环境恶化时,生物会变小吗

地质历史上发生集群灭绝事件时,环境极端恶化。在这期间不仅大量的生物灭绝,幸存下来的生物也受到严重影响。在约6500万年前白垩纪末的大规模灭绝事件之后,海洋生物中出现了一个有趣现象,就是各个动物类群中大型的种类都消失了。很多生物,如浮游有孔虫、海胆、双壳类、腹足类、腕足类等个体急剧变小,其中浮游有孔虫的大小从600~800微米下降到只有约125微米。此外,集群灭绝后的海胆类比它们在白垩纪时的同类都要小。无独有偶,二叠纪末的生物集群灭绝中腕足类也出现了普遍的小型化倾向。

危机事件发生以后,残存下来的生物类群相对于事件发生前的同类体形明显变小,这种现象称为生物的小型化效应。小型化是灭绝事件后广泛发生的生物演化现象,对揭示生物应对灾变环境、认识生物集群灭绝事件的过程具有重要意义。

另外,在岛屿环境中,小型化也是大型哺乳类应对环境的重要演化响应。当一种生物迁移到岛屿上后,小型生物会变大,而大型生物则会变小,这就是著名的“岛屿法则”。其中最著名的要数西西里矮脚象和弗洛勒斯人了。

西西里矮脚象是史前西西里岛最奇特的“居民”之一,成年个体肩高只有1米左右。西西里矮脚象的祖先可能是古象,为了寻找新的栖息地,它们涉水或跨越陆桥最终来到西西里岛。由于岛上食物资源的匮乏,体形较小的古象可以更好地适应岛上的新生活。经过千百年的演化,西西里矮脚象的体重减轻到仅有100千克。

现代人(左)、弗洛勒斯人(右)

弗洛勒斯人是曾经生活在弗洛勒斯岛上的一种古人类,据推算,其身高仅有大约1米,和现在的三岁儿童差不多高。因为身材矮小,他们被人以曾风靡世界的电影《指环王》中的矮小民族——霍比特人相称。岛屿上的生活异常艰苦,食物供应可能短缺,而弗洛勒斯人又没有办法迁移到新的地方去,因此缩小身体减少能量的需求是明智之举。

除了食物这个限制因素外,缺乏捕食者和竞争者也是导致岛屿上生物小型化的重要因素。体形大对于抵御捕食者具有天然优势,但在缺乏捕食压力的情况下,身体变小倒可以省去维持大体形所需的大量资源。

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