊狼的体格已经明显大于其他同类了。

所以无论是含氧量的变化还是生态环境的改变,对于大型生物来说都是灭顶之灾。体型越大的生物,虽然凶狠,却越难适应环境的改变,反而是体型越小的生物,虽然在自然界中不起眼,存在于生物链的底层,但是却能在灾难来临之际,更快速地适应环境改变,能够生存下来。长此以往,地球上的大部分生物都在逐步变小,而且更为重要的是,生物体进化出了智力,人类作为万物之灵,不仅能很好地适应环境,甚至能改变环境,在压倒性的智力面前,体型的大小已经不在有所谓了。

为什么史前生物长得都很巨大,而现代动物大多都缩水了?

因为生物数量多了,人均可分配的资源就会减少,所以生物都变小了。
远古时代的生物体型看起来比现代生物更大,是因为在远古的时候,那些生物都是还没有进化完全的,而我们现代的生物是已经进化完全了。
这主要原因是因为在远古时代大气层中的氧气含量极高,这导致这些生物无比的巨大。而且那时候植物生长的也极为茂盛,食物来源也比较多,这也是一个原因。而现在氧气含量减少,所以生物变小。

为什么史前动物都很巨大,而现在的动物都比较小呢?

总体而言,史前动物的体积的确比现代动物大,但是这一问题存在幸存者偏差。

人们普遍认为史前动物比现在大,主要是参考侏罗纪时代的恐龙。但是史前世界远非只是侏罗纪时代。

在寒武纪时期,最大的动物是畸形龙,其长度也顶多2米,这尺寸和人类差不多,还没有现代大型猫科动物大。

在奥陶纪,最大的动物是房角石头足类动物,这种动物可以长到9米。这个体积和现代巨型鱿鱼差不多,还远不止于和鲸鱼对比。


在泥盆纪,最大的动物是恐鱼,其可以长到6到9米,和逆戟鲸体积大致相当,仍然远小于鲸鱼。


在石炭纪,得益于空气中富含的高密度的氧,大型节肢动物开始繁衍。但是它们最大的体积也只有3米长,其重量也只能和现代狮子相当,但还远不足以和其他大型陆地动物媲美。

在二叠纪,最大的陆生动物是高脚猿科动物,其最大体型相当于犀牛,但仍小于现代大象。

直到三叠纪,最大的陆生动物也顶多和现代的大象差不多。

当地球生命史演化到侏罗纪和白垩纪时,真正意义上的大型史前动物才得以出现。这一时期的动物几乎都是蜥脚类动物。

事实上霸王龙,棘龙,三角龙也和现代最大的大象在重量和体积上差不多。

地球上有生命史以来最大的动物在海洋里,目前还存活在地球上,这就是蓝鲸。其最大长度可以达到30米,比霸王龙还长两倍多。

事实上,从寒武纪开始,动物的体积才越来越大,直到中生代,动物体积达到顶峰。此后每个时代的动物最大体积也就是这个顶峰。

我们之所以感到史前动物比现代动物大,主要的原因是幸存者偏差,我们常常忽略那些体积比较小的史前动物所处的时代。即便是侏罗纪时代,课本上的恐龙渲染图也给人造成十分庞大的错觉。

科学家曾经计算过,地球上的陆生动物有最大的尺度极限。动物的生理极限和外在环境必然导致动物的体积有个极限值。

动物体积极限值的内在原因:动物的体积越大,其引力就越强,这就要求肌肉和骨骼强度足够大,而肌肉和骨骼单位面积内可承受的压力是固定的。

另一个重要的原因是心脏。

譬如,腕龙的重量可达40吨,其心脏重量2吨。我们按照200吨的动物计算,它的心脏重量起码需要10吨重。巨大的体积和重要要求动物的脖子必须和心脏平齐,不然心脏没有那么大的压力泵把大量的血液输送到仰头挺胸的大脑上。

这就导致动物的脖子不能抬高,那么它们的机动性就很差,特别在激烈的战斗时,一不留意抬头,就会导致心脏崩溃而亡。

外在原因:体积越大的动物需要更多的食物,而外部的食物总量是有限的。体积越大的动物性成熟越晚,从而减慢了种群恢复的速度,增加了面临外部环境恶化时而灭绝的风险。





有一种说法就是因为现在地球的氧气变得稀薄了,所以动物就越来越小,但是这种说法并没有被证实,只是一种假说。
因为史前时代的地球空气中含氧量非常高,就导致生物巨大化,现在空气中的含氧量太少,生物进化成小的才能生存
这是自然选择的结果。现在的自然环境、生态系统适合体型小的动物生存和发展。

为什么史前动物都十分巨大,而今动物都没那么大了?

因为史前动物的体积大,但是数量少啊。要知道那个时候大家的体积都这么大,所以都觉得很正常。而且体积越大,消耗的能量就越多,那么数量就不会多了。

但是现在不同啊,全球的资源大部分都被人类所占领,就算有史前动物这么大体积的动物,但是也没有足够的资源来养活自己啊。要知道人类是不允许发生让动物攻击人类的事件的,所以当有了和史前动物这么大的动物了过后,肯定会和人类发生资源的争夺。

那么人类为了自己的生存条件,那就会想进办法去消灭。再加上地球上的资源本来就被人类过度的利用了,所以地球已经承担不了大体积的动物了。所以我们就不难发现,在生物圈上端的动物消失的速率特别的快。就是因为资源衰竭得问题,而人类又拥有高智商,所以在资源上,肯定占领优势的。

其实这句话也并不是非常的有道理,毕竟在现在的海洋中还栖息着一种很大很大的生物,也就是鲸鱼里面的体型最大的一种蓝鲸,蓝鲸的体型非常的恐怖,而从蓝鲸的生存方面我们可以看出现在大部分的动物体型都很小的原因。

首先蓝鲸这种生物主要是以鱼类、浮游生物以及磷虾为食,每次蓝鲸需要进食大量的磷虾才能维持自身基本的生存,很明显一个动物的体型越大,所需要的食物也就越多,而现代的野生环境遭到破坏,自然资源并没有原来丰富,所以动物进化成了体型较小的类型,这样更能够适应环境。

而且空气中的含氧量往往影响了动物的体型,在史前空气中的氧含量是非常高的,这让动物们能够拥有足够的氧去维持自身的生存,而现代空气中氧气含量大不如前,动物们的体型也就只能变小来适应环境了。

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