一座孤岛上 短短5000年:猛犸象从6吨暴瘦到2吨 为啥呢?

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  在人类发家之前,全身披着毛发的庞然巨兽——猛犸象可能是地球上分布最广的哺乳动物,它们在亚欧大陆北美之间穿梭,可以说是当时地球上最重要、最具影响力的哺乳动物

  你可能听说过,在大约1万多年前——最后一个冰河时代结束前,这些具有时代意义的物种没有等来黎明,它们走向了灭绝

  

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  然而,事情并非如此,在全球猛犸象走向灭绝的时候,这个物种中的一小个群体却存活了下来。

  它们在冰河时代到来之时,从西伯利亚海岸线进入到200公里外的弗兰格尔岛,之后随着冰河时代的结束,它们被困在了上面。

  

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  在“后猛犸象”时代,这群被困在弗兰格尔岛上的猛犸象一直繁衍到大约3700年前才真正灭绝,这个时候中国殷商刚刚推翻夏王朝,真正开启用文字记录历史的时代。

  如果这时候有人类进入到弗兰格尔岛话,或许会记录下这群有趣动物吧,不过人类直到3000年前才有足够技术进入这个岛屿,那时所有猛犸象已经灭绝。

  然而,让现代的古生物研究人员感到意外的是,弗兰格尔岛的猛犸象在体型上与我们熟悉的猛犸象相差甚远,它们只能长到1.8米左右,体重也只有在2吨左右,而大陆的猛犸象可以长到3.2米,体重可以超过6吨。

  

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  图:弗兰格尔岛的侏儒猛犸象

  被困岛屿的猛犸象似乎只用了5000年的时间,它们就把自己瘦身成了“迷你版猛犸象”。

  对于生物演化而言,5000年只是一眨眼的时间而已,那么,到底是什么让猛犸象在这么短的时间内发生如此惊人的变化呢?

  

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  岛屿规则:大动物变小,小动物变大!

  您可能以前听说过科莫多巨蜥,它们可以长到3米,体重达到130公斤以上,是世界上最大的蜥蜴

  你也可能也听说过象身高可以超过3米,体重可以达到500千克,体型比它们的大陆近亲差不多大了1倍,直到1000年前才灭绝。

  这两个物种的共同之处就在于它们都生活在孤岛上,似乎是孤岛让它们的体型变得更加巨大,和岛屿猛犸象完全相反。

  

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  象鸟,图源:The Paleo Page

  在1964年的时候,一位名叫J. Bristol Foster的博士毕业生首次描述了岛屿动物体型的变化,简单地说就是体型小的动物在被岛屿孤立之后会变得更大,这种情况现在被称作“岛屿巨人症”,而体型本身较大的动物被孤立后体型却会因此变小,有时候被叫作“岛屿侏儒症”。

  他个人认为这就是动物在岛屿生存的规则,同时他也给出了生物为什么会这样演化。

  他认为,在岛屿环境中,小型生物将面临更少的捕食者和竞争者,从而为它们提供了足够的空间来变得更大。

  

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  但像大象这样的大型动物并不需要太担心捕食者或竞争对手——它们主要担心的是缺乏维持自身生存的资源

  所以对于这些体型本身很大的动物来说,较小的栖息地意味着它们必须更小才能生存下去。

  这种解释看似合情合理,但其实岛屿生物的体型比这个要复杂许多。

  

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  图:鬣蜥

  不按套路出牌的岛屿动物

  1978年,另一位名叫泰德·凯斯(Ted Case)的年轻生物学家发现有些生物并不是按照这个规则演化的。

  他个人仔细研究过一种大型鬣蜥——chuckwalla,为了收集更多的数据,它在美洲的各个岛屿上寻找chuckwalla的踪迹。

  按照我们前文提到的岛屿规则,chuckwalla在岛屿生存体型应该变大才是,但凯斯发现,岛屿并不是每次都让chuckwalla变大,事实上在有些岛屿上chuckwalla是变大了,而在有些岛屿上则变小了。

  

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  半米高的米诺卡岛巨兔,图源:NobuTamu

  除此之外,凯斯还发现了一个有趣的现象,在它研究chuckwalla的安赫尔·德拉瓜尔达岛上,还生存着两种响尾——红钻响尾蛇和斑点响尾蛇也不按岛屿规则演化。

  在大陆,红钻响尾蛇的体型是斑点响尾蛇的两倍大,但是在安赫尔·德拉瓜尔达岛,正好相反,斑点响尾蛇差不多有红钻响尾蛇的两倍。

  这两种共享同一种生态系统的动物,按照岛屿规则,它们应该同时变大才是,但事实是一种变大了,而另外一种变小了。

  在之后的研究中,凯斯发现斑点响尾蛇比红钻蛇与大陆亲戚的分化更大,这意味着斑点响尾蛇更早在岛屿上隔离并独自演化。

  这让斑点响尾蛇更快地融入岛屿生态系统,它通过岛屿规则让自己变得更大,而红钻响尾蛇因为更晚登陆,它们的生存空间已经被另外一种响尾蛇占据,所以只能迅速变小体型来适应新的环境,以找到自己的生态位。

  

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  哈斯特鹰攻击恐鸟,鸟类特别容易在岛屿上变得更大,图源:John Megahan

  凯斯为自己的新发现,重新定义了岛屿规则,他认为驱动生物体型变化的核心因素是能量消耗,所有的变化都源于动物的能量需求,以及在任何给定的时间内它能获得多少能量。

  就能源消耗而言,动物体型大小都有各自明显的优点和缺点。在争夺资源方面,大型动物做得更好,它们更善于储存能量,以备不时之需。

  但小动物一开始需要的资源更少,同时它们繁殖能力也更强,这意味着小动物更能应对环境危机,在巨大的变化中生存下来。

  

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  图:猛犸象牙齿

  简而言之,岛上的动物是变大了,还是变小了,与它们最初的体型关系不大,而更多的是与岛上现有的生态系统能够给予什么样的支持有关。

  事实上,能量需求导致动物发生巨大变化不仅发生在岛屿,它发生在任何地方,只是岛屿把这种结果放大了而已,因为岛屿上控制生物能够获得多少能量的决定因素非常单一。

  另外,能量需求影响的也不仅是体型,其它的特征同样受此影响,只是由于体型变化发生更加容易而已,这就是为什么猛犸象只用了短短5000年就瘦身4吨的原因。

  

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  图:南极环流

  最后

  到目前为止,无论是“岛屿巨人症”,还是所谓的岛屿规则都存在许多争议,但就我个人而言,我还是相信控制这一切的就是能量,毕竟生物的活动都是能量驱动的。

  不知道大家有没有想过,地球上最大的孤岛在什么地方?在这样的孤岛上生物又会怎么演化?

  其实,地球上有一个完美巨型孤岛,那就是南极,以及其周围的海洋

  

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  南极洲海域有一股自西向东环绕整块大陆的洋流,这是地球上最强劲的洋流,是南极如此寒冷的主要原因,它隔绝了外界资源进入南极洲海域。

  同时,深海的动物往往也会朝着更大体型发展,这个被称为“深海巨人症”,所以有些人认为南极洲海域可能存在着世界上未发现、超乎想象的巨型动物。


标签: 猛犸象 动物 历史

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