生活中人們有貪求大而全的愿望和心理，在進(jìn)化中一些生物學(xué)家也認(rèn)為，生物的體形是大優(yōu)于小。因?yàn)閺膭?dòng)物，比如馬到恐龍的系譜進(jìn)化來(lái)看，都是隨著時(shí)間的推移體形進(jìn)化得越來(lái)越大。事情果真是這樣嗎？

體形變大的條件

今天，一項(xiàng)研究可能會(huì)對(duì)這種進(jìn)化只是青睞于體形越來(lái)越大的觀點(diǎn)提出挑戰(zhàn)了。美國(guó)圣迭戈加利福尼亞大學(xué)的兩位生物學(xué)家最近在《美國(guó)科學(xué)院院報(bào)》網(wǎng)絡(luò)版上發(fā)表文章說(shuō)，生物進(jìn)化并不總是青睞體形龐大的動(dòng)物。這是對(duì)生物學(xué)界普遍認(rèn)同的19世紀(jì)“科普法則”（Cope’s Rule）的公開(kāi)質(zhì)疑，他們的研究也表明，科普法則可能只有部分是真實(shí)的。

科學(xué)家們發(fā)現(xiàn)，從深海海床發(fā)現(xiàn)的有4000萬(wàn)年歷史的微小甲殼綱動(dòng)物種群長(zhǎng)得更大了，并進(jìn)化成較大體積的物種，這正符合科普法則的預(yù)測(cè)。但是情況也并不總是如此。比如，一些深海蛤蜊，如普通的眾所周知的甲殼動(dòng)物介形亞綱動(dòng)物的體積只是在海洋溫度變冷時(shí)才會(huì)增大。而在海洋溫度穩(wěn)定不變時(shí)，生物的體形尺寸

不會(huì)有太多的改變。

這項(xiàng)研究的參與者之一、利福尼亞大學(xué)的生物學(xué)教授考斯圖夫·羅伊說(shuō)，這些情況證明了在溫度與體形尺寸之間有非常密切的聯(lián)系。而另一位研究人員、利福尼亞大學(xué)的博士后吉恩·亨特（現(xiàn)在是華盛頓特區(qū)美國(guó)國(guó)立自然歷史博物館的一名管理員）認(rèn)為，盡管深海介形亞綱動(dòng)物并非最美妙的化石，但它們?cè)谶@個(gè)問(wèn)題上是最為有用的，因?yàn)樗鼈儞碛胸S富的化石記錄，能夠讓研究人員在極其詳盡的細(xì)節(jié)方面重新構(gòu)建生物體形尺寸的進(jìn)化。

亨特和羅依對(duì)一種深海介形亞綱動(dòng)物在4000萬(wàn)年前到90萬(wàn)年前的體形變化進(jìn)行研究后發(fā)現(xiàn)，只有在全球海洋溫度降低時(shí)，這種甲殼類動(dòng)物體形才會(huì)變大。通過(guò)9種介形亞綱動(dòng)物的變化數(shù)據(jù)發(fā)現(xiàn)，平均溫度下降1度，這些動(dòng)物體形增加29微米。

科普法則與伯格曼法則

長(zhǎng)期以來(lái)，科學(xué)家對(duì)生物體形的進(jìn)化一直非常感興趣，但是一直不能確定隨著時(shí)間的推移，是什么因素在決定生物體形的變大還是變小上起著最為重要的作用。

羅依和亨特認(rèn)為，他們的研究結(jié)果提示，以19世紀(jì)美國(guó)古生物學(xué)家愛(ài)德華·科普（Edward Cope）的名字命名的科普法則只能視為是一種簡(jiǎn)單的伯格曼法則（Bergmann’s Rule）進(jìn)化現(xiàn)象?？破辗▌t認(rèn)為，生物化石記錄證明生物系譜是隨時(shí)間推移而變得越來(lái)越大，而伯格曼法則則認(rèn)為，只是在較寒冷的環(huán)境下動(dòng)物體形才會(huì)增長(zhǎng)。

伯格曼法則是以19世紀(jì)德國(guó)生物學(xué)家克里斯琴·伯格曼（Christian Bergmann）的名字命名的，生物學(xué)家長(zhǎng)期以來(lái)認(rèn)為伯格曼法則反映的是，溫血?jiǎng)游镞M(jìn)入寒冷環(huán)境后體形變大是一種適者生存現(xiàn)象。因?yàn)檩^大的動(dòng)物會(huì)擁有較小的體表發(fā)散比率，因此能在寒冷的環(huán)境中有效地保存熱量，并得以有效地生存。相似地，較小的動(dòng)物擁有較大的體表發(fā)散比率則會(huì)更好地適應(yīng)溫暖的環(huán)境，因?yàn)樵谳^熱的環(huán)境中它們可以更有效地散熱，因而能更好地生存。

但是，這種簡(jiǎn)單的關(guān)系并不適用于介形亞綱動(dòng)物和其他不能調(diào)節(jié)其內(nèi)部體溫的冷血生物，比如軟體動(dòng)物和烏龜，因?yàn)樗鼈儾⒉灰欢ㄗ裱@條法則。如果要把伯格曼法則用于如同介形亞綱動(dòng)物這樣的冷血?jiǎng)游锞蜁?huì)稍稍有些迷惑。因?yàn)闇匮獎(jiǎng)游锏捏w形進(jìn)化是為了適者生存，其原理是更有效地保溫或散熱，但冷血?jiǎng)游飬s沒(méi)有這種生理機(jī)制，所以伯格曼法則難以解釋冷血?jiǎng)游锏捏w形進(jìn)化。

進(jìn)化肯定與環(huán)境溫度有關(guān)

亨特和羅依發(fā)現(xiàn)，從4000萬(wàn)年前到今天，海洋溫度只下降了約10攝氏度，深海中的介形亞綱動(dòng)物總體體形卻驚人地增加了。這并非僅僅是較大的物種替代了小物種，而是同樣的物種同樣的系譜隨著時(shí)間而增大了。

對(duì)于在4000萬(wàn)年的時(shí)間跨度內(nèi)平均溫度下降1度，介形亞綱動(dòng)物體形增加29微米，研究人員同樣不能很好地解釋。亨特和羅依認(rèn)為，生物學(xué)家還不能確定是什么觸發(fā)了這種寒冷環(huán)境中冷血?jiǎng)游锵蜉^大體形的進(jìn)化。

然而，亨特和羅依的研究是非常重要的，因?yàn)樗⒘嗽跉夂蜃兓蜕矬w形之間的一種肯定聯(lián)系，為更好地理解化石生物的體形進(jìn)化以及在全球變暖的環(huán)境下生物體形可能受到的影響奠定了基礎(chǔ)。

羅伊說(shuō)，“是什么支配著科普法則依然會(huì)有巨大的爭(zhēng)論，但是我們的研究證明氣候變化無(wú)可置疑地（在生物體形的變化上）能起到重要的作用?！?/p>

如果從長(zhǎng)遠(yuǎn)的觀點(diǎn)看，過(guò)去的4000萬(wàn)年全球氣候展現(xiàn)了穩(wěn)定的變冷的趨勢(shì)，但是在最近的一個(gè)世紀(jì)，由于人類的活動(dòng)，溫室氣體大量地釋放出來(lái)并積聚在大氣中，因而氣候迅速地變暖。這會(huì)對(duì)生物的體形造成什么樣的結(jié)果還不得而知。但羅伊認(rèn)為，如果從歷史來(lái)審視今天大多數(shù)人的生活，人們都已經(jīng)適應(yīng)了一個(gè)逐漸變冷的世界。但是，由于人類文明進(jìn)程和工業(yè)化的發(fā)展，我們未來(lái)的環(huán)境注定是要極大變暖的。那么，當(dāng)每樣?xùn)|西都會(huì)適應(yīng)變暖的世界之時(shí)，動(dòng)物又會(huì)變得像什么呢？

毫無(wú)疑問(wèn)，一種動(dòng)物的體形與其生物學(xué)的方方面面相吻合，所以體形的變化能夠解讀生態(tài)的重要變化。因此，如果要較準(zhǔn)確地預(yù)測(cè)將來(lái)地球變化所產(chǎn)生的生物學(xué)效應(yīng)，除了其他因素，需要我們正確地理解氣候變化是怎樣塑造身體體形進(jìn)化的。

羅伊和亨特的研究獲得了美國(guó)國(guó)家科學(xué)基金會(huì)的支持和授權(quán)。

【責(zé)任編輯】張?zhí)锟?/p>