哥斯拉有幾十層樓高，體重有上萬頭大象那么重?？墒牵@樣巨大的怪物是想象出來的，地球從來不曾孕育出如此巨大的動物，這是為什么呢？

單細(xì)胞有多大

地球上最早的生物是單細(xì)胞的，如果生物一直是單細(xì)胞，有機會長成哥斯拉那樣的龐然大物嗎？在我們的印象里，細(xì)胞總是小得肉眼無法看見，但其實單個細(xì)胞也可以長得很大。

細(xì)胞長不大是有原因的，細(xì)胞體積越大，其相對表面積即表面積與體積之比就越小，細(xì)胞物質(zhì)運輸?shù)男示驮降停@必將影響細(xì)胞對營養(yǎng)物質(zhì)的吸收。

除此之外，細(xì)胞內(nèi)遺傳物質(zhì)的量不會發(fā)生變化，如果細(xì)胞過大，也會影響細(xì)胞核對于細(xì)胞的控制以及后續(xù)的代謝活動，因此細(xì)胞不會長得很大。

但是，事情總有例外，這么多年下來，其實生物們摸索出了一套讓細(xì)胞長得更大的方法。

單一的細(xì)胞核無法控制太大的身體，如果有多個細(xì)胞核呢？杉葉蕨藻可以說是目前所發(fā)現(xiàn)的最大的單細(xì)胞生物，最大的杉葉蕨藻可達3米，而這株看上去與蕨類植物很相似的，葉、莖、根等“器官”俱全的植物，竟然只是一個巨大的細(xì)胞。

杉葉蕨藻采用的正是多核策略，許多個獨立的細(xì)胞核被包裹在一團細(xì)胞質(zhì)里，不同部位的細(xì)胞核生產(chǎn)功能不同的蛋白質(zhì)，不斷分支，進而形成了復(fù)雜的葉片形態(tài)。

如果嚴(yán)格要求， 單細(xì)胞中僅能有一個細(xì)胞核，生物也進化出了一種通用辦法： 讓細(xì)胞漿盡可能地又細(xì)又長，擴大表面積。在淺海區(qū)域， 生活著一種名叫傘藻的藻類，一根筆直的長柄上撐開形狀各異的傘蓋，高可達10厘米——與杉葉蕨藻不同，整個傘藻就是僅有一個細(xì)胞核的大細(xì)胞。

多細(xì)胞有多大

顯然，只靠一個細(xì)胞長成龐然大物還是有點為難，它很難完成生物的所有生理功能，還需要其他細(xì)胞的幫助，那么大量的細(xì)胞聚在一起，它們又能長多大呢？

據(jù)吉尼斯世界紀(jì)錄記載，“地球上最大的生物”當(dāng)屬美國俄勒岡州馬盧爾國家森林里發(fā)現(xiàn)的一片巨型蜜環(huán)菌，占地8.9平方千米，估計年齡達2400歲，總質(zhì)量可能高達605噸。嚴(yán)格意義上最大的單體生物則屬被稱為“謝爾曼將軍樹”的巨杉，它位于美國內(nèi)華達山脈西側(cè)的紅杉國家公園中?！爸x爾曼將軍樹”高83.8米，基部直徑11.1米，其體積約1487立方米，體重約2800噸，估計年齡在2150歲到3100歲之間。

這些巨大的生物與哥斯拉相比，還是有很大的差距，是什么限制了它們的體型呢？

無論是蜜環(huán)菌還是“謝爾曼將軍樹”，首先決定它們體型的因素是自然環(huán)境的資源數(shù)量。真菌和植物無法行走，只能依靠土壤（及其中的生物）和陽光補充營養(yǎng)。蜜環(huán)菌需要靠菌絲從周圍植物身上汲取營養(yǎng)，隨著它不斷擴大地盤，植物的營養(yǎng)被掠奪得一干二凈，周邊森林大面積枯萎。植物也一樣，隨著體型越長越大，所需要的營養(yǎng)物質(zhì)和陽光光照越來越多，當(dāng)獲取的能量不足時，植物就停止生長了。

對單體植物來說，即使?fàn)I養(yǎng)供應(yīng)充足，其自身的生理結(jié)構(gòu)也會限制它的體型。植物靠根吸收水分和無機物，因此與動物不同，這些養(yǎng)分是從下往上運輸?shù)街参矬w全身的。植物長得越高，需要對抗的重力越大，到了一定的高度，頂端的樹葉就無法獲得養(yǎng)分，樹木就會生病，以水分作為原料的光合作用也會中斷，最終停止生長。

動物能長多大

與植物相比，動物長大受到的限制就更多了，因此動物的體型遠(yuǎn)比不上植物。

目前，我們已知的最大的陸地動物是蜥腳類恐龍——體長最長可以超過40米，體重可達70噸。可惜，蜥腳類恐龍在哥斯拉面前仍然猶如貓狗之于大象。當(dāng)一只動物長高1倍，其身體的觸地面積會增長4倍，它的體積會增長為原來的8倍，質(zhì)量也會等比增長。骨骼需要進化出支撐額外增加的重量的能力——例如增加骨骼密度。而肌肉帶動龐大的身軀不僅需要更多的能量，還會給心臟和肺部帶來額外的壓力。

蜥腳類恐龍找到了一種支撐更重身體又不消耗太多能量的好方法，它們以植物為食，利用一根又長又靈活的脖子四處游蕩尋找食物，而身體則原地不動。即便如此，蜥腳類動物也已經(jīng)觸及地球陸地生物體型的天花板了。如果一個生命體無限擴張自己的體型，最終的結(jié)果就會導(dǎo)致它無法支撐自己龐大的身軀而倒下。

那么，水生動物的情況又如何？到目前為止，人們發(fā)現(xiàn)的最大的海洋生物是藍鯨，其體長33米，體重181噸。由于浮力的作用，水生動物無需考慮無法站立的問題，因此可以長得比陸地動物更大。然而，自然界卻在其他地方為海洋里的生物套上了枷鎖。

與陸地動物相似，海洋生物的身長每增加1倍，體表面積增加4倍，體積和質(zhì)量卻會增長8倍，相當(dāng)于細(xì)胞數(shù)量增長了8倍。可以粗略地說，細(xì)胞產(chǎn)生的熱量增加了8倍，而通過皮膚散發(fā)出去的熱量最多只能增加4倍。因此，即使渾身浸泡在海洋里，過于龐大的藍鯨最終也會因產(chǎn)熱過多而導(dǎo)致熱損傷。因此出于保護自身內(nèi)臟的原因，海洋的環(huán)境也無法支持巨型哥斯拉的存在。

火箭熊//摘自大科技微信公眾號，本刊有刪節(jié)