海洋哺乳動物演化出龐大體型是有原因的,不過跟我們原先想的可不一樣。

一頭南露脊鯨在紐西蘭奧克蘭群島外接近一名潛水員。
PHOTOGRAPH BY BRIAN J. SKERRY, NATIONAL GEOGRAPHIC CREATIVE

陸生哺乳動物的體型可以很大,但如果想找的是地球上真正的巨獸,你得往海裡找。

科學家在一項新研究中展示個中原因。該研究主持人威廉.格提(William Gearty)是史丹佛大學的生態學家,根據他的說法,海洋哺乳動物「必須在取得足量食物與產生足夠體熱之間找到適當平衡。」

以前研究人員相信,海洋哺乳動物的體型如此巨大,是因為水的浮力讓牠們擺脫重力的束縛。雖然水的浮力仍可能是原因之一,但格提說他的研究結果顯示,海洋哺乳動物需要龐大的身軀才能在常年寒冷的海洋中保持溫暖。

他說:「這些動物如此龐大是有特殊原因的。牠們並不是因為『可以』長得巨大才這麼大隻,而是『不得不』長得這麼大才行。」

愈大愈好嗎?

格提與同事建立一系列電腦模型來分析體型的影響因子時發現,有兩項因子一併決定水生哺乳動物的體型。

第一項因子是這些哺乳動物需要巨大體型來保留足夠體熱。格提的電腦模型發表於《美國國家科學院院刊》,根據模型的分析結果,較大型的哺乳動物散失較少熱能到周遭的水中,讓牠們比小型哺乳動物更有優勢。

但較大型的動物也需要更多食物來維持體型,而這就構成模型的第二項因子。大型哺乳動物或許可以更好地保留熱能,但如果牠們無法取得足夠食物來維持代謝,那麼體型再龐大也沒用。

並未參與這項新研究的英格蘭雷丁大學演化生物學家克里斯.文迪蒂(Chris Venditti)認為,體型是研究動物時最重要的特徵之一。


↑↑↑↑↑鯨魚跳舞片。好奇的座頭鯨寶寶與母鯨在東加外海嬉戲,與潛水員一起「跳舞」。

「如果你想測量動物的一項數據,應該選擇體型,因為體型與其他許多特徵有關。」文迪蒂說:「如果你知道動物有多大,或許就能稍微了解牠的移動方式與代謝率。」

測試重力

過去五年來,科學家已經發現證據顯示,多種哺乳動物都傾向隨時間演化出較大的體型。體型較大的動物能在求偶、覓食、取得其他資源時更容易擊退對手,也能獲得更多種類的食物。

但陸生哺乳動物卻受到重力的限制:牠們需要大量骨骼與血管來支撐體型並維持移動能力,如果你的體重跟大象一樣有好幾公噸,想維持移動能力絕不簡單。

格提一開始研究影響海洋哺乳動物體型的因素時,他原本以為只會發現「消除重力限制」這項因素。

但他的研究數據顯示,體型最小的水生哺乳動物比最小的陸生哺乳動物大了1000倍,體型最大的水生哺乳動物則比最大的陸生哺乳動物大了25倍,這代表一定有某項因素強迫海洋哺乳動物變大。

文迪蒂說,科學家仍未完全了解決定動物體型的因素為何,但這並未阻止生命繼續演化出無數形狀與體型,來適應各種生態區位。

撰文:Carrie Arnold

編譯:涂瑋瑛

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(本文的網頁首圖Photo Credit : Ludo Raedts, via Flickr, Public Domain