生物的尺寸是由誰(shuí)決定的？

位夢(mèng)華

生活在地球上的各種生物，在物種的數(shù)量和個(gè)體的大小上，有一定的規(guī)律。例如，地球上最大的動(dòng)物能夠長(zhǎng)到多大呢?現(xiàn)在我們所知道的，只有像鯨那么大。為什么不能再大了呢?植物也是一樣，最高的樹木是桉樹，可以長(zhǎng)到100米以上，最高可達(dá)155米。為什么不能再高了呢?又如，大洋和陸地的面積之比是3:1，大洋面積是陸地的3倍。而大洋里的最大動(dòng)物是藍(lán)鯨，可以長(zhǎng)到31米，大陸上的最大動(dòng)物是大象，大約只有10米，差不多也是3:1。由此可見，生命世界還有一個(gè)尺度開關(guān)，或者叫做尺度效應(yīng)。各類生物的大小，都有一定限制，并不是想長(zhǎng)多大就可以長(zhǎng)多大，想長(zhǎng)多高就長(zhǎng)多高。

不僅如此，如果把動(dòng)物按大小分成幾個(gè)等級(jí)，將會(huì)發(fā)現(xiàn)，最大的動(dòng)物只有兩種，陸地上是大象，海洋里是鯨。次一級(jí)的動(dòng)物，海洋里有鯊魚、海豚、海象和海豹等，陸地上有馬、牛、驢、老虎和獅子等，在個(gè)體尺度上都要小得多，但物種數(shù)量要多得多。更小的動(dòng)物，陸地上是狼、狐貍，各種鳥類和雞、貓、兔等，海洋里是各種各樣的龜、蝦、蟹、魚，物種就更多了。以此類推，從昆蟲到微生物，個(gè)體愈小，種類則愈多。植物也是如此，從喬木到灌木到小草到藻類，個(gè)體愈來(lái)愈小，種類卻愈來(lái)愈多。整個(gè)生命世界，從大到小，構(gòu)成了一座上尖下大的金字塔。由此可見，、生物個(gè)體的尺度和物種的數(shù)量之間，有著明顯的規(guī)律。

于是又想到了恐龍的滅絕。在地質(zhì)上稱為中生代的早期，地球上演化出了巨大的恐龍。根據(jù)出土的化石來(lái)看，當(dāng)時(shí)最大的恐龍大約有23米長(zhǎng)，比現(xiàn)在的大象大一倍還多，但卻同樣生活在陸地上，看上去與上述的論斷似乎是有矛盾的。但是，必須指出的是，那時(shí)候，地球上所有的大陸都還是連在一起的，叫做泛大陸，或者聯(lián)合古陸，也許正因如此，巨大的恐龍才有可能演化出來(lái)，并且生存下去。到了中生代的中期，即大約1億多年以前，由于地幔對(duì)流和板塊運(yùn)動(dòng)的結(jié)果，原來(lái)的聯(lián)合古陸四分五裂，這就是所謂的“大陸漂移”。結(jié)果，大陸的規(guī)模變小了，而恐龍龐大的軀體，大大，超出了大自然所能允許的尺度，于是便從地球上、，消失了。迄今為止，人們對(duì)恐龍滅絕的原因，做出了各種各樣的猜測(cè)，但是最根本的原因，可能還是因?yàn)樗鼈冞^(guò)于冒進(jìn)，不僅長(zhǎng)出了如此龐大的身軀，而且種類也多得難以計(jì)數(shù)。大約正因如此，所以聯(lián)合古陸一解體，恐龍們便失去了生存的基礎(chǔ)。

人類也是如此，個(gè)子不可能長(zhǎng)得太高太大，人種也不可能太多。如果人的身高可以長(zhǎng)到幾米甚至十幾米，大風(fēng)一吹就會(huì)腰折，很難生活下去。當(dāng)然，長(zhǎng)得太小也不行，例如只有幾十厘米，像是小人國(guó)似的，很容易成為其他動(dòng)物的獵物，怎么發(fā)展人類文明呢?實(shí)際上，在人類進(jìn)化的歷史上，也曾出現(xiàn)過(guò)比現(xiàn)在的人類更加高大的人種，例如曾經(jīng)生活在美洲北極地區(qū)的多塞特人，就比現(xiàn)在的因紐特人高大得多。據(jù)說(shuō)，多塞特人非常強(qiáng)壯，一個(gè)人就能扛起一頭幾百千克的海象，而現(xiàn)在的因紐特人，要搬動(dòng)一頭海豹都很吃力。但是，后來(lái)他們卻消亡了。由此看來(lái)，現(xiàn)在人類身體的大小，可能是最合適在地球上生存的。

不僅如此，各種生物在生存空間和資源分配上，也都自然得當(dāng)、井然有序，有著一定的規(guī)律。例如，森林、灌木和小草，各自占有自己的空間。動(dòng)物也是如此，從大到小，各有自己的生活領(lǐng)域。而且，食肉動(dòng)物各有自己的獵取對(duì)象，食草動(dòng)物各有自己愛吃的食物，互不干擾，分而食之，看上去真是配合默契。例如，在北極，鼬鼠只能吃旅鼠，狐貍除了旅鼠之外，還可以抓只兔子之類的換換口味，但卻從來(lái)不打馴鹿的主意。狼的眼睛則盯著馴鹿和麝牛，甚至對(duì)兔子都不屑一顧。而在世界其他地方，老虎和獅子的眼睛盯著的都是野牛和羚羊之類的大型動(dòng)物，從不費(fèi)勁巴力地去追逐兔子和老鼠。只有熊類是例外，從樹上的鳥到水里的魚，從旅鼠到馴鹿，逮著什么吃什么。

俗話說(shuō)，大魚吃小魚，小魚吃蝦米。一般規(guī)律是如此，但是也有例外。有些小魚敢于向大魚進(jìn)攻，例如嗜殺鯨，就可以向比自己大許多的藍(lán)鯨發(fā)起攻擊。而體格龐大的藍(lán)鯨，雖然是地球上最大的動(dòng)物，卻并不吃大魚，而是以蝦米為食，這叫做大“魚”吃小蝦。那么，海里的情況為什么會(huì)如此反常呢?這是由于鯨的反常行為造成的。

從解剖學(xué)上來(lái)說(shuō)，鯨的前鰭也是五個(gè)手指，與人的雙手非常相似。由此，生物學(xué)家們斷定，鯨本來(lái)也是陸地上的哺乳動(dòng)物。大約6000萬(wàn)年以前，陸地上出現(xiàn)了一個(gè)哺乳動(dòng)物的家族，它們有四條腿，一個(gè)尾巴，全身覆蓋著皮毛。它們是胎生的，小生命在母親的肚子里發(fā)育，直到成熟才降生，叫做四蹄類。現(xiàn)在的牛、馬、羊、河馬、犀牛、老虎和獅子等，都是它們的后裔。那時(shí)候，這類動(dòng)物中，有些居住在水邊，沿著湖泊海岸尋找東西吃。有時(shí)為了捕到水中的食物，不得不下到水里。漸漸地，它們適應(yīng)了在水中漫步，慢慢學(xué)會(huì)了游泳，并且能夠潛到水下去尋找食物，因此而學(xué)會(huì)了屏住呼吸。后來(lái)它們發(fā)現(xiàn)，水下的食物要比陸地上多得多，在水里的時(shí)間便愈來(lái)愈長(zhǎng)，只是偶爾到陸地上來(lái)休息。隨著時(shí)間的推移，它們逐漸適應(yīng)了大海里更加廣闊的環(huán)境，陸地上的庇護(hù)所已經(jīng)沒(méi)有必要了，干脆下到了海里，這就是最初的鯨。

但是，從出土的化石可以看出，最初的鯨比現(xiàn)在要小得多，身體也細(xì)得多，后來(lái)才發(fā)育得愈來(lái)愈大，進(jìn)化到了今天的樣子。由此也可以進(jìn)一步證明，尺度效應(yīng)確實(shí)是存在的。

有意思的是，分子生物學(xué)的研究表明，鯨在陸地上還有許多近親，像牛、羊、豬等雙蹄目的動(dòng)物，都是它的遠(yuǎn)房親戚。而與鯨最接近的是河馬，這兩種動(dòng)物的某些蛋白質(zhì)分子的排列，竟有90％以上是完全一樣的。然而，河馬的身體卻比鯨小得多，為什么呢?唯一可能的解釋，就是因?yàn)楹玉R生活在陸地上，其活動(dòng)的空間要比鯨小得多，因而受到了尺度效應(yīng)的限制。

那么，大自然為什么要對(duì)生物的尺度大小、物種多少和生物總量實(shí)行限制呢?這里由地球的生存空間和資源總量所決定的。地球就這么大，資源也就這么多，不可能養(yǎng)活更大更多的生物。例，如，在一個(gè)很小的池塘里，不可能生長(zhǎng)出很大的魚。一個(gè)因紐特老獵人告訴我，他在野外生活了幾十年，發(fā)現(xiàn)了一個(gè)很有趣的現(xiàn)象，有一種魚本來(lái)可以長(zhǎng)得很大，但在一些小池塘里，它們卻在很小時(shí)停止了生長(zhǎng)。為什么呢?就是因?yàn)樗鼈兊氖澄锖蜕婵臻g都是有限的。2004年，考古學(xué)家在印度尼西亞弗洛里斯島上的一個(gè)洞穴里，發(fā)現(xiàn)了一具“弗洛里斯人”(又稱小矮人)的完整骨骼化石和其他6具骸骨的碎片。骨骼化石屬于一位約30歲的成熟女性，身高僅有1米左右，體重約為25千克，頭部像葡萄柚那么大，腦量?jī)H為380毫升，只及現(xiàn)代人的四分之一。為什么會(huì)這么小呢?就是因?yàn)樗麄兩钤谝粋€(gè)小島上，活動(dòng)空間和食物資源都受到了很大限制的緣故。

地球上生物的尺寸是由誰(shuí)決定的?所有這些問(wèn)題，至今還沒(méi)有人去研究，而且可能也不好研究，因?yàn)橹挥幸粋€(gè)星球有生物，沒(méi)有辦法進(jìn)行對(duì)比。如果將來(lái)在其他星球上也發(fā)現(xiàn)了，生物，而且也進(jìn)化到了像地球上這樣的程度，那時(shí)就可以找出規(guī)律來(lái)了。例如，我們不妨可以設(shè)想，月球上如果有生物，最大的動(dòng)物也許只有地球上的狗那么大，甚至更小。如果進(jìn)化出人類，身高也許只能長(zhǎng)到幾十厘米，月球上將是真正的小人國(guó)。而木星上如果有生物，最大的動(dòng)物也許身長(zhǎng)可達(dá)幾百米。如果有木星人，他們的身高也許可達(dá)十幾甚至幾十米，完全是一個(gè)巨人的世界，一個(gè)個(gè)都會(huì)是龐然大物。如果木星人入侵地球，看到地球人大概會(huì)以為是一群小雞。當(dāng)然，地球人也用不著特別害怕，可以跟他們打游擊，只要能堅(jiān)持下去，就會(huì)取得最后的勝利。因?yàn)樗麄兊膫€(gè)子太高，超出了地球上所能允許的尺度，用不了多久，就會(huì)受到尺度效應(yīng)的制約，像恐龍那樣從地球上消失。(文章代碼：2015)

責(zé)任編輯蒲暉