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生物進(jìn)化過程中其體型的大小差異是由哪些關(guān)鍵因素造成的?

分類: 知道 常識詞典 編輯 : 常識 發(fā)布 : 10-04

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生物進(jìn)化過程中其體型的大小差異是由哪些關(guān)鍵因素造成的?為什么在遠(yuǎn)古時(shí)期,人類沒有達(dá)到之前各-上都有體型巨大的動(dòng)物和昆蟲?3 個(gè)答案

答案 1:

我覺得可以在這里先大聲喊一句:Bigger is better! 總體來說自然選擇的大方向是趨向于大尺寸的??铸埡推渌h(yuǎn)古生物之所以會這樣巨大,也是幾千萬年選擇優(yōu)勢積累的結(jié)果。這種趨向大尺寸的規(guī)律被證明是非常強(qiáng)大的,以致于必然有另一股同樣顯著的反力量存在,否則這個(gè)星球上就都是巨型生物了。關(guān)于這個(gè)相反力量,也可以說是限制因素,后面會再講到。進(jìn)化生物學(xué)里的Cope"s rule[1]主要就是說在種群的進(jìn)化過程中傾向于增加身體的尺寸,有多方面證據(jù)可以證明這個(gè)規(guī)律。比方有科學(xué)家通過比對有親緣關(guān)系的恐龍化石發(fā)現(xiàn),后代們平均在尺寸上增加了25%,從而為Cope"s rule提供了直接證據(jù)[2]。然后也有人發(fā)現(xiàn)北美的哺-動(dòng)物在過去的八千萬年里面是在不斷變大的。除了化石證據(jù),有科學(xué)家在現(xiàn)有動(dòng)物的身上也發(fā)現(xiàn)了相同的規(guī)律[3],說在80%的案例中,大體型更有利于自然選擇,這里面包括脊椎動(dòng)物和無脊椎動(dòng)物,還有植物。也不是說體型大就是好,應(yīng)該說對不同種類的生物來說,體型大能提供相對應(yīng)的各種好處,使得它們在交配過程和生存率上都占優(yōu)勢,對哺-動(dòng)物來說尤其:大體型的雌性產(chǎn)卵比較多,雄性在競爭雌性的過程中體型大的也受歡迎,大體型能擊退捕食者,-競爭者,容易獲取獵物,在饑荒的時(shí)候比較耐餓,對抗嚴(yán)酷氣候的能力強(qiáng)等等,同時(shí)還受益于更高的智力和更長的壽命。所以說定向選擇[4]在體型大小這件事上是起到一定作用的,也就是說某一種狀態(tài)若是能給生物體帶來較高的適應(yīng)度,那造成這種狀態(tài)的等位基因就會在種群中累積。然而在這個(gè)過程中自然有許多限制因素。比方昆蟲,如果體型過大,它的外骨骼會不足以支撐身體的重量,鳥類如果太重會飛不起來,長頸鹿的脖子也只能長到它的心臟尚能負(fù)荷的程度。這就是適應(yīng)的問題。而且現(xiàn)在顯然人類的存在也在對抗這個(gè)趨勢,人類的大量捕獵與很多大型物種的滅亡密不可分,在人類的-眼底下,體型大還是容易遭遇到被捕殺的命運(yùn)。過度捕魚和狩獵也讓自然選擇的天平更傾向于小型動(dòng)物的那一邊,當(dāng)存活成為首要目標(biāo),更早地繁殖后代顯然比長成大個(gè)子更重要了。“是我們?nèi)祟愡x擇了小體型,但并不是所有生物都能足夠迅速地演化成為小體型,所以是我們在殄滅那些大型生物。對很多種群來說,我們已經(jīng)人為的將Cope"s rule畫上了句號?!盨ad, isn"t it?~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~補(bǔ)充的分割線~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~對于@負(fù)二 史前巨型昆蟲的疑問進(jìn)行了搜索,找到一條新聞(可惜沒找到原文,不知道確切的證據(jù)是什么),說新近研究發(fā)現(xiàn)這些巨型昆蟲的出現(xiàn)和衰落與它們的幼蟲在水中呼吸能夠獲得的氧氣數(shù)量有關(guān)。那些巨型昆蟲的幼蟲是因?yàn)楫?dāng)時(shí)水中的高氧含量才能長到如此龐大,而后氣候發(fā)生變化,氧氣水平下降,這些幼蟲因?yàn)闊o法獲得充足氧氣而最終走向滅亡。昆蟲類本身可以算是Cope"s rule的例外,因?yàn)樗鼈兊纳眢w大小也是有上限,太大就無法獲取足夠的氧氣滲透到身體-。水棲昆蟲的幼蟲對氧氣水平更-,氧氣對這類昆蟲體型大小的作用尤其顯著,因此高氧助長了巨型,氧氣水平的下降也就直接導(dǎo)致了滅絕。這算是一個(gè)猜測,因?yàn)榭峙抡l也不能說揭開了真正的謎底。[1] en.-.org/wiki..."s_rule#cite_note-Hone2005-0[2]Hone DW, Benton MJ (2005). "T-e evolution of large size: -ow does Cope"s Rule work?". Trends Ecol. Evol. (Amst.) 20 (1): 4–6. doi:10.1016/j.tree.2004.10.012.PMID 16701331[3] Kingsolver, J. G.; Pfennig, D. W. (2004). "INDIVIDUAL-LEVEL SELECTION AS A CAUSE OF COPE"S RULE OF PHYLETIC SIZE INCREASE". Evolution 58 (7): 1608. doi:10.1554/04-003. PMID 15341162

答案 2:

通常認(rèn)為動(dòng)物體形大小與其基礎(chǔ)代謝率(單位體重耗氧量)有一個(gè)對數(shù)關(guān)系,也即著名的“鼠-象曲線”。而在進(jìn)化中影響動(dòng)物基礎(chǔ)代謝率的主要是環(huán)境的改變,以及生存壓力(食物鏈中所處的位置)。古生物的體形異常巨大,一個(gè)比較普遍的說法是當(dāng)時(shí)地球大氣的含氧量較高,生存壓力也較小,但現(xiàn)代的動(dòng)物實(shí)驗(yàn)卻并不支持含癢量高促使生物大型化這一理論,一個(gè)新的理論是,當(dāng)時(shí)的大氣成分中有毒成分較多,生物為把這些-代謝掉,發(fā)展出了較強(qiáng)的代謝率,因而也獲得了較大的體形。

答案 3:

個(gè)人認(rèn)為 @黃潮列只講到了種內(nèi)或種間“大”的競爭優(yōu)勢,但沒有看到其在對抗自然(物理性)的劣勢,大意味著需要的資源多、繁殖周期長、所需空間大.....這在災(zāi)難性環(huán)境條件或條件發(fā)生劇變時(shí)都是極為不利的,也就是為什么恐龍滅絕了而小型哺-類活過來了,同時(shí)我們也可以看到現(xiàn)在大型動(dòng)物的滅絕速度是最快的。因此,大和小的優(yōu)勢都是相對的,生物競爭要大而對抗自然要小。 但生物間競爭的不利往往不是滅絕性的,自然災(zāi)難卻往往帶來大范圍滅絕,所以我們現(xiàn)在看到的更多的是小型生物,當(dāng)然小的發(fā)展?jié)摿κ怯邢薜?,就比如昆蟲的進(jìn)化,種類是如此多,甚至形成了社會性也有幾億年,但仍然只能改變很小的環(huán)境,人類后來居上的迅速發(fā)展,也說明不是越小越好......當(dāng)然這是否就是說咱人類對抗自然更強(qiáng)呢?呵呵,那就仁者見仁,智者見智了....... 也因此,哈哈,不要一味的求另一半有多高多壯,那不一定是優(yōu)勢.....
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