首先,我猜,题主所说的“生物”主要是指“动物”,所以,接下来我就撇开“植物”,只讨论动物。
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先说结论:
& c0 e3 N- u4 p, S- G2 E7 j为什么海洋比陆地更容易演化出巨型动物?因为海水有浮力,且海水比较凉。
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论证:) o& h" U- }' X/ [% C
1,我们知道,一个物体,它尺度上变为原来2倍,那么它表面积就变为原来4倍,体积就变为原来8倍。也就是说,尺度增加的话,表面积跟着增加,体积也跟着增加,但表面积增幅远大于尺度的增幅;而体积的增幅又远大于表面积的增幅。5 P [- ~6 W$ z4 N3 W. l/ C
2,那么对于某种动物来说,如果它向“体积增大的方向演化(当然,演化是没有方向的,这里只为了方便表述)”,那么对于这个生物的挑战是骨骼强度。因为体积/体重的增幅远超过骨骼截面积的增幅。如果体积变得太大,那么骨骼将不足以支撑起那么大的重量——也就是说,它可能会胖死。0 S: G8 N5 {, q C8 I! k; H1 \
3,体积增大带来的另外一个问题是散热。因为体积的增幅基本等同于细胞数量的增幅、从而基本等同于细胞呼吸散热量的增幅;而生物散热的能力又跟体表面积相关。所以,如果生物长得太大,它散热需求的增加将远超过它本身散热能力的增加——也就是说,它可能会热死。4 S( T4 Z$ S) b# D
4,但如果这种动物的祖先某一天突发奇想,跑回到大海里去生活了,那么前面两个问题就显得不那么重要了。骨质酥松,没问题,有海水浮力托着你;担心散热?与其担心散热,还不如考虑如何保暖....从保暖这一角度来说,长得大一点,胖一点,反而会更有优势呢!
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海里的蓝鲸,作为有史以来地球上存在过、存在着的最大动物,是有一定原因的。; F1 D6 Q5 K7 J3 m
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关于海洋巨型动物,可参见我的文章:
, {/ s, H- @# Q【Infographic】海洋巨物同比例视图 - 知乎专栏 |