自寒武紀生命大爆發(fā)以后，從無脊椎動物開始，到魚形動物，再到兩棲動物、爬行動物，直至哺乳動物，動物界從來就沒缺少過大型、甚至巨型的動物。但有趣的是，在地質(zhì)歷史的長河中，這些巨獸們?nèi)缱唏R燈般湮沒，留下的反而是小型的同類。那么，曾有哪些巨獸出現(xiàn)過，它們因何滅絕？體型的大小又起了什么樣的作用呢？

洪荒巨種

在寒武紀（5.41億～4.85億年前），奇蝦就已經(jīng)登上歷史舞臺，它是節(jié)肢動物的近親，雖然沒有發(fā)育出分節(jié)的附肢，但是身體已經(jīng)分節(jié)，體長可以達到1米，比現(xiàn)今大多數(shù)蝦蟹都大上不少。在那個缺乏高等動物的年代，它是可怕的海洋捕食者。奇蝦有一張巨型的口，里面有4個大牙板，32個小牙板，這張原始的嘴在咬合時上下牙板不能接觸，因此人們常在三葉蟲化石上發(fā)現(xiàn)“W”形的咬痕。它們最突出的特點是口兩側(cè)的兩個顯眼的附肢，其可能有輔助進食的作用。此外，奇蝦的復(fù)眼含有1.6萬個小眼，這雙眼睛即使在現(xiàn)代也算銳利，而在那個大多數(shù)動物只能勉強分辨黑白的時代，奇蝦因此牢牢地控制著主動權(quán)。而奇蝦的口中餐三葉蟲也不甘束手就擒，它們渾身長刺或者增大體型。到后來的奧陶紀（5.1億～4.38億年前），甚至出現(xiàn)了70厘米長的大家伙——霸王等稱蟲。

在奧陶紀又誕生了另一類掠食者——廣翅鱟，由于它們長有一條長尾巴，也被稱為“海蝎子”。這些早期節(jié)肢動物與奇蝦不同，它們有堅硬的外殼，是一種攻防兼?zhèn)涞奈锓N。作為早期登上大陸的先鋒動物類群，它們已經(jīng)具備了一套可以短期適應(yīng)陸地的呼吸系統(tǒng)，因此可以兩棲生活，不過還不能離開岸邊太遠。它們在海洋中橫行了2億多年，甚至在距今2.5億年前的時候還出現(xiàn)了2米多長的大家伙——巨型羽翅鱟，它們兇殘至極，雖然群居，但很可能同類相食。

廣翅鱟為什么有那么厚重的鎧甲？原因就是有更大的生物對它們虎視眈眈，那就是角石。角石屬于貝類，根據(jù)現(xiàn)有的化石來看，它們中有些體型極為巨大，最初估計可能有11米長，現(xiàn)在看來多少有些夸張，但至少也有6米，而且這僅是貝殼的長度。在它們面前，即使最大的廣翅鱟也只是個小家伙。

巨大的昆蟲也在隨后出現(xiàn)，已經(jīng)滅絕的原蜓類曾經(jīng)非常巨大，令人印象深刻。其中，出現(xiàn)在距今3億年前的早二疊世的古原蜓翼展可以達到71厘米，是已知最大的古蜻蜓類。這種古原蜓是兇猛的掠食者，可以想象，它們游曳在古地球沼澤和森林的上空，迅猛地落在疏于防范的動物頭頂。由于體型很大，它們幾乎可以捕食當時所有的昆蟲，甚至能夠捕獵一些小脊椎動物。

新貴崛起

在早期無脊椎動物統(tǒng)治的時代，脊椎動物們已經(jīng)作為物種新貴悄然崛起了。下頜在魚形動物中的出現(xiàn)，使得它們獲得了咬合能力，由于以內(nèi)骨骼為支撐，魚形動物具備了比同體型無脊椎動物更強的力量。盾皮魚就是這樣的生物，其中的泰雷爾鄧氏魚更是登上海洋獵食者的頂峰，其生活于距今3.8億～3.6億年前的泥盆紀晚期，長達10米，重 3.6 噸，是當時最大的海洋捕食者。同樣游曳在泥盆紀晚期海洋中的還有霸魚，它與鄧氏魚體型相仿，但缺乏尖牙利齒，很可能是濾食性的。

之后，隨著更先進的鯊魚和硬骨魚類的出現(xiàn)，它們從小到大，逐漸成為海洋的霸主，原始的盾皮魚開始走上絕路。在水陸交接處，兩棲動物崛起并且成長為巨型動物，如引螈可以長到2米長，而它的后輩普氏鋸齒螈生活在距今約2.7億年前的二疊紀，體長可以達到9米，成為有史以來最大的兩棲動物。

就在兩棲動物興盛的同時，爬行動物以更強的陸地適應(yīng)能力占據(jù)了優(yōu)勢。在二疊紀中晚期開始出現(xiàn)了一類特殊的爬行動物——類哺乳動物，它們中也出現(xiàn)了一些大體型者，尤其是笨重的二齒獸類。二齒獸類的典型代表是肯氏獸，它可以長到3米長，重達1噸?？鲜汐F最引人注意的是它們沉重的頭骨從嘴的兩邊伸出兩個類似吸血鬼一樣的長牙，“二齒”因此得名?？鲜汐F的嘴的末端有喙，能夠切碎堅硬的植物。它們用長牙和喙掘土，取食營養(yǎng)豐富的貯藏根以及類似的東西。盡管類哺乳動物的后代是當今地球上占據(jù)主導(dǎo)地位的動物類群之一，但它們卻沒有在這個地質(zhì)時期繼續(xù)蓬勃發(fā)展起來，相反，它們在三疊紀慢慢衰亡，到侏羅紀時，整個類群只剩下小型食蟲哺乳動物。不過還好，就是這些殘存的渺小希望成就了今天多樣的哺乳動物，當然也包括如象和鯨等大型動物。

之后，接管星球的便是另一類爬行動物——恐龍，這些巨獸和翼龍、魚龍等，足足統(tǒng)治了地球1.6億年之久，直至6500萬年前的大滅絕事件，唯一留下的后代便是今天的鳥類。

巨化利弊

從動物進化史中，我們可以發(fā)現(xiàn)一條規(guī)律：不管是無脊椎動物還是脊椎動物，所有巨獸最終都走向了衰亡，無一幸存至今，而幸存下來的恰恰是小型化的同類。

從生物進化的角度來看，適度增大體型確實是進化的趨勢。有一個“體型增大定律”被進化生物學家所認可，它的前半部分內(nèi)容是，在進化的每一個小分支中，都是從小體型開始，然后逐漸增大，直到最大體型。

關(guān)于動物體型增大的原因，眾說紛紜。一般認為，處于上升期的生物類群較同時期的其他物種更先進，生命力更強，在新的環(huán)境中獲得了豐富的食物，或者開辟了新的食物資源。當它們數(shù)量繁殖到一定程度以后，種間競爭便開始加劇，這時有幾種機制會推動物種體型的增大。

第一個機制是，增大體型可以使動物在與利用相同生存資源的物種競爭時獲得武力優(yōu)勢，從而在這條道路上繼續(xù)進化下去；第二個機制是，有些還未開發(fā)的生存資源可能只有大體型才能獲取，一些物種為了利用這些資源而增大體型，其代表就是開發(fā)樹冠資源的長頸鹿；第三個機制是，適度增大體型可以提高奔跑的速度和耐久力，對捕食者而言可以提高捕食的成功率，而對被捕食者而言則可以增加逃生的概率；第四個則是巨型化對食草動物來講可以起到保護作用，減少獵食者對它們的傷害，這也是陸地上最大的動物都是食草動物的原因。

但大型化也要面臨相應(yīng)的問題，如體重達7噸的非洲象能推倒樹木，搬動超過1噸的重物，但這只相當于50千克的人搬動10千克的物體。人類幾乎可以移動和自己等重的物品，從這個角度來講，大型動物被“虛弱化”了。高大的身體和巨大的體重對它們的骨骼、關(guān)節(jié)和心臟等器官造成嚴峻的挑戰(zhàn)，使得單位體重的行動能力減弱。而它們一旦摔倒就可能嚴重受傷，因為重心降低所釋放出的重力勢能即使不能震斷骨頭也往往會傷及內(nèi)臟。

體積越大，相對表面積就越小，熱量將無法及時散出，很可能引起恒溫動物體溫過高。為了防止此類情況出現(xiàn)，大象、河馬等動物體表很少有毛，目的就是加快散熱。同樣的原因，肺部和消化道因缺少足夠的交換面積也會出現(xiàn)問題。對于昆蟲來講，要增大體型更困難，它們?nèi)狈?nèi)骨骼作為支撐，更重要的是，它們的呼吸系統(tǒng)是一些原始的管狀結(jié)構(gòu)，這些氣管從氣門開始，分支成遍布機體的微型氣管。盡管呼吸效率低下，但是二疊紀時的大氣壓高于現(xiàn)代，達到了35%的氧氣濃度，這為它們提供了足夠的支持。

事實上，對物種來講，使身體變大遠比變小要困難，因為每一次增大體積都必須解決相應(yīng)而來的困難，而且困難會越來越大，這需要足夠長的時間來積累基因突變。化石記錄表明，哺乳動物的體型從老鼠那么大進化到大象那么大，需要大約2400萬代，也就是數(shù)千萬年以上的時間，而島嶼中大象矮化成“大豬”只用了大約4000年。更有研究表明，靈長目動物的體態(tài)特殊，是哺乳動物中最難增大的；化石記錄也證明，人類體型是增大速度最慢的。

沒落之始

但是，“體型增大定律”的后半部分卻不怎么美好——當物種體型達到最大以后，接下來往往就要面臨滅絕的危險。

如果我們回溯物種的進化歷程就會發(fā)現(xiàn)，那些曾經(jīng)的巨型生物已全部滅絕。如果關(guān)注這些滅絕事件，我們會發(fā)現(xiàn)每次都伴隨著環(huán)境的巨變。為什么環(huán)境的變化更容易給這些大型動物以打擊呢？目前有一些假說。一方面，環(huán)境變化往往會對植物造成影響，使植物的生產(chǎn)力降低，還會引起植被的演替，那些巨大的動物因無法獲得足夠的食物而死亡。另一方面，由于大型動物所需的生存資源多，它們的領(lǐng)地更大，這必然導(dǎo)致種群密度降低，一旦環(huán)境惡化，種群密度下降的情況就會被嚴重放大，個體相遇困難，繁殖機會減少或發(fā)生近親繁殖，后代適應(yīng)性因此減弱，種群走向滅亡。

我國著名古生物學家裴文中先生認為這一觀點還需要修正，他以大熊貓和豺為例，這兩種動物現(xiàn)在都已瀕臨滅絕，但它們并非是在體型最大的時候走上絕路的，因為它們現(xiàn)在都比最鼎盛時的體型小了一些。因此，裴先生提出的觀點是，動物在體型開始由大變小的過程中發(fā)生滅絕。對此的解釋是，當一個物種適應(yīng)性減弱或者受到競爭壓力時，包括食物在內(nèi)的生存資源減少，不足以維持其鼎盛時期的體型，因此隨著體型的減小，群體也開始衰敗。

不得不承認，隨著現(xiàn)代人類的活動，我們正在改變著環(huán)境，污染物的排放和溫室氣體造成的氣候變暖正是具體表現(xiàn)。尤其是溫室效應(yīng)，隨著全球平均氣溫的升高，冰川融化，洋流因此受到影響，進而造成了各地小氣候紊亂，出現(xiàn)了許多極端情況，如冬天更冷，夏天更熱。動物的生存資源也受到了影響。

新加坡國立大學生物學家大衛(wèi)·比克福德曾估計，全球平均氣溫每上升1℃，植物體型可能縮小3%～17%，而動物體型縮小的比例可達6%～22%。據(jù)統(tǒng)計，蘇格蘭圣基達島上的索艾綿羊在最近24年內(nèi)體型平均縮小了5%（2千克），腿平均縮短了1.3厘米。近期，在對比近300個北極熊頭骨標本后，科研人員發(fā)現(xiàn)其頭骨尺寸在過去百年里縮小了2%～9%，體態(tài)也變得更加苗條，這可能是食物不足引起的。美國的科學家更是統(tǒng)計到了29種野生動物的體型比20年前小了1/5，生育年齡則平均提前了1/4。澳大利亞的鳥類同樣也被發(fā)現(xiàn)在變小。

當然也有反例，有些動物的體型大了起來，這很可能是局部氣候異常的影響，如加利福尼亞中部的鳥類正在增大，其體重和翼展都增加了2%～5%不等。而一些地區(qū)則因為冬季縮短，結(jié)果昆蟲、蜘蛛等的取食周期增長而造成體型增大……

至于人類，很可能也無法置身世外。有學者認為，如果繼續(xù)任由其發(fā)展下去，在幾萬年的時間內(nèi)，人類和許多大型哺乳動物的體型都可能縮小一半。如果沒有在縮小的過程中滅絕的話，那時人類的身高將只有1米左右——這大概不是一個好消息。

【責任編輯】龐 云