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      為什么小小的昆蟲有各種武器(而體型大的動(dòng)物看起來沒什么能力)

      曉萍郎

      昆蟲經(jīng)常身披一身鎧甲,而且經(jīng)常還裝備各種各樣夸張的“武器”,給人一種充滿攻擊性、很厲害的感覺。

      事實(shí)也是這樣,如果昆蟲的身體和能力被放大的話,那么許多昆蟲都會(huì)變得非常強(qiáng)大。

      反觀體型較大的動(dòng)物,包括人類在內(nèi),外觀似乎都非常平淡,看起來攻擊力比較一般,身體通常也沒什厲害的裝備。

      其實(shí),不僅是昆蟲,整個(gè)節(jié)肢動(dòng)物群體里經(jīng)常會(huì)出現(xiàn)意想不到的身體特征,充滿攻擊性。

      那么問題就來了,為什么大型動(dòng)物和這些體型較小的動(dòng)物身體特征會(huì)出現(xiàn)如此之大的區(qū)別呢?

      為什么小小的昆蟲有各種武器 而體型大的動(dòng)物看起來沒什么能力?

      其實(shí)本質(zhì)很簡單,從外表就能看出,誰才是這個(gè)星球的老大。節(jié)肢動(dòng)物如果不這樣充滿攻擊性的話,它們可能很難存活下來,因?yàn)樗鼈兓臼潜徊妒车哪莻€(gè)。

      但是,我們要了解為什么被吃的是它們,而不是現(xiàn)在的大型動(dòng)物群體,那么我們就需要去翻看一下它們的過去。

      過去的節(jié)肢動(dòng)物

      現(xiàn)在所有的節(jié)肢動(dòng)物都套有一層堅(jiān)韌的外骨骼,這個(gè)外骨骼通常由甲殼素構(gòu)成,有些會(huì)在其中添加一些礦物質(zhì)晶體——比如碳酸鈣,來增加外骨骼的剛性或者彈性。

      這種外骨骼在大約6億年前左右開始出現(xiàn),大部分證據(jù)都表明,外骨骼出現(xiàn)的原因就是為了防止自己被捕食。

      很多人可能都了解過寒武紀(jì)的物種大爆發(fā),但其實(shí)在寒武紀(jì)之前也發(fā)生過一次生物圈巨大的改變,并出現(xiàn)了復(fù)雜的多細(xì)胞生物,動(dòng)物也是那時(shí)出現(xiàn)的,這個(gè)被埃迪卡拉生物群,發(fā)生在5.42億年前的埃迪卡拉紀(jì)。

      埃迪卡拉生物群可能已經(jīng)全部滅絕,但這些生物絕對(duì)讓人印象深刻,因?yàn)樗鼈兒臀覀儸F(xiàn)在熟悉的生物完全不同,長相就是盤狀、管狀、葉狀或袋狀,占主導(dǎo)地位的生物也不是雙邊對(duì)稱,而是三邊對(duì)稱。

      三邊對(duì)稱三腕蟲的化石

      這個(gè)生物群之所以如此特殊,是因?yàn)樗鼈兠鎸?duì)的生存壓力和現(xiàn)在是完全不一樣的。

      在它們之前,地球的微生物活動(dòng)已經(jīng)在海底堆積了一層厚厚的由有機(jī)物組成的“能量墊子”,埃迪卡拉生物群只要像煎餅一樣在海底盡可能地?cái)傞_躺平,就有用不完的資源,所以它們的長相如此奇特。

      題外話,不知道你看到這些生物想到了什么,我真的覺得它們非常像現(xiàn)在我們和石油之間的關(guān)系。

      然而,隨著資源的耗盡,生物間的內(nèi)卷正式開始,掠食行為便開始出現(xiàn)了——動(dòng)物不得不去吃其它生物,生物的特征不得不在這種“內(nèi)卷壓力”下發(fā)生變化。

      節(jié)肢動(dòng)物的祖先很可能就是在這種壓力下,優(yōu)化了它們的“盔甲”并用于防止自己被吃掉,當(dāng)然并不是所有人都這么認(rèn)為——外骨骼最初也可能是因?yàn)槠渌承┰蚨M(jìn)化的,只是后面發(fā)展為防御性特征。

      不管怎么樣,節(jié)肢動(dòng)物因?yàn)楂@得了“盔甲”,它們變得異常強(qiáng)大,不僅僅只有防御。

      在接下來寒武紀(jì)物種大爆發(fā)中(發(fā)生在大約5.42億年前到5.3億年前),節(jié)肢動(dòng)物占據(jù)了幾乎所有的海洋生態(tài)位。

      當(dāng)時(shí)最大掠食者是這種:

      奇蝦類是當(dāng)時(shí)世界上最大的動(dòng)物群體,它們是節(jié)肢動(dòng)物,據(jù)信算上前面的口器,最大的掠食性奇蝦能達(dá)到92厘米。

      另外,還發(fā)現(xiàn)了至少一種慮食性的奇蝦,下面這個(gè):

      為什么小小的昆蟲有各種武器 而體型大的動(dòng)物看起來沒什么能力?

      算上前面用于慮食的“梳子”,這種奇蝦的體長達(dá)到62厘米左右,考慮到慮食行為,它們的身體可能可以發(fā)展的更大。

      寒武紀(jì)海洋第另外一種可怕的掠食者也是節(jié)肢動(dòng)物,下面這個(gè):

      這家伙號(hào)稱“寒武紀(jì)霸王龍”,它們的體長在50厘米左右,但是它們的口器短,所以這50厘米實(shí)打?qū)?,是?dāng)時(shí)最頂級(jí)的掠食者之一(寒武紀(jì)動(dòng)物都?。?/p>

      另外,說到寒武紀(jì)的生物群,那么就不得不提三葉蟲——現(xiàn)代昆蟲、蜘蛛、螃蟹這些的近親,它們過去統(tǒng)治了海底,占據(jù)海底所有生態(tài)位,捕食、食腐、濾食,與微生物共生,所有你能想到的攝食方式,它們都完成了,當(dāng)然它們也是節(jié)肢動(dòng)物。

      然而,將太多“進(jìn)化潛能”用于發(fā)展外骨骼的節(jié)肢動(dòng)物并沒有統(tǒng)治海洋太長時(shí)間,因?yàn)槠渌鼊?dòng)物找到了不被吃的終極奧義——體型變大。

      更強(qiáng)大的競爭對(duì)手

      在自然界,身體變得更大似乎就能更好的應(yīng)對(duì)其它生物(包括同類)帶來的生存壓力,至少這招比其它任何花里花哨的“武器”都好用。

      而且,由于動(dòng)物身體更大往往意味著它們有更多的生殖細(xì)胞,能夠產(chǎn)生更多的后代。

      所以,你會(huì)發(fā)現(xiàn)幾乎所有動(dòng)物,只要條件允許的話,都在自然地試圖變得更大,因?yàn)檫@對(duì)生存和繁殖都有利。

      這個(gè)時(shí)候外骨骼的缺點(diǎn)就顯示出來了,這種結(jié)構(gòu)其實(shí)會(huì)限制動(dòng)物體型變大,因?yàn)殡S著變大外骨骼會(huì)變得越來越重,直到它們負(fù)擔(dān)不起這份能量。

      我們前面提到過,把昆蟲變得更大它們將很恐怖,我加的前提的不是明確,其實(shí)力量和身體等比例放大,如果達(dá)到人類相似體型,那么它們可能連自己的身體都支撐部起來。

      為了保證外骨骼的剛性或者韌性等特點(diǎn),節(jié)肢動(dòng)物的外骨骼實(shí)際上已經(jīng)發(fā)展為一旦成熟就無法改變的地步

      為什么小小的昆蟲有各種武器 而體型大的動(dòng)物看起來沒什么能力?

      它們找到了變大的方法——就是蛻皮,其實(shí)從某些方面來講這是一種比較糟糕的方式,因?yàn)橥懫ず芪kU(xiǎn)也很脆弱,但是它們已經(jīng)沒有更多選擇了,因?yàn)槊鎸?duì)同類和異類的競爭,它們很難投入更多潛能去改進(jìn)了。

      反觀現(xiàn)在的大型動(dòng)物群體——都是脊椎動(dòng)物,咱們的結(jié)構(gòu)就非常適合變得更大。

      脊椎動(dòng)物的內(nèi)骨骼由活組織組成,因此它能夠在動(dòng)物體內(nèi)穩(wěn)定生長,而且相較于外骨骼,內(nèi)骨骼的結(jié)構(gòu)和選材上讓它能夠支撐很大的重量,只要肌肉能夠拉動(dòng)身體,它可以變得非常巨大。

      另外,是否變得更大還有一點(diǎn)很重要,那就是對(duì)身體的控制,這點(diǎn)主要體現(xiàn)在信息的傳遞能力上。

      如果信息傳遞能力差,手上的信息要過相當(dāng)長的時(shí)間才能傳遞到主控位置,再發(fā)號(hào)指令做出反應(yīng),延遲過長的話,生物也是不可能變太大的。

      脊椎動(dòng)物動(dòng)物擁有的神經(jīng)系統(tǒng),是動(dòng)物界神經(jīng)信號(hào)傳導(dǎo)速度最快的,是節(jié)肢動(dòng)物的100倍。

      很明顯,內(nèi)骨骼(脊索)和神經(jīng)系統(tǒng)的出現(xiàn)讓脊椎動(dòng)物更有潛力變大,所以當(dāng)我們的祖先發(fā)展出這兩個(gè)能夠變大的特征之后,面對(duì)節(jié)肢動(dòng)物,唯一要考慮的是怎么撬開這些花里胡哨的外骨骼吃里面的肉。

      很快靈活的下頜就出現(xiàn)了,脊椎動(dòng)物有了真正好用的嘴巴,這種靈活的嘴巴在自然界其實(shí)是非常牛逼的武器,只是他被皮膚包裝了而已。

      我看到有網(wǎng)友把脊椎動(dòng)物用嘴巴吃外骨骼動(dòng)物的情況比作“開罐頭”,簡直是太形象了。

      為了應(yīng)對(duì)脊椎動(dòng)物的嘴巴,節(jié)肢動(dòng)物的“盔甲”自然要裝飾一些尖刺啥的,讓自己看起來充滿攻擊性的武器,這就是吃與被吃的軍備競賽而已。

      最后

      雖然看起來沒啥攻擊性的脊椎動(dòng)物在生物競爭方面確實(shí)比花里胡哨的節(jié)肢動(dòng)物強(qiáng)許多,因?yàn)槭钦娴母痈呒?jí)。

      但是這并不意味著,它們應(yīng)對(duì)環(huán)境變化也更具適應(yīng)性,其實(shí)現(xiàn)在節(jié)肢動(dòng)物在適應(yīng)性、物種多樣性,以及種群數(shù)量都是遠(yuǎn)超其它所有動(dòng)物類群。

      甲殼素可能是自然界中第二豐富的多糖(僅次于纖維素),生物圈每年要生產(chǎn)10億噸甲殼素,其中大部分就是由節(jié)肢動(dòng)物生產(chǎn)的,比人類生產(chǎn)的塑料都多許多,或許它們對(duì)地球的影響比人類也大許多。