巨兽时代：探索动物巨化之谜

冉浩

自5亿多年前开始，远古生物的种类迅速增多，进入了一个崭新的纪元。从无脊椎动物开始，到鱼形动物，再到两栖动物、爬行动物，直至今天的哺乳动物，动物界从来就没有缺少过大型、巨型的动物，甚至还曾出现过老鹰般大小的昆虫。但有趣的是，在地质历史的长河中，巨兽们如走马灯般湮没，留下的反而是小型的后辈。那么，又有哪些巨兽出现过，它们又因何灭绝？体型的大小又起了什么样的作用呢？

洪荒巨种

早在寒武纪（5.41亿～4.85亿年前），还没有今天的各种高等动物，各种奇形怪状的虾蟹类动物横行无忌。这是它们的全盛时代，即使在浅海都有体长超过1米的奇虾，这样的景象在今天是无论如何也看不到的。甚至在距今2.5亿年前的时候，还出现了2米多长的大家伙——巨型羽翅鲎，它们群居，但凶残至极，甚至同类相食。但是虾蟹类并非这个时代最大的生物，我们在化石中曾经发现过一些巨大的海螺的残片，最初估计可能有11米长，现在看来多少有些夸张了，但至少也有6米，而且只是贝壳的长度。它们极可能是海洋中的掠食者，在它们面前，即使最大的虾蟹也只是个小家伙……

昆虫也在随后出现，其中出现在距今3亿年前的古蜻蜓令人印象深刻，它的翼展可以达到71厘米，是已知最大的原蜻蜓目。可以想象，这些凶猛的掠食者游曳在古地球沼泽和森林的上空，迅猛地落在疏于防范的动物头顶。由于体型很大，它们几乎可以捕食当时所有的昆虫，甚至能够捕猎一些小脊椎动物。

就在这些原始动物统治的时代，我们的祖先，拥有脊椎的动物开始悄然崛起。首先崛起的是鱼形动物，它们在拥有了“下巴（下颌）”之后，强大的咬合力将它们推上海洋猎食者的顶峰。生活在3.8亿～3.6亿年前的邓氏鱼长达10米，是当时最大的海洋捕食者。之后，随着更先进的鲨鱼和硬骨鱼类的出现，它们从小到大，逐渐成为海洋的霸主，原始的邓氏鱼开始走上绝路。在水陆交接处，两栖动物崛起并且成长为巨型动物，比之今天巴掌大小的蛙类等，古引螈可以长到2米长，而它的后辈、距今约2.7亿年的普氏锯齿螈体长可以达到9米！

之后，接管星球的便是另一类爬行动物——恐龙，这些巨兽和翼龙、鱼龙等在一起，足足统治了地球1.6亿年之久，直至6500万年前的大灭绝事件，唯一留下的后辈便是今天的鸟类，但体型已经差了太多……

巨化利弊

从动物进化史中，我们可以发现一条规律：所有巨兽最终都走向了衰亡，无一幸存至今，而幸存者恰恰是小型的同类。从生物进化的角度来讲，适度增大体型确实是进化的趋势，有一个“体型增大定律”被进化生物学家所认可，它的前半部分内容是，在进化的每一个小分支中，都是从小体型开始，然后逐渐增大，直到最大体型。

关于动物体型增大的原因，众说纷纭。一般认为，处于上升期的生物类群，较同时期的其他物种更先进，生命力更强，在新的环境中获得了丰富的食物，或者开辟了新的食物资源，随着繁殖，数量增加到一定程度后，竞争加剧，这时有几种机制会推动动物体型增大。

第一个机制是，增大体型可以使动物在与利用相同生存资源的物种竞争时获得武力优势，从而在这条道路上继续进化下去；第二个机制是，有些还未开发的生存资源可能只有大体型才能获取，一些物种为了利用这些资源而增大体型，其代表就是开发树冠资源的长颈鹿；第三个机制是，适度增加体型可以提高奔跑的速度和耐久力，对捕食者而言可以提高捕食的成功率，而对猎物而言则可以增加逃生的概率；第四个机制是，巨型化对食草动物来讲可以起到保护作用，减少猎食者对它们的伤害，这也是陆地上最大的动物都是食草动物的原因。

但大型化也要面临相应的问题，如体重达7吨的非洲象能推倒树木，搬动超过一吨的重物，但这只相当于50千克的人搬动10千克的物体，而我们几乎可以移动和自己等重的物品，从这个角度来讲，大型动物被“虚弱化”了。高大的身体和巨大的体重将给它们包括骨骼、关节和心脏在内的身体带来严峻的挑战，使得单位体重的行动能力减弱。而体积越大，相对表面积越小，热量将无法及时散出，很可能引起恒温动物体温过高。为了防止此类事情发生，大象、河马等动物体表很少有毛，目的就是为了加快散热。同样的原因，它们的肺部和消化道将因缺少足够的交换面积而出现问题。

事实上，对物种来讲，使身体变大远比变小要困难，每一次增大体积都必须解决相应而来的困难，而且困难会越来越大，这需要足够长的时间来积累基因突变。更有研究表明，我们所在的灵长目动物的体态特殊，是哺乳动物中最难增大的，化石记录也证明我们从先祖开始，就是增大最慢的。

没落之始

但是，“体型增大定律”的后半部分却不怎么美好——当物种体型达到最大以后，接下来往往就要面临灭绝。

如果关注灭绝事件，我们会发现每次都伴随着环境巨变，为什么环境变化更容易给这些大型动物以打击呢？目前有这样一些假说：一是认为环境变化会对植物造成影响，往往使植物的生产力降低，还会引起植被的演替——那些巨大的动物因此无法获得足够的食物而死亡；二是由于大型动物所需的生存资源多，它们的领地更大，这必然导致种群密度降低，一旦环境恶化，种群密度下降的情况就会被严重放大，个体相遇困难，繁殖机会减少或发生近亲繁殖，后代适应性因此减弱，种群走向灭亡。

我国著名古生物学者裴文中先生认为这一观点还需要修正，他以大熊猫和豺的处境为例，现在这两种动物都已濒临灭绝，但它们并非是在体型最大的时候走上绝路的，因为它们现在都比最鼎盛时的体型小了一些。因此，裴先生提出的观点是，动物在体型开始由大变小的过程中发生灭绝。对此的解释是，当一个物种适应性减弱或者受到竞争压力时，它包括食物在内的生存资源减少，不足以维持鼎盛时期的体型，因此随着体型的减小，群体也开始衰败。

不得不承认，随着现代人类的活动，我们正在改变着环境，污染物的排放和温室气体造成的气候变暖正是其代表。尤其是温室效应，正深刻影响着地球气候，随着全球平均气温的升高，冰川融化，洋流因此受到影响，进而造成了各地小气候紊乱，出现了许多极端情况，如冬天更冷、夏天更热。动物的生存资源也受到了影响。新加坡国立大学生物学家大卫·比克福德曾估计，全球平均气温每上升1℃，植物体型可能缩小3%～17%，而动物体型缩小的比例可达6%～22%。

至于人类，很可能也无法置身事外。有学者认为，如果继续任由其发展下去，在几万年的时间内，人类和许多大型哺乳动物的体型都可能缩小一半，如果没有在缩小的过程中灭绝的话，那时人类的身高将只有1米左右——这大概不是一个好消息。