首先,我猜,题主所说的“生物”主要是指“动物”,所以,接下来我就撇开“植物”,只讨论动物。
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3 ^. u4 B+ d3 v* ~+ B3 Q, c! d. h先说结论:% M! V) ^" q4 N O; @
为什么海洋比陆地更容易演化出巨型动物?因为海水有浮力,且海水比较凉。- A6 p$ ~, R1 s0 y: _
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论证:
8 I6 L7 T9 I1 V3 j! _9 ~1,我们知道,一个物体,它尺度上变为原来2倍,那么它表面积就变为原来4倍,体积就变为原来8倍。也就是说,尺度增加的话,表面积跟着增加,体积也跟着增加,但表面积增幅远大于尺度的增幅;而体积的增幅又远大于表面积的增幅。2 A% z' _4 R! @9 s5 L
2,那么对于某种动物来说,如果它向“体积增大的方向演化(当然,演化是没有方向的,这里只为了方便表述)”,那么对于这个生物的挑战是骨骼强度。因为体积/体重的增幅远超过骨骼截面积的增幅。如果体积变得太大,那么骨骼将不足以支撑起那么大的重量——也就是说,它可能会胖死。# D9 e3 H' x: q7 T0 j& n
3,体积增大带来的另外一个问题是散热。因为体积的增幅基本等同于细胞数量的增幅、从而基本等同于细胞呼吸散热量的增幅;而生物散热的能力又跟体表面积相关。所以,如果生物长得太大,它散热需求的增加将远超过它本身散热能力的增加——也就是说,它可能会热死。" G2 B' n, o- D, p
4,但如果这种动物的祖先某一天突发奇想,跑回到大海里去生活了,那么前面两个问题就显得不那么重要了。骨质酥松,没问题,有海水浮力托着你;担心散热?与其担心散热,还不如考虑如何保暖....从保暖这一角度来说,长得大一点,胖一点,反而会更有优势呢!# e; s! X; v8 Y
+ ^3 w2 u) {6 h* N9 I. }海里的蓝鲸,作为有史以来地球上存在过、存在着的最大动物,是有一定原因的。
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' L; v6 a5 O; H; Q1 E关于海洋巨型动物,可参见我的文章:6 A& E- Q$ [5 g) ] o$ q; [" t
【Infographic】海洋巨物同比例视图 - 知乎专栏 |