遠古巨獸去哪了？大個頭生存不大易

隨着遠古時代化石的不斷髮現，眾多史前生物的面紗也被慢慢揭開。熟悉地質學的讀者都知道，大約在石炭紀和侏羅紀之間，很多生物的體型都非常巨大，特別是恐龍，小一點的也有幾噸重、幾米高，某些植食性恐龍，身體竟然能達到二三十米長、五六層樓高。科學家們發現許多體重超過數十噸的恐龍的化石，2-3只恐龍的身體連接起來就和足球場一樣長，人類在其面前就如同螞蟻。

直到萬年以前，地球陸地上依舊生活着體型高大的長毛犀牛、猛獁象等一些巨獸，但是後來它們也消失了。為何現在地球的陸地上再也看不到這樣的史前巨獸了呢？不同的研究有不同的説法。

空氣含氧量下降導致物種變小？

在地球物種進化的漫漫長河中，不同時期的地質、氣候及環境特徵造就了不同特點的動物類型。研究表明，地球如今的氣候其實並非最適合生物繁榮發展。3億-1億年前，地球的生態環境比現在要好的多，不像現在有那麼多沙漠，空氣中氧氣和水汽的含量也比現在高一點，温度也略高一點，所以那個時代地表上的生物數量比現在還要多，比如它們的遺體多到都變成了地層中大量的煤和石油，可以想象那個時候地球的生物多樣性以及數量有多麼豐富。

北京自然博物館副研究員王寶鵬告訴北京科技報記者，在恐龍生活的時代，地球上的含氧量也比現在高很多。有研究表明，在距今約2億年前，地球上曾經爆發了劇烈的火山運動，火山使得當時地球上的二氧化碳含量劇增，造成了温室效應。這種情況下，整個地球很快就變成了一個温熱潮濕的“熱帶雨林”，植被增加的同時也使得當時陸地上的大氣含氧量異常充足，大約是當今的1.5倍，由於含氧量高，地球具有更為旺盛的生產力，物種要比現在繁盛得多，這也讓恐龍等一些巨獸的食物來源極為豐富，而豐富的食物來源讓眾多遠古生物在競爭中趨向於更大的個體進化，結果就導致巨獸越來越多。這種進化其實就像後來的一些動物物種在隔絕的大陸中個體越來越小一樣，都是適者生存在起着內在的作用。

但是後來爆發在地球上的大型災難，導致地球環境起了變化，恐龍等巨獸一步步走向了滅亡。由於空氣中的含氧量也越來越低，倖存下來的個體為了生存和繁衍，在進化的道路上個體也變得越來越小。

並且科學家們通過化石記錄發現，在恐龍之前，地球上就有巨大的物種存在，它們就是3億年前石炭紀的巨型節肢動物，包括超大的昆蟲和蠍子，吊蘭大小的蜘蛛，還有1.5米長的千足蟲等等。其中，最有特點的一種巨脈蜻蜓，翼展可以達到接近1米，有老鷹那麼大。那個時候，地上爬行的蠍子以及許多蟲類體長也都在1米以上，遠古蜈蚣蟲的身長甚至可以達到驚人的2.6米。王寶鵬説，現在已經有眾多的科學研究證實，石炭紀的許多昆蟲個體巨大，與大氣中的含氧量高具有很大的關係。

3億年前，這些體型巨大的昆蟲曾經昌盛一時。但經過大約5000萬年，從二疊紀的中期到晚期，隨着地球大氣中含氧量的下降，眾多大型昆蟲的個頭也越來越小了。

近些年，有科學家通過對果蠅的研究發現，有的果蠅在高氧環境中體型增大，有的並沒有。但在氧氣含量高、氣壓也高的環境下，接受試驗的果蠅生活到第五代，身體尺寸增長了20%。因此一些研究的科學家認為，或許氣壓高低也與物種個體的大小有很大的關係。

▲果蠅在高氧（40kPa）、低氧（10kPa）和正常氧濃度（21kPa）艙室中繁殖11代後個頭發生了變化，將後代移回普通氣壓，它們的體型也會恢復。

地球引力增大導致遠古巨獸消亡？

有一種觀點認為，在遠古時代之所以巨獸眾多，可能與地球引力具有很大的關係，地球引力越小，地球上的生物個體越大;引力越大，生物個體就越小。而那時的地球引力，可能要比現在小很多。這主要是有科學家通過對阿爾卑斯山的調查研究，推斷地球的半徑比2億多年前，即阿爾卑斯山開始形成時縮短了2千米。根據萬有引力定律，當地球的半徑大而質量不變時，地球上物體所受到的引力更小。因此一些人認為，在恐龍時代地球上的生命所受的引力比現在小，因此物種的個體都很大，也會有眾多巨獸的誕生。

“這種説法有道理，但是未必正確。”中國科學院高能物理研究所研究員張雙南對記者表示，如果那個時候的地球半徑大一些，的確物體所受引力就會小一些，但是這樣的觀點還需要可靠的證據，他本人現在也不相信這個説法。

實際上，從地球的遠古時代到現在，地球究竟是在變大還是在變小，目前在科學界依舊沒有定論。近些年，國際學術界另外一種觀點認為，從遠古時代到現在，我們的地球處於持續膨脹中，也就是其體積在持續增大，依據相關專家的推測表明，我們地球的直徑，是每百年以約3-5米的平均增長速度發展的，計算起來恐龍時代的地球直徑對比現在要少25千米左右。由於地球的質量處於動態平衡的狀態，每年逃逸的大氣質量和落入地球的質量差不多，也就是説，從遙遠的恐龍時代甚至更遠的年代，地球的質量並沒有太大的變化。這意味着現在物體所受引力要比恐龍時代小一些。如果地球的引力真的對地球生命個體影響巨大的話，現在的生命個體應該比恐龍時代還要大才對。很顯然，這樣的推論並不符合事實。

行星科學家、中國科學院國家天文台研究員鄭永春也對記者表示，地球引力的變化導致巨獸消失並沒有充分的依據，更有可能的是在地球生物鏈或者生態系統的早期，由於地球的生態系統還不是特別複雜，允許一些巨獸的存在，後來由於生態系統越來越複雜，就逐漸不允許巨型生物個體的存在，因為食物就不夠了。

實際上，現在我們可以看到，就是在同樣地球引力的環境下，同樣的某種動植物，在相同的年齡階段依舊有體積上的差異，比如同一年齡的大象，也不是都長得一樣大。再如我們人類，個體也是不盡相同。這裏面主要是遺傳基因在起着控制作用。

▲地球歷史上最大生物藍鯨的體型得益於海水浮力和它們獨特的進食方式，而陸地上最大的生物蜥腳類恐龍（如雷龍、腕龍）體內則有類似現代鳥類的中空結構。（圖片來源於網絡）

食量太大使巨獸更脆弱？

美國佛羅里達大學生物學博士候選人、巴拿馬史密森尼熱帶研究所的卡特琳娜·皮尼安託認為，一些巨獸巨大的體積反而導致自身變得更加脆弱、更易滅絕。因為較大的動物需要以一系列食物為食，要吃下更多類型的動物，它們會與對手進行更多競爭。而生態系統只能夠支持較低的羣體密度，因為它們需要更多的資源(包括空間)存活。當食物供給縮小，一些巨型生物可能非常難尋找到足夠多的食物。因此，就一步步從地球歷史的舞台上消失了。

其次地球的陸地幾乎是一個平面生存空間，生存競爭非常激烈，個體小的生物生存的靈活性更大。當地球氣候環境等變遷以後，體格小的反而更適合對環境的長期適應。

由於海洋生存空間是立體空間，所以小個體在這裏的生存優勢並不明顯;反而大個體生物在立體空間裏更容易獲得生存權利，且不易被殺死，這也是現在海洋裏大型生物留存得更多的重要原因。直到今天，海洋裏依舊生活着長達30多米、重達80噸的藍鯨。

另外，大個體生物一般生存繁衍頻率要低於小個體生物，從基因突變影響進化進程的角度來説，小個體生物通過進化適應環境的先天能力要強於大個體生物，這也是小個體生物更容易適應環境的原因之一。

不過這個過程並不是一直主導着地球進化的過程。前不久，英國劍橋大學發佈的一項新研究顯示，地球早期存在的一些複雜的有機體在進化過程中變得更高、更大，其原因是要把後代散佈到更廣闊區域，從而更好地繁衍。

刊登在英國期刊《自然·生態學與進化》上的研究報告説，在比震旦紀(約6.35億-5.41億年前)更早的時間裏，生命體在體積上都非常微小。然而到了震旦紀，複雜的有機體開始出現，一些甚至在體型上能夠長到2米高，它們儘管看起來像蕨類植物，但其實很可能是地球上最早出現的動物之一。

研究人員認為，許多在海洋中成功繁衍的生命，其實是能夠把後代“投放”到最遠區域並建立聚集地從而佔領周邊環境的一類，個頭足夠大才更有利於它們達到這一目的。

該報告主要作者、劍橋大學學者埃米莉·米切爾説，那個時候的海洋充滿營養豐富的食物，沒有太多的競爭壓力，甚至獵食者都還沒有出現。團隊在化石分析中發現，有明顯證據顯示它們的體型與擴大繁衍範圍有更強的關係。

不過後來，當巨獸在地球上開始崛起並統治地球很長時間以後，隨着地球環境的變化，生物的“適者生存”策略又開始青睞體型小的個體和物種了，這也導致了恐龍個體的變小。

在恐龍時代末期，地球的氣候變得寒冷以後，恐龍的生存也變得更加困難，並且隨着長週期氣温的下降及氣候的乾燥，植物也在不斷減少，尤其是引發的食物鏈的緊張，導致大型恐龍走向了末路。

王寶鵬説，在恐龍的演化中，為了適應不斷變化的生存環境，獸腳類恐龍的個體就一直在變小，這有利於它們適應各種各樣的棲息環境，並且減少對能量的需求。

再後來，獸腳類恐龍最終演化出了羽毛、翅膀等特徵，有很多科學家認為它們就是鳥類的祖先。也就是説，這種體型不斷變小的恐龍，在恐龍大滅絕時代卻最終活了下來，並且繁衍到了現在。

▲美洲、大洋洲的巨型哺乳動物羣曾遭受重創（黑色物種已滅絕，綠色倖存。圖片來源於網絡）

遠古人類大肆捕殺使巨獸滅絕？

自從人類一步步走上歷史的舞台以後，地球陸地上所剩不多的一些巨獸，比如劍齒虎、猛獁象、披毛犀等也開始走上了滅絕之路。這些遠古巨獸滅絕的原因，科學家曾提出過很多觀點，包括人類狩獵活動、陸地變更以及氣候變化等，但主要原因可能還是人類導致。儘管單個人類的力量很小，但是當人類學會大規模的集體狩獵以後，再大的巨獸也不再是人類的對手。

近些年，英國埃克塞特大學的研究人員對大量古生物化石、人類遷徙及歷史氣候變化數據進行了綜合分析，結果發現，全球多個地區開始出現人類繁衍的時點，與巨型動物逐漸消亡的時點吻合，這讓研究人員得出結論：人類可能是導致遠古巨型動物滅絕的主要因素，氣候變化只是起到助推作用。

發起這項研究的劉易斯·巴特利特説，儘管基本確定了人類是遠古巨獸滅絕的主因，但現在還不清楚具體是哪些人類活動將巨獸推向滅絕邊緣，有可能是人類為獲得食物獵殺了它們，也可能是人類將巨獸們趕出棲息地導致了它們的滅亡。

不過該項研究的研究人員也表示，儘管他們的數據模型能解釋大部分地區巨型動物滅絕的時點和程度，但亞洲地區卻是個例外。從化石數據來看，亞洲地區的巨型動物似乎更能適應環境變化，滅絕的過程也更漫長。這意味着對於亞洲的一些史前巨獸為何滅亡這一問題，還需要更多深入的研究。

本文來自：北京科技報