海洋里体型最大的巨兽蓝鲸,5000万年前从陆地重返海洋。
从前生活在陆地上,个头只有哈士奇那么大的蓝鲸祖先,进入海洋之后开启了全新的进攻模式,花了5000万年,终于成为有史以来地球上体型最大的动物。原本一直生活在海洋里的鱼类,没有任何一种的体型能跟蓝鲸比肩。
记录在案的蓝鲸最重体重达到了136.4吨,比波音757的起飞重量还重。这头蓝鲸是雌性,如果在怀孕期间,它的体重还会增加。
蓝鲸为什么能长那么大?
因为它必须要长大。哺乳动物从陆地到海洋,为了维持体温,长大长胖是唯一的选择。相比于空气,水传热更快,海水带走身体热量的速度比空气快25倍。海水的温度比哺乳动物的体温要低,海水一刻不停地从鲸鱼身上吸热。为了保温,鲸鱼首先得增加厚实的脂肪来隔离寒冷的海水,其次要提高保存热量的效率。体型变大,身体体积和皮肤表面积之间的比例就变大,也就是说,储存热量和散发热量之间的比例变大了,保存热量的效率变得更高了。所有的哺乳动物,下海之后无一例外地都在飞速长个子,长肥肉。在海里,大块头的胖子更抗寒。
体型长大是适应环境的需要,支持身体长大的必要条件是要有足够的粮食。海里的鱼虾贝壳无论种类还是数量都比陆地丰富,古鲸鱼进入海洋后吃喝不愁。面对品种多样的食物,鲸族群里大家的口味不一,开始出现分支,一支鲸族保留牙齿吃大鱼,叫齿鲸,包括虎鲸和海豚;另一支鲸族抛弃了牙齿,长出鲸须,采用过滤性进食的方法来吃小虾,叫须鲸,包括蓝鲸和座头鲸。
食物成就身材,贪心吃大鱼大肉的齿鲸反而没有吃小鱼小虾的须鲸体型大。一个原因是因为小鱼小虾的数量比大鱼大虾要多得多,不愁来源。另一个原因是因为须鲸不用咬,只用吞的进食效率更高。在体型增长这一项目上,须鲸胜过齿鲸,其中的优等生蓝鲸,长成了最大的海洋巨兽。
蓝鲸长个头的制胜攻略:选择磷虾当口粮,长出鲸须过滤进食。
磷虾--食物链底层的资源
蓝鲸选择磷虾当口粮,看中的是磷虾的数量。南极磷虾一共有5亿吨,5亿吨是个什么概念?拿我们人类比较一下,目前地球上77亿人加起来的总重量大约4亿吨,磷虾的重量超过了全人类。
一头蓝鲸一天能吃4吨磷虾,每年蓝鲸和其它须鲸群要吃掉4000万吨磷虾,另外企鹅、鱿鱼和海豹也会吃掉大量的磷虾,还有人类眼馋也来分一杯羹,每年要捕捞5000万吨的磷虾。全部加起来,每年有3亿吨磷虾成为其它生物的口粮,磷虾群一大半的数量都被捕食了,但是没有关系,第二年同等数量的磷虾群又会回来。磷虾的繁殖能力极强,一只雌虾一次可以产卵6千到1万个。如果每只虾卵都能孵化成小虾的话,繁殖率超过了6000倍。
磷虾的粮食是浮游植物,就是那些漂浮在海洋里的藻类。只要有足够的浮游植物,磷虾就是地里的韭菜,割了又长,无穷无尽。
浮游植物通过光合作用获得能量,除了阳光外,浮游生物还需要生长必须的营养元素。浮游植物的生长需要大量的氮、磷元素作为主要营养元素,还需要少量但不可缺少的微量元素,比如铁。
蓝鲸能提供浮游植物需要的大部分营养元素,它用自己的便便养育浮游植物。
上图是蓝鲸和身后的便便。蓝鲸的便便像橙红色的棉花糖,松散柔软,一团一团毛茸茸地漂浮在水面上,像羽毛一样慢慢散落消融。橙红色的便便里有丰富的氮、磷、铁,橙红色的色彩正是来自铁元素的染色,这些元素都是浮游植物主要的营养来源。生活在海洋上层水域,亲近阳光的浮游植物不用沉到海底去寻找营养元素,在水面上就能得到蓝鲸便便的直接灌溉。
南部海洋里有很多被叫做“高营养素低叶绿素”的水域,那里虽然硝酸盐和磷酸盐等重要营养物质的浓度很高,但是浮游植物浓度很低,最主要的原因是缺乏浮游植物生长需要的铁元素。但是在磷虾茂盛的南极海域就不一样了,蓝鲸便便里有丰富的铁,足够支持浮游植物繁荣生长。
除了铁外,蓝鲸带给浮游植物大量的氮。举个例子,缅因州海湾的氮源大部分来自于鲸鱼便便,即使在商业捕鲸杀害了大量的鲸鱼之后,剩下少量的鲸鱼提供的氮源依然超过所有入海河流提供氮源的总和。
二十世纪大规模发展的商业捕鲸持续了近百年,超过36万头蓝鲸被害,最后只有不到总体数量1%的蓝鲸残存下来。同期,世界海洋中的浮游植物大幅减少。1950年至今,表层水中的浮游植物浓度下降了40%,南极圈的磷虾数量也随浮游植物的数量减少而明显下降。缺乏鲸鱼粪便的浇灌,浮游植物减产,磷虾没有了口粮,整条生物链都缩减了。
蓝鲸打破了海洋里“大鱼吃小鱼,小鱼吃虾米,虾米吃泥巴”的食物链等级,以最大的个头直接抢占最小的虾米吃。海洋食物链的金字塔里,底层浮游动物所提供的热量远远超过上层鱼类能提供的热量。蓝鲸的越级进食解决了食物不足的后顾之忧,为它巨大的体型提供了坚实后盾。
庄稼一枝花,全靠粪当家。浮游植物在蓝鲸便便的哺育下茁壮成长,磷虾得到了充足的粮食,蓝鲸收获了取之不尽的磷虾。
鲸须--演化路上的创新
为了吃磷虾,蓝鲸长出了鲸须。
蓝鲸的大嘴巴里,在原本长牙龈的地方长着很多排须板,须板上有柔韧的像胡须一样的毛发。须板和须毛组成了鲸须,像一把把的油漆刷密密麻麻地插在嘴里。蓝鲸张开乾坤袋一样的大嘴,一口气吞下90吨的磷虾和水,然后用舌头顶住上颚,把海水挤出口腔,而海水里的磷虾被鲸须拦截,留在嘴里吞下肚中。
相比于蓝鲸的大嘴巴,它的嗓子眼小得不可思议。蓝鲸的舌头上可以站下50个人,但它的嗓子眼只有篮球那么大。在海里遇到蓝鲸,根本不用担心它会误吞了你,你的个头没法通过蓝鲸的小喉咙。
过滤性进食不是鲸鱼独有的进食方法,有些吃小鱼小虾的海豹也采用过滤进食的方法。不过鲸须是鲸鱼独特的发明,虽然鲸须长在嘴里,很像牙齿,但鲸须不是由牙齿演化形成的,它们的构成成分完全不一样。牙齿的主要成分是磷酸钙,类似于骨骼。鲸须的主要成分是角质蛋白,跟头发、指甲一样。比起牙齿,鲸须更像是嘴里的胡须。
生物演化的路上,普遍的方式是循序渐进地改变。古鲸鱼从陆地到海洋,鼻孔移到头顶,褪去四肢,样子变成鱼儿,外貌巨大的变化实际上都只是结构上的改变。鲸鱼依然用肺呼吸,没有新长出一副鱼鳃。鲸须却是鲸鱼的创新发明,身体上为数不多的新生结构。
演化路上,创新比改变困难得多。创新就像生物挥舞着一把砍刀,大力劈砍着原有的束缚,有时能成功,更多的时候是淹没在历史里的失败。鲸须正是鲸鱼成功劈砍出的一条新路。
创新的鲸须,和越级抢占的底层食物资源,两大突破最终引领蓝鲸成长为海洋巨兽。
众所周知,蓝鲸的体型非常大,数量也非常多,它们生活在全球各个不同的海洋里。很多人都对蓝鲸吃什么食物感到非常好奇,因为它的体型这么大,肯定会吃一些比较大的食物。但是事实上并不是这样,蓝鲸的食物却是海洋里最小的一些生物,其实这也和蓝鲸自身的身体构造有关。
蓝鲸是没有牙齿的,并且蓝鲸的咽喉也非常小,可能也就比一个苹果稍微大一些,所以它并不能吃下其他体型较大的一些食物。磷虾是蓝鲸最喜欢的食物了,因自身的身体构造可以使蓝鲸在海中快速移动,蓝鲸吃的也非常快。一头蓝鲸一天大概就可以吃下几吨的食物。并且磷虾这种动物它的游动速度也十分慢,并且还特别喜欢一群一群的在一起,这样也会更加方便,蓝鲸对它们进行捕食,蓝鲸一口就可以吃下很多的磷虾 。
磷虾也是一种非常有营养的食物,含有丰富的蛋白质。再加上蓝鲸每天又吃这么多的食物,并且还非常有营养,所以蓝鲸长这么大也就不足为奇了。还有一个原因,就是蓝鲸在海洋中生活是没有天敌的,并且蓝鲸也不会去主动攻击其他的海洋生物,性格方面也是非常温和。蓝鲸在海洋中生活,不仅有着非常丰富有营养的食物,而且也没有天敌,所以才会长得这么大。
蓝鲸每天吃这么多食物,所以粪便也拉的多。但是蓝鲸的粪便并不会污染海洋环境,反而对磷虾来说是一种非常美味的食物。不光是吃蓝鲸的粪便,磷虾也吃其他海洋生物的粪便,磷虾也可以帮助我们更好的清理海洋环境。蓝鲸吃磷虾,磷虾吃蓝鲸的粪便,所以它们之间慢慢的也就形成了一个互相帮助的关系,可以说蓝鲸已经在海洋生活中学会了自给自足。
史前的动物之所以长得很大,其实主要还是因为环境所致,史前的环境恶劣,没有好的身体,根本不可能保护自己。
1、鲸鲨和巨齿鲨
大家都知道的是,现存下来的最大鱼类是鲸鲨,它们可以长到20米长,体重高达十几吨,它也是历史上最长的软骨鱼,而比较出名的史前巨鱼当属巨齿鲨,虽然体长不如鲸鲨,但是它们的体重是鲸鲨的3到4倍,就体重而言,应该是最大的软骨鱼了。
2、利兹鱼
上面的两种鱼是软骨的,另外一个史前硬骨巨鱼是利兹鱼,体长可达27米,体重跟巨齿鲨差不多,关于利兹鱼的体长,也有些争议,有研究认为,它与鲸鲨差不多长。
现存的远古巨鱼,其实和古生物鱼差不多,虽然这么多年过去了,他们没有进化成更大或者缩小,当然了,也有些灭绝的远古巨鱼确实要比现存的要大。
它们之所以灭绝,很有可能是哺乳动物占据了生态链导致的,因为一般哺乳动物比较聪明,进化的也比较快,环境在变化,它们也在不断地适应。
3、椰子蟹
椰子蟹是陆生节肢动物,最长的有一米长,体重超过了6000克,在石炭纪时代,把它与石炭纪时期的陆生节肢动物相比,它也是不够看的,因为石炭纪是陆生节肢动物的黄金时代,因为石炭纪时期,蜈蚣都有一米多长,就连蜻蜓都有手臂一样长。
为什么石炭纪是陆生节肢动物的黄金时代呢?主要还是因为地球的含氧量大造成的,那时候的地球的含氧量是现在的两倍左右,而节肢动物的呼吸器官,吸收氧气的能力比较强,可以有效地促进体细胞的生长,所以个头比较大。
4、两栖动物:大鲵和普氏锯齿螈以及科尔鳄螈
湖南省曾经就捕获了一条大鲵,体长1.2米,体重300斤。大鲵属于两栖动物,但是与史前的两栖动物普氏锯齿螈相比,它还是比不过的,因为普氏锯齿螈长达9米,体重高达3吨,而且比科尔鳄螈还要大不少,科尔鳄螈也是两栖动物。
只不过到后来,两栖动物进化变小了,如果没猜错的话,在生态链上,它们比不过爬行的动物,比如鳄鱼、乌龟或者海豹。
5、易碎双腔龙
给我们印象最深刻的就是侏罗纪和白垩纪时代的恐龙了,就体形而言,最大的恐龙当属于易碎双腔龙了,根据它的化石,我们可以知道,它的脖子很长,小脑袋,还有一条细长的尾巴,奇怪的是,它的鼻孔长在了头顶上,它生活在侏罗纪末期。
关于易碎双腔龙是不是最大的恐龙,颇有争议,有人认为是瑞士普尔塔龙,也有人认为是阿根廷龙。因为存在争议,所以就不列出身长和体重了。
还有很多其它的史前巨物,在这里就不一一列举了。那么我们来思考一下,哪些因素影响了动物生长大小的呢?
第一,呼吸系统。
体重越大,那么需要的氧量也就越大,如果呼吸系统很高效,那么就会促进身体的生长,我们都知道,节肢动物的黄金时代是石炭纪,那时候的地球,氧量十足,由于节肢动物的呼吸系统还没进化完善,吸氧效率高,所以长得很大。
第二,能量获取效率高。
身体的发育需要能量的维持,越是大的个体,越是需要摄取更多的能量,因为个体越大,运动所消耗的能量也就越大,这样就需要更多的食物才行。
而在中生代,其自然环境优越,蕨类植物疯狂生长,所以恐龙的觅食效率高,不用东奔西跑,不需要消耗太多的能量,而食物又很充足,所以那时候的恐龙体形都很大。
第三,繁殖方式不同。
哺乳动物与爬行动物不同,一个是胎生,另外一个是卵生。在中生代,由于环境较好、资源充足,所以卵生的繁殖效率就更高。而新生代时期,环境变差了,资源没有以前多,胎生的存活率更高,所以,越到后期,胎生的动物占据着主导地位。
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