为什么远古时代的动物个体都很大?

用户1781347714


一句话:当时的环境条件允许它们体型巨大化。


这里注意一点,并不是所有的远古生物体积都很大,也不是现代生物全都小,比如蓝鲸,放到远古,基本和蜥脚类恐龙一个级别的了。见下图

人和动物之间的竞争,为什么以人类取胜而告终?本质上可以理解为:因为人更加聪明。

那么问题来了,在远古时期,并无证据可以证明存在过高等智慧生物,那么生物之间的竞争靠什么来取胜呢?

很简单,谁更强壮,谁就更容易生存,所以体型巨大化往往能帮助生物存活延续下去

但也要注意一点,体型巨大代表每天进食量巨大,就要保证食物来源充足,这也是环境抑制的体现。所以巨型生物往往种群数量不多,抵御自然灾害的能力也没有小型生物强。

还有就是氧气含量氧气含量越高,往往意味着体型巨大的物种出现,比如在氧浓度很高的石炭纪,出现的巨型蜈蚣,以及巨型蜻蜓也是那时候出现的。

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赛先生科普


不要总拿一个剖面和整个生命史去比好不好?

生命在地球上已经存在38亿年了,我们所了解的地球目前的生物圈状况,充其量只是生命长河的一个剖面,怎么能用数十亿年间的跨度,选出些代表跟眼前这个剖面比呢?公平吗?

其实即使比,也未必输。岂不说有史以来最大的动物蓝鲸,正与我们同行,好好在海洋中遨游;就在智人全球扩张的路途上,也消灭过成批的巨型动物啊。

比如剑齿虎,消失于公元前一万年前;与剑齿虎同时代的还有猛犸象,也消失于公元前一万年前。这俩物种的灭绝,一般都认为遭遇了人类猎杀。

而智人扩张到新西兰时,还加速了恐鸟和巨鹰的灭绝。特别是巨型恐鸟,最大个体高达3.6米,体重大约250千克,是世界上第一高鸟。和蓝鲸一样,恐鸟也算与我们同行的巨型动物,因为直到20世纪,还偶有未经证实的恐鸟目击报告,时间距今之近,着实令人吃惊!

所以,咱们这个剖面里,并不缺少巨型动物好吧,只是智人像病毒一样蔓延,它们都输了……


不入流的大刘


图示:有史以来最大动物蓝鲸

首先要更正题主的一个错误,有史以来最大的动物生活在现代,海洋中的蓝鲸被认为是地球生命诞生之后最大的动物,蓝鲸体长超过33米,体重超过200吨,目前濒临灭绝。至于题主之所以有远古时代的动物个体都很大的印象,主要来自两个特殊的地质年代,在那些年代植物和藻类极端繁荣,因此造成大气中的氧气含量达到有史以来的最大值。请看下图。

图示:纵坐标的单位每格是百万年,起点是10亿年前,终点是现在,可以看到在大约距今三亿年前有一个大气氧浓度的高峰期,大气中的氧气浓度达到35%,然后剧降之后,又在大约一亿年前达到氧浓度30%,而远古时期的巨大昆虫包括恐龙的繁盛王朝就生活在距今大约一亿年前,然后氧气浓度开始稳步下降到今天的大约21%的水平。

图示:这是不同地质时期中的动物明星或明星动物,从三叶虫到哺乳动物,其间经历过一过巨型昆虫时期,即图片中的那个像蜻蜓一样的图标,注意看它所对应的时间大约距今320~290个百万年前,即距今3.2~2.9亿年前,在看看上面那张地球历史大气中的氧气浓度波动图,不难发现这两者具有一目了然的相关性。

为何氧气浓度的变化与昆虫的体型大小相关呢?

要将相关性转变为因果关系,即因为氧气浓度高所以才会进化出巨型昆虫,即允许巨型昆虫生存,那就需要了解一下昆虫是如何利用氧气的。由于没有任何理由认为,因为有巨型的昆虫所以大气中的氧气浓度才那么高,所以我们不需要担心犯下颠倒因果关系的错误。看图,昆虫的呼吸循环系统。

图示:昆虫的“呼吸”系统

昆虫没有如四足

动物这样的由肺和相关肌肉构成的主动呼吸系统,而是通过遍布在体表的气孔气道实现“呼吸”作用,空气在这些越分越细的气道中自由扩散,同时与血液实现气体交换的过程,由于缺乏主动呼吸功能,导致昆虫的极限体型大小严重受制于空气中的氧气浓度,氧气浓度越高能够扩散的距离越远,也就打开了巨型昆虫进化的生理学限制,反之则巨型昆虫必将窒息而死。另外,昆虫的动静脉系统不够完善,对氧气的利用效率比不上四足动物,所以今日的氧气浓度能够支持庞大如蓝鲸般的动物生存,但却已经无法支持如远古般巨大的昆虫生存了。

其他远古巨型动物

通过增大体型来对抗掠食者是自然界动物生存竞争中的常见套路,只要有可能,动物的体型就会像巨大化发展。但每一次巨大的自然灾变,通常都是体型越大越容易倒霉,即便不直接死于天灾,也会因为食物匮乏而亡,宇宙间没有免费的午餐,大体型固然在生死竞争中有优势,只要熬过成长期,就再无被掠食者捕杀的性命之忧,但与此同时则需要充足的食物供应。

图示:嘿,据说流星会带来好运。

题主所言远古巨大的鸟,其实已经是恐龙大灭绝之后,伴随着生态系统的恢复,逃过一劫的鸟类在曾经的霸主恐龙被清场之后,发展出来的新巨型动物了。

图示:各种大鸟到巨型鸟类。可惜生活在新西兰的恐鸟被毛利人的祖先给吃光了,不知道未来的动物学家们有没有能力用化石中的基因将它们“复活”


三思逍遥


像恐龙,蛇,昆虫,鸟都很大个头,到现在为什么这么小?

最主要的原因是环境。

地球上有过多次进化出大型生物之后灭绝的情况。

第一个是石炭纪和二叠纪时候的大型昆虫。蜻蜓可以长到两米大。这个时期的地球环境潮湿,温暖,含氧量很高,达到了31%-35%。昆虫是没有肺的,它们身上有气孔,直接从空气中吸收氧气。如此高的含氧量,可以支撑它们长很大。

第二个是白垩纪,也就是恐龙。恐龙和昆虫是完全不一样的系统。除了环境因素,不能用同样的理论来解释恐龙的巨大。对于这个有个叫做柯普法则的理论。

这个理论是说,不飞行的动物,在环境适宜的情况下,主流进化方向是变得更巨大。因为更大的身体代表了更强的战斗力,生存能力,拥有更多的把基因遗传下去的机会。而这个理论同时说明,进化出巨大的物种需要地质时间。也就是说,咱们现在所处的时间,从地质上恐龙灭绝之后算起,还不足以进化出恐龙般巨大的身形。

这个理论有一定的道理,但是并不足以解释。

有两个地方需要着重,第一个就是远古时期,并不是没有小的生物。小型生物,昆虫等也是存在的。也就是说进化一直都是多向的,不是单一方向的。

第二个是人类的出现。人类的出现杜绝了其他生物变得更巨大的可能,人类的破坏力太太太巨大了。

同时,巨大的体型在环境适宜的时候很强大,但是在应对环境变化方面不如体型娇小的生物有优势。

所以实际上巨大可能不是最优的进化选择。


司空见白


答:物种竞争让远古时代的动物向大体型进化,而高浓度的含氧量给大体型动物提供了先决条件。


在3.5亿~2.95亿年前的石炭纪,陆地植物大量出现,此时动物完成了从水中向陆地转移的关键进化,这一时期的大气含氧量高达45%,是地球有史以来含氧量最高的时期。




此时段内,陆地上的生物以巨大的昆虫为主,比如体型长达1米的“蜻蜓”,这一时期还有个别称——“巨虫时代”。


接着就是二叠纪生物大灭绝,陆地上超过96%的生物在50万年内不见踪影;然后迎来三叠纪的恐龙崛起,动物体型越来越大,比如:


(1)地球上出现过最大的恐龙——易碎双腔龙,体长可达35米,重量超过200吨;



(2)地球上出现过最大的飞行动物——风神翼龙,翼展可达10米,体重可达0.25吨;



之所以远古动物体型巨大,其中一个重要的原因就是物种竞争的需要:体型越大的动物,在和其他物种竞争时越具有优势,天敌也越少,在环境资源丰富的情况下,远古动物开启了向大体型进化之路。


另外,体型越大的动物,呼吸系统越庞大,氧气在动物体内局部扩散靠的是浓度差,氧气含量越高,平均扩散距离越长,这将大大降低呼吸系统的复杂程度,而那时候大气的高含氧量,给大体型动物提供了先决条件。



正是有了先决条件和进化动因,才使得远古生物的体型一般都很大。


但是体型的巨大,存在一个不可弥补的缺陷,就是对环境变化的适应能力低,一旦环境发生改变,比如含氧量降低、食物来源减少、各种天灾异祸,大体型的生物将会首当其冲。




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艾伯史密斯


恐龙时代动物体型巨大,很多人都认为是和氧含量有关,但他们却忽视了一点,氧含量高代表植物繁茂,更多的太阳能量被固定,可以支撑大量物种的巨大化。

恐龙时代氧含量高,对昆虫体型有直接的作用,现代的科学实验中也有支持此说法的证据,提高容器内氧浓度,几代过后发现果蝇的身体可增大30%。它们的呼吸器官是开放性的,外界氧浓度高,利用氧的效率就提高。但乳动物、两栖动物却不是这样,类似的实验似乎并没有成功过。地球上的生物在不断地进行着生存斗争,生存斗争是物种进化一个重要的环境因素,影响着动物体型、外观的变化,不过也是一个长久的过程。

恐龙时代氧含量高,代表着食物的充足,大型动物不需要为食物担忧,因此生存竞争对生物进化的促进作用尤为重要。体型大小对于生物个体来说至关重要,牛容易被狮子捕获,而大象却能轻易地踩死狮子。生存竞争使体型小、力量弱的容易被捕食,体型大的物种就相对容易活下去。现代遗传学表明,体型大小是与遗传相关的。这样一代一代传递下去,动物体型越来越大。

同时,草食性动物体型的增大,使得肉食性动物的体型也因生存竞争而增大。但这样的增大是有限制的,体型太大也意味着相对更加笨拙,反而也不利于生物的奔跑、捕食。


来看世界呀


很多史前巨兽的体型都非常巨大,特别是恐龙,某些植食性恐龙的身体简直如一座山一般,科学家们发现许多体重超过100吨的恐龙化石,2-3只恐龙的身体连接起来就和足球场一样长,人类在其面前就如同蚂蚁。



现代能和这些恐龙相比的生物只存在海里,比如蓝鲸的体重可以达到170吨,身长超过30米,它的头非常大,舌头上能站50个人,是目前世界上最大的动物。当然植物的话还有更大的。相比之下,陆地上的动物就显得很渺小了,陆地最大的动物大象还不如刚生下来的小蓝鲸的体重大。那为何史前的动物能够长得这么大,而现在的陆地动物却这么“小”呢?

在此之前,我们要弄清楚一件事,并不是体型大就代表是好的,体型只是生物的一种性状,是环境选择的结果,有时候体型较大的生物还不如体型较小的生物生存的容易。当然,相对来说史前生物的体型通常比现在的生物要大一些,就连蜘蛛、蜈蚣、蜻蜓之类的昆虫身型都在一米以上。



首先,食物充足,远古时期的的气候温暖湿润,森林覆盖率比现在高很多,植物繁多并且茂盛,植物又是生态系统的基础,大部分植食性动物不会为食物发愁,体型自然会增长。肉食性生物也不得不随之增长体型以捕获更大的猎物。

其次,生物体内都含有一种生长抑制基因,可以抑制自身体型的增长,而远古时期的生物很多都不具有这种基因,所以体型就不受控制的增大,现在的蓝鲸也不具有这种基因。

再者,由于以前的植物大多是裸子植物,这类植物的营养价值不如现在的被子植物高,植食性生物必须在体内储存更多的食物,以吸收更多的营养,这种循环就使得其体型持续增长。而现代的被子植物的营养价值非常高,植食类的生物不必再以增长体型为代价来吸收营养了。也可以这样理解,现在的动物体型本就很小,又特别适宜现在的环境,没有必要再做出改变来适应环境。



最后,也是最主要的原因,远古时期的大气含氧量很高,适宜大型生物的生存。我们知道,体型越大的生物,其运动消耗的氧气就越高。如果史前的大型生物生活在现在,每走一步就会气喘吁吁,就好像你站在高原上一样,喘不过气来。同时,现在的含氧量也限制了动物体型的增长。



这些就是为什么很多史前生物的体型那么大,而现在的陆地动物长不了这么大的原因了,如果你还有其他的说法,欢迎留言。


震旦讲武堂


要产生比较个体大的动物,通常而言要满足一些条件,比如说食物的丰富程度,是否拥有优良的环境因素?比如说有没有较高的氧含量,适宜的温度等?

在远古时代,这些条件都满足,因此动物出现极大化,就一点不足为奇了。而且当这些条件都满足之后,食草动物率先巨大化之后,食肉动物以食草动物为猎物也变巨大化。

在众多标准当中,氧气含量一直是一个区分动物巨大化的重要标准,这条原则不仅在远古时期满足,即便放到现在也依然适用,尤其在南极等地区,可以看到,会产生一些比较大的物种。

当地球出现氧气大爆发的时候,就会产生巨大的物种,比如恐龙,而后期随着氧气含量的巨大消耗,难以负担起巨大化动物的生存需要,因此动物就变得小型化了!

另外气候变迁也是一个不得不考虑的因素,众所周知,如果气候发生了剧烈的变化,那么小型化的生物容易生存,而大型化的动物就易于灭亡。


幻世魔王


1 : 好吧,我回答一下,首先可以确定的一点,远古时代的动物体型和空气当中的含氧量是存在关系的,从一些科学研究来看,恐龙时代的氧气占比要比我们现在多30%,那么这30%就是很关键的一个因素,这个因素导致了那个时候,不仅仅是动物的体型巨大,连植物也是如此。

2 : 首先举个例子,当你一个人突然跑到高原上去的时候,你会出现头晕恶心等高原反应,原因就是你处于一个低压低氧的环境当中,所以可见空气当中的氧气含量,对一个物种的影响有多严重。

那么在那个时代,由于氧气含量较高,动物们的新陈代谢应该也更快,动物体内的细胞充满活力,当细胞充满活力的时候,细胞的数量就会迅速的增长,然后为体型的增大,提供了良好的基础。

3 : 然后就是呼吸系统,一般来说呼吸系统的效率决定了一个物种的体型,体型越大,呼吸的器官也越大,否则动物就会因为供氧不足而死亡,但是如果空气中的氧气含量更多,动物们就可以突破这样的限制了,一个较小的呼吸系统也可以正常工作。

因为同样是呼吸,进入身体当中的氧气要比我们现在更多,那么动物的体型就允许朝更大的方向进行进化,所以如果咱们人类也生活在那个时候,理论上我们至少可以长到两三米高以上。

4 : 最后就是,远古动物的体型还是自然竞争的结果,个体的体型如果越大,天敌也就越少,相对来说更容易存活下来,但是这里有一个前提,就是环境不变,因为一旦环境变了,体型反而会成为一种坏事,其抗风险的能力太低。

例如当空气中的含氧量出现降低的时候,它们的呼吸器官,已经没办法输送足够的氧气,来支撑自己庞大的身体了,然后就是含氧量的减少必然是植物大规模死亡所造成的,当植物减少了之后,竞争就出现了,动物们为了食物而发生冲突,所以物种的灭绝也在情理之中。



种植恒星


对于为什么远古时代的动物个体都很大呢之话题,我个人认为,地球上历来的生物生存都是有其进化发展的阶段性现象,所谓阶段性现象,是泛指重大自然灾害现象(如行星撞地球)导致地球绝大部分物种同时死亡之间的时间段,也就是说,从行星上一次撞击地球时开始到下一次行星撞击地球之间的时间为一个生物进化发展阶段。


早在7千万年前的上一个生物发展阶段的后期,曾拥现出恐龙时代的霸主物种,其个体身形巨大,而其灭绝的原因,大部分科学家都认为是由行星撞击地球之重大自然灾害现象所导致的,之后才会有今天人类生存发展阶段的产生,现今生物的发展阶段已走过了约为7千万年的时间,已演化出现智慧的人类和鲸及大象等大体型动物物种。


生物发展阶段的初期,是不会有大体型动物物种存在的,都是由单细胞微生物轮回演化形成为初级的个体很少的动物形态,随着时间之箭的不断推移和动物物种的持续进化,动物物种的个体会显得越来越大,本发展阶段越往后移,其动物个体进化出的身形就会越来越大,到本发展阶段的终点时,动物物种个体庞大的身躯才是生物发展阶段的顶峰。

因而,在每个生物发展阶段之中所生存过的物种,体型小的容易被氧化而消失痕迹,体型较大的动物其骨骼容易被自然保全下来。因此,目前人类发现远古时代的动物个体,都是呈大体型的情况居多,也许就是上一个生物发展阶段后期大体型动物物种所遗留下来的痕迹。不知这样的回答是否准确?!如读者阅后觉得我说的对,希给个点赞并关注我,欢迎大家加入相关讨论或发表己见。宇明于东莞市。(注:原创作品,抄袭必究。)


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