科学家解密鲸鱼体型巨大的原因

▲水下的座头鲸

所有曾见过体型巨大的鲸鱼或笨拙的象海豹的人都可能认为，海洋哺乳动物具有不受限制的体型。但据美国斯坦福大学的最新研究揭示，水生哺乳动物的生长实际上受到比陆生哺乳动物更多的限制。

这一发现与之前的理论相矛盾，科学家们此前认为水生环境对动物体型大小的作用更加温和，可能是因为水中空间更大且动物不需要用腿来支撑身体重量。

然而，研究人员发现，哺乳动物的体型是有界限的。维持热量的需求限制了体型的最小值，而获得足够食物的困难限制了其最大值。该团队的成果于3月26日发表于《美国国家科学院院刊》。

“许多人觉得进入水中使哺乳动物获得了更大的自由，但我们的发现则证明，它们实际上有着更多约束。”论文的作者之一、斯坦福大学地球能源与环境科学学院地质科学教授Jonathan Payne说，“不是水使你成为巨大的哺乳动物，而是你不得不这么做。”

虽然水生哺乳动物具有相似的椭圆形身体，但它们的亲缘关系并不相近。海豹和海狮跟狗联系紧密，海牛和大象具有共同的祖先，鲸鱼和海豚则与河马和其它有蹄类动物相关。

为研究这些陆生哺乳动物在变为水生动物时如何获得了它们的特点，研究人员比较了3859个现生哺乳动物和2999个哺乳动物化石的体重。分析中包含70%的现生物种和25%的灭绝物种，所用模型与路易斯安那大学海洋联盟的Craig McClain合作研发。

根据以上分析该团队发现，陆生动物一旦进入水中，就会迅速改变体型，达到约1000磅。像狗类的较小祖先的体型增长要大于那些像河马的祖先，这预示着对于水生生活来说，体型越大越好，但只能到某一个点。研究人员指出，近期才进入水中的水獭则不遵循这一趋势，也许因为许多水獭大部分时间仍生活在陆地上。

研究人员认为，更大的体型可以帮助水生哺乳动物在低于体温的水中获得热量。“如果你体型非常小，就会很快地丧失热量，根本没办法通过获得足够的食物来维持体温。”Payne说。

此外，随着体型升高，代谢率也会增加，但动物不能获得更多的食物，这限制了体型的最大值。“根本上说，动物是需要能量才能运转的机器。对于能量的需求限制了动物能做什么以及能长多大。”论文的另一作者 McClain说。

“海洋中哺乳动物的体型范围实际上比陆生动物小。”Payne说，“在统计学上对这一现象进行说明以及阐释现象背后的理论是非常新颖的。”

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  编译：Sky  审稿：三水  编辑：张梦

来源：https://www.sciencedaily.com/releases/2018/03/180326152405.htm