动物,尤其是陆地上的动物,不能无限期地生长。原因与方立方定律有关。

有史以来在地球上行走的最大动物可能是恐龙阿根廷龙,这是一种笨重的77吨泰坦龙,生活在大约万年前的白垩纪晚期。相比之下,当今陆地上最重的动物是非洲象(Loxodonta),它的重量不到7吨。两者都在蓝鲸(Balaenopteramusculus)旁边看起来非常漂亮,蓝鲸平均重吨,可能是有史以来最重的动物。

但是有动物都能超过它吗?动物可以达到多大有限制吗?

我们看着蓝鲸,问题是我们是否可以得到更大的东西,这取决于许多因素,我采取相对论的观点。

不过,至少在理论上,陆地动物的硬性限制可能约为吨,要比这更大,在陆地上,你的腿必须非常宽以支撑你的身体,以至于你无法有效地行走。

史密斯指的是方立方定律,伽利略首先将这一数学原理描述为“两个体积的比率大于它们表面的比率”。换句话说,随着动物体型的增加,它的体积会比它的表面积增长得更快,所以更大的动物需要更大的四肢来支撑它们的体重。如果我们只是将大象放大几个数量级,方立方体定律认为它会崩溃——它的质量会增加三的幂,而它的四肢会增加二的幂。

大象是当今现存最大的陆地动物。(图片来源:Shutterstock)

我们想象中的巨型大象克服这一限制的唯一方法是拥有不成比例的大和粗的腿。但即便如此,在吨左右,保持巨型大象站立所需的四肢也会变得不可思议地笨重。“化石记录中最大的动物不到吨,这支持了这一理论最大值,”史密斯说,并补充说“目前尚不清楚更大的动物是否出现。

但物理学并不是限制动物大小的唯一因素。如果是这样,我们将生活在一个挤满了吨陆地动物的世界里,小心翼翼地遵循伽利略的方形立方体线。资源可用性也是一个重要因素——巨型动物必须吃东西。生活在具有高质量食物的更具生产力的环境中的动物通常能够拥有更大的最大体型。鲸鱼,大象和其他巨型生物群倾向于生活在营养丰富的环境中。

营养需求也解释了为什么爬行动物,如泰坦巨龙,甚至比最大的陆地哺乳动物都要大得多。由于温血哺乳动物的新陈代谢更快,它们需要的食物量是爬行动物的10倍左右。另一方面,爬行动物的体温较低,新陈代谢较慢,因此它们可以吃得更少,并且可以在会使哺乳动物挨饿的卡路里预算下生长。

毫不奇怪,陆地地区最大的恐龙比最大的哺乳动物大10倍。

蓝鲸重约吨,是温血哺乳动物,是其中几项规则的明显例外。但他们独特的环境解释了他们的成功.海洋巨型动物可以利用它们的浮力来扩大尺寸,而不会拉伤它们的肌肉和骨骼,其生长方式会使陆地动物的四肢崩溃。鲸鱼有数英里的开阔海洋可供他们使用,它们旅行以寻求食物。

人类消灭了其中的大部分,猛犸象,大象,野牛,大型食肉动物-我们已经消灭了90%的大型动物,也许更多,当然还有所有最大的动物。

人类也是这些大型物种复兴的主要障碍。在巨型动物卷土重来之前,你必须没有人类,到目前为止,我们是优势物种,在我们的霸权下,没有动物会变大。再次获得像白垩纪恐龙这样大的东西的可能性不大。

自然历史博物馆中的蓝鲸骨架(年)。(图片来源:LauraGeggel)

预计水中的动物将较少受到生物力学限制的限制。“海洋还为那些流动和足智多谋的动物提供了丰富、营养丰富的资源。特别是,鲸须板块的进化使鲸鱼能够有效地消耗浮游动物,以支持它们的巨大体型。

撇开各种限制不谈,地球显然可以支持巨型动物。数亿年来,巨型动物无处不在。然而,在过去的20万年左右的时间里,仅仅一眨眼的进化时间,巨型动物几乎消失了。大象和犀牛等大型陆地哺乳动物正在减少,只存在于世界的特定地区;几组海洋巨型动物,如鲸鱼,永远在灭绝的边缘摇摇欲坠。那么所有的巨人都去哪儿了呢?



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