巨獸時代：探索動物巨化之謎

冉浩

自5億多年前開始，遠古生物的種類迅速增多，進入了一個嶄新的紀元。從無脊椎動物開始，到魚形動物，再到兩棲動物、爬行動物，直至今天的哺乳動物，動物界從來就沒有缺少過大型、巨型的動物，甚至還曾出現(xiàn)過老鷹般大小的昆蟲。但有趣的是，在地質(zhì)歷史的長河中，巨獸們?nèi)缱唏R燈般湮沒，留下的反而是小型的后輩。那么，又有哪些巨獸出現(xiàn)過，它們又因何滅絕？體型的大小又起了什么樣的作用呢？

洪荒巨種

早在寒武紀（5.41億～4.85億年前），還沒有今天的各種高等動物，各種奇形怪狀的蝦蟹類動物橫行無忌。這是它們的全盛時代，即使在淺海都有體長超過1米的奇蝦，這樣的景象在今天是無論如何也看不到的。甚至在距今2.5億年前的時候，還出現(xiàn)了2米多長的大家伙——巨型羽翅鱟，它們?nèi)壕樱珒礆堉翗O，甚至同類相食。但是蝦蟹類并非這個時代最大的生物，我們在化石中曾經(jīng)發(fā)現(xiàn)過一些巨大的海螺的殘片，最初估計可能有11米長，現(xiàn)在看來多少有些夸張了，但至少也有6米，而且只是貝殼的長度。它們極可能是海洋中的掠食者，在它們面前，即使最大的蝦蟹也只是個小家伙……

昆蟲也在隨后出現(xiàn)，其中出現(xiàn)在距今3億年前的古蜻蜓令人印象深刻，它的翼展可以達到71厘米，是已知最大的原蜻蜓目。可以想象，這些兇猛的掠食者游曳在古地球沼澤和森林的上空，迅猛地落在疏于防范的動物頭頂。由于體型很大，它們幾乎可以捕食當時所有的昆蟲，甚至能夠捕獵一些小脊椎動物。

就在這些原始動物統(tǒng)治的時代，我們的祖先，擁有脊椎的動物開始悄然崛起。首先崛起的是魚形動物，它們在擁有了“下巴（下頜）”之后，強大的咬合力將它們推上海洋獵食者的頂峰。生活在3.8億～3.6億年前的鄧氏魚長達10米，是當時最大的海洋捕食者。之后，隨著更先進的鯊魚和硬骨魚類的出現(xiàn)，它們從小到大，逐漸成為海洋的霸主，原始的鄧氏魚開始走上絕路。在水陸交接處，兩棲動物崛起并且成長為巨型動物，比之今天巴掌大小的蛙類等，古引螈可以長到2米長，而它的后輩、距今約2.7億年的普氏鋸齒螈體長可以達到9米！

之后，接管星球的便是另一類爬行動物——恐龍，這些巨獸和翼龍、魚龍等在一起，足足統(tǒng)治了地球1.6億年之久，直至6500萬年前的大滅絕事件，唯一留下的后輩便是今天的鳥類，但體型已經(jīng)差了太多……

巨化利弊

從動物進化史中，我們可以發(fā)現(xiàn)一條規(guī)律：所有巨獸最終都走向了衰亡，無一幸存至今，而幸存者恰恰是小型的同類。從生物進化的角度來講，適度增大體型確實是進化的趨勢，有一個“體型增大定律”被進化生物學(xué)家所認可，它的前半部分內(nèi)容是，在進化的每一個小分支中，都是從小體型開始，然后逐漸增大，直到最大體型。

關(guān)于動物體型增大的原因，眾說紛紜。一般認為，處于上升期的生物類群，較同時期的其他物種更先進，生命力更強，在新的環(huán)境中獲得了豐富的食物，或者開辟了新的食物資源，隨著繁殖，數(shù)量增加到一定程度后，競爭加劇，這時有幾種機制會推動動物體型增大。

第一個機制是，增大體型可以使動物在與利用相同生存資源的物種競爭時獲得武力優(yōu)勢，從而在這條道路上繼續(xù)進化下去；第二個機制是，有些還未開發(fā)的生存資源可能只有大體型才能獲取，一些物種為了利用這些資源而增大體型，其代表就是開發(fā)樹冠資源的長頸鹿；第三個機制是，適度增加體型可以提高奔跑的速度和耐久力，對捕食者而言可以提高捕食的成功率，而對獵物而言則可以增加逃生的概率；第四個機制是，巨型化對食草動物來講可以起到保護作用，減少獵食者對它們的傷害，這也是陸地上最大的動物都是食草動物的原因。

但大型化也要面臨相應(yīng)的問題，如體重達7噸的非洲象能推倒樹木，搬動超過一噸的重物，但這只相當于50千克的人搬動10千克的物體，而我們幾乎可以移動和自己等重的物品，從這個角度來講，大型動物被“虛弱化”了。高大的身體和巨大的體重將給它們包括骨骼、關(guān)節(jié)和心臟在內(nèi)的身體帶來嚴峻的挑戰(zhàn)，使得單位體重的行動能力減弱。而體積越大，相對表面積越小，熱量將無法及時散出，很可能引起恒溫動物體溫過高。為了防止此類事情發(fā)生，大象、河馬等動物體表很少有毛，目的就是為了加快散熱。同樣的原因，它們的肺部和消化道將因缺少足夠的交換面積而出現(xiàn)問題。

事實上，對物種來講，使身體變大遠比變小要困難，每一次增大體積都必須解決相應(yīng)而來的困難，而且困難會越來越大，這需要足夠長的時間來積累基因突變。更有研究表明，我們所在的靈長目動物的體態(tài)特殊，是哺乳動物中最難增大的，化石記錄也證明我們從先祖開始，就是增大最慢的。

沒落之始

但是，“體型增大定律”的后半部分卻不怎么美好——當物種體型達到最大以后，接下來往往就要面臨滅絕。

如果關(guān)注滅絕事件，我們會發(fā)現(xiàn)每次都伴隨著環(huán)境巨變，為什么環(huán)境變化更容易給這些大型動物以打擊呢？目前有這樣一些假說：一是認為環(huán)境變化會對植物造成影響，往往使植物的生產(chǎn)力降低，還會引起植被的演替——那些巨大的動物因此無法獲得足夠的食物而死亡；二是由于大型動物所需的生存資源多，它們的領(lǐng)地更大，這必然導(dǎo)致種群密度降低，一旦環(huán)境惡化，種群密度下降的情況就會被嚴重放大，個體相遇困難，繁殖機會減少或發(fā)生近親繁殖，后代適應(yīng)性因此減弱，種群走向滅亡。

我國著名古生物學(xué)者裴文中先生認為這一觀點還需要修正，他以大熊貓和豺的處境為例，現(xiàn)在這兩種動物都已瀕臨滅絕，但它們并非是在體型最大的時候走上絕路的，因為它們現(xiàn)在都比最鼎盛時的體型小了一些。因此，裴先生提出的觀點是，動物在體型開始由大變小的過程中發(fā)生滅絕。對此的解釋是，當一個物種適應(yīng)性減弱或者受到競爭壓力時，它包括食物在內(nèi)的生存資源減少，不足以維持鼎盛時期的體型，因此隨著體型的減小，群體也開始衰敗。

不得不承認，隨著現(xiàn)代人類的活動，我們正在改變著環(huán)境，污染物的排放和溫室氣體造成的氣候變暖正是其代表。尤其是溫室效應(yīng)，正深刻影響著地球氣候，隨著全球平均氣溫的升高，冰川融化，洋流因此受到影響，進而造成了各地小氣候紊亂，出現(xiàn)了許多極端情況，如冬天更冷、夏天更熱。動物的生存資源也受到了影響。新加坡國立大學(xué)生物學(xué)家大衛(wèi)·比克福德曾估計，全球平均氣溫每上升1℃，植物體型可能縮小3%～17%，而動物體型縮小的比例可達6%～22%。

至于人類，很可能也無法置身事外。有學(xué)者認為，如果繼續(xù)任由其發(fā)展下去，在幾萬年的時間內(nèi)，人類和許多大型哺乳動物的體型都可能縮小一半，如果沒有在縮小的過程中滅絕的話，那時人類的身高將只有1米左右——這大概不是一個好消息。