為什么陸地上沒有比鯨更重的動物
根據(jù)化石研究,地球上最早出現(xiàn)的動物源于海洋。早期的海洋動物經(jīng)過漫長的地質(zhì)時(shí)期,逐漸演化出各種分支,豐富了早期的地球生命形態(tài)。下面是小編為大家整理的為什么陸地上沒有比鯨更重的動物,僅供參考,歡迎閱讀。
為什么陸地上沒有比鯨更大的動物(這里指大型鯨類,比如藍(lán)鯨)?為什么個(gè)頭小的溫血動物竟然也和青蛙一樣要冬眠?為什么大象等很多大型熱帶動物幾乎不長毛?這些生物學(xué)上的有趣問題很早就引起了科學(xué)家的注意。
早在17世紀(jì)中葉,意大利物理學(xué)家伽利略就發(fā)現(xiàn),動物的長度和它的皮膚面積、身體重量成一定的比例。動物成長時(shí),皮膚面積按身體長度成平方增長,因此動物越大,皮膚的相對表面積就越小。而重量則按身體長度成立方增長,像大象這樣的大型動物的腿所承受的重量比形體小的動物大得多,為了支撐這么重的身體,大象的四肢就會比猴子的粗,而猴子的.又比螞蟻的粗(相對體長而言)。生活在海洋中的動物利用水的浮力消除了身體過重的負(fù)擔(dān),所以巨鯨才可以長到30多米,重上百噸。
個(gè)頭像大象一樣的大型動物,由于相對的皮膚表面積較小,散熱面積也小,有利于保溫,但如果身處熱帶還長滿長毛,就很不利于散熱了。而個(gè)頭小的溫血動物因?yàn)槠つw的相對表面積大,散熱面積就大,對溫度更敏感,冬天更怕冷。
不過,關(guān)于這方面嚴(yán)格的科學(xué)研究,不是從體重和表面積入手的(動物體態(tài)的多樣性或許也是一種原因吧),而是從與之直接相關(guān)的新陳代謝率與體重的關(guān)系入手的。
19世紀(jì)下半葉,德國生物學(xué)家魯布納提出,生物界并不是雜亂無章的,也存在著數(shù)學(xué)規(guī)律:B3與M2成正比,其中B為新陳代謝率,即動物在靜止?fàn)顟B(tài)下體內(nèi)每單位體重每分鐘所產(chǎn)生的熱量,M為生物體的體重。這一經(jīng)驗(yàn)定律與著名的開普勒第三定律“R3與T2成正比”(T是行星公轉(zhuǎn)周期,R是橢圓軌道的半長軸)十分相似。
1932年,德國生物學(xué)家克萊伯發(fā)現(xiàn),各種動物基礎(chǔ)代謝率與體重之間存在的函數(shù)關(guān)系中的指數(shù)應(yīng)為3:4,而不是先前認(rèn)為的2:3!翱巳R伯定律”提出后引起了爭議。有些人依據(jù)身體表面積與體積之比,提出指數(shù)仍應(yīng)為2:3;而美國科學(xué)家韋斯特、布朗、恩奎斯特則依據(jù)心血管系統(tǒng)等的資源優(yōu)化分布,提出該指數(shù)為3:4。
不過在2010年,美國科學(xué)家科利科特羅恩斯等人發(fā)表了最新的研究報(bào)告,他們選取了447種動物、5個(gè)體形尺寸等級的測量值,用于擬合基礎(chǔ)代謝率與體重關(guān)系的回歸方程。方程顯示,兩者關(guān)系的指數(shù)不是單純的2∶3或3∶4,實(shí)際上,指數(shù)并不是一個(gè)確定的值,而是從0.57浮動到0.87,有較大變動范圍。指數(shù)大小與動物種類的選取有關(guān),被測數(shù)據(jù)所涵蓋的大體形動物越多,則指數(shù)越大。他們考察了韋斯特等人的方程,發(fā)現(xiàn)如果顧及心血管系統(tǒng)中的物理學(xué)效應(yīng),將方程經(jīng)適當(dāng)校正后,就能與他們所提出的結(jié)論相一致。
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