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动物的个头

时间:2022-10-20 19:00:07 浏览量:

为什么动物的个头千差万别,大小悬殊?

动物个头的大小与动物的生存之间是否存在重大的联系?

动物不仅形状各异,而且个头千差万别,大小悬殊。以现存的哺乳动物为例,蓝鲸长达34米,重达170吨,其重量为小白鼠的100多万倍,虽大象亦相形见绌。动物个头的大小,当然是自然选择的产物。

个体庞大的动物有致命的弱点

动物个头的大小与动物的生存有重大的关系。个头小的动物,需要的食物少,易于躲避敌害和环境突变带来的不利因素;反之,个头大则有利于御敌与捕食。从哺乳动物的演化史看,有些动物是从个头小向大的方向演化,例如五千多万年前的始祖马要比现代的马小得多。有些则相反,从大向小的方向演化,例如史前豚鼠,体重600公斤-700公斤,比现存的豚鼠要大得多。尽管个头大小各有利弊,但总体上讲,个头过大对于动物应是弊多于利。曾经统治地球达一亿多年的恐龙未能生存到今天,恐怕与个头过大不无关系。

不少古生物学家认为,恐龙的灭绝是由于一颗直径10公里的陨星撞击地球(位于墨西哥尤卡坦半岛的Chicxulub村)所致。撞击造成世界范围的森林大火,尘埃遮天蔽日长达数月甚至数年之久,且酸雨不断,以致恐龙难以生存。当时或许只有个头小的动物才有可能在洞穴中躲藏,避开高温与严寒,以及忍受食物不足的劫难。最近普林斯顿大学的一位教授及其他科学家通过地层的研究认为,在行星撞击地球之前的1000万年-300万年之间,恐龙数量已呈迅速下降趋势。化石资料显示,40%的恐龙在此时已经灭绝,其原因是由于火山活动猛烈,海平面降低,植物减少,使得身体巨大的恐龙难以生存,而小行星撞击地球只是最后的一击,使之彻底完蛋而已。

不论何种说法,恐龙的灭绝与个头过大是有重大关系的。正如《红楼梦》中所说的:“大有大的难处。”恐龙统治地球达1.4亿年之久,个头越来越大,走向灭亡似乎是历史的必然。

近年来美国科学家研究了一些灭绝的大型肉食动物的化石后认为,那些个头硕大的动物,是由于过度依赖捕食大个猎物,才最终导致灭绝的。加州大学的一位科学家研究一系列犬科动物化石后发现,这些动物个头变大时,其牙齿也越来越适合撕咬肉类和咀嚼骨头,而不再适合咀嚼其他食物。如果只捕捉小猎物,大型食肉动物捕食时所花费的能量往往会比它们从猎物中所摄取到的能量要大。与此相反,小型食肉动物既能捕食小型啮齿类动物,又对浆果、根茎等其他植物性食物来者不拒,因而在漫长的恶劣自然环境中生存下来了。

在动物世界中,一只大型的食草动物远不是一群合作、团结和勇猛的食肉小动物的对手。后者不仅避免了个头太大的不便,而且从集体狩猎和防卫中受益。最著名的例子是虎鲸、狼和非洲猎狗。虎鲸群可攻击大得多的鲸鱼,狼可猎杀大型的麋,非洲猎狗可捕杀角马和斑马。早期的人类——能人或许也是如此。

高大威猛的雄性动物在争偶中可能落败

个头向大的方向发展似乎是自然界的“恶作剧”。一般认为,性选择是向个头大的方向倾斜的。一方面个头大的雄性有更大的实力击败对手,取得交配权。而另一方面,雌性个体往往青睐高大健壮的雄性个体。

但是,个头大的雄性未必会给雌性带来幸福。例如圣狒狒,雄性比雌性个头大一倍以上,有些个体却是灵长类动物中罕见的“夫权至上主义者”。此种狒狒分布于红海口周围地区。每个群体包含多达约750只个体,由许多小群组成。各小群通常由一只雄性家长、若干成年雄性个体和通常不到10只雌性眷属及其子女组成,有时也有只由雄性家长和妻妾子女组成的。小群成员聚集在一起在睡石上过夜。雄性家长对雌性颇为专权,决不让其离群逍遥。下面是库默(H. Kummer)在1968年有关圣狒狒“家庭暴力”的一段描述:

“一只雄性,刚刚到达睡石上,骤然回头沿着原路冲出30米远。一只成年的雌性由最远的一个群体处朝雄性奔跑过来,并伸出后颈让他咬了一下。痛叫着跟他回到了睡石上,那里其余的妻妾正在等待着。”

这种“家庭暴力”在哺乳动物中是十分罕见的。与之相比,膀大腰圆的雄性大猩猩却可以算是温柔丈夫了。大猩猩对妻妾的统治行为是非常淡化的,几乎从未有过公开的敌意。据弗西(D. Fossey)在1972年对非洲维所克山的大猩猩进行的3000小时的观察,只见过不到5分钟的敌意行为,而且在性质上完全是防御性的,只不过是吓唬一下而已。

最近《新科学》杂志发表的最新研究结果认为,在动物界,“未婚”的雌性动物往往对凶狠好斗的强壮、大个雄性更偏爱,而有过“婚史”的雌性动物通常不喜欢有“暴力倾向”的雄性,因为担心交配时受到伤害。加拿大研究人员在对鹌鹑所做的实验中,证明了这一点。他们先让两只雄鹌鹑在雌鹌鹑面前争斗,之后再把它们一起关进笼子。结果表明那些“未婚”的“少女”鹌鹑往往选择胜利者,而那些已婚的鹌鹑则大多选择失败者。相同的情况也经常发生在大马哈鱼之间。雌性大马哈鱼往往更喜欢那些看上去较“瘦弱”的雄性,而不去计较它们与其他竞争者斗争中的输赢。在某种程度上,人类也有类似的倾向:未婚的少女喜欢威武、高大的帅哥,而有过婚姻史的女性则往往喜欢温柔、善良、有责任心的男人,而不是首先计较是否高大或漂亮。观察似乎表明,一些阳刚气十足的男人,有可能成为很好的性伴侣,但未必是可以长期在一起过日子的好丈夫;而那些阳刚气不足,但感情细腻,性格平和,喜欢孩子的男人,却有可能成为理想的丈夫。

德国和英国研究者发现,在大多数灵长类动物中,雄性的犬齿比雌性的长得多,这是反映雄性地位高的标志。这种两性的差异在狒狒和大猩猩中十分明显,但在黑猩猩中要微弱得多。他们认为这是由于雌性黑猩猩择偶时更倾向于宽阔的脸蛋、突出的颧骨和犬齿逐渐后退的外貌,而不是威武的、具巨大犬齿的雄性动物。到了人类,男人的犬齿已不复突出了。

温度影响动物个头大小

动物个头的大小与环境的温度是存在某种关系的。一般说来,在更温暖的气候条件下,动物的个头有可能变小,而生长速度则加快,生命周期也会变短。例如,在老虎的几个地理亚种中,产于赤道附近的苏门答腊虎最小;产于热带的印支虎一般要比产于中国南部亚热带的华南虎小;而华南虎则明显小于温带产的东北虎(或西伯利亚虎)。北欧斯堪的那维亚半岛的人通常要比南欧亚平宁半岛与比利牛斯半岛的人高大些,中国北方人要比南方人高大些。

美国俄克拉何马大学的一个研究组在北美洲和南美洲49个生态系统中进行的研究表明,气候变暖会导致蚂蚁体积变小,群体变大。该研究组于上世纪90年代中期开始清点665个蚁群的蚂蚁数量。他们发现位于寒冷的杉树林中的蚁群只包含63只蚂蚁,而且个头较大,而位于炎热沙漠中的蚁群却有超过9000只的小蚂蚁。其规律是随着温度的升高,蚂蚁的身体越来越小,但每个蚁群的蚂蚁数量却越来越多。

动物个头大小与营养也有明显的关系。营养充足会促进个头增大,这是人所共知的事实。据目前对我国3岁~18岁的儿童和青少年的调查显示,农村男性比城市男性平均矮4.9厘米,女性矮4.2厘米。而2004年的总体平均高度较1992年的增高3.3厘米,这恐怕是营养因素起着决定性作用。

人类只有几百万年的历史,一般认为是向个头大的方向发展。研究表明,人类的祖先,440万年~150万年前的南方古猿,体重只有20公斤~25公斤,体高110厘米~140厘米,而20万年以前的直立人体重达60公斤,体高160厘米。后来的智人直到现在,体重与体高似乎仍略有增长。但是,随着经济的发展,人类个头的大小也与自然选择逐渐脱离了关系,因为女性选择对象时,个头已不是决定性因素。人类的一夫一妻制也同样大大削弱了性选择的作用。

在动物界,雄性个体一般也都不愿意自己的配偶有外遇或偷情行为。雌性松鼠在发情期间每天要与许多雄鼠交配,而雄性松鼠则会尽力守在身旁,不准雌鼠淫乱。雄性红翅黑鹂若知道妻子有外遇,对于她处于危险状况时会袖手旁观。雄家燕若发现自己妻子有苟且偷欢行为,会采取报复行动,置自己的子嗣于不顾,因此,“水性杨花”的雌燕偷情时也总是心急火燎,草草了事,以免奸情败露。

比较进化的动物雌雄个头差别较小

哺乳动物的胎儿都是在母体子宫中发育的,出生后不久就可自己活动、爬行。与卵生动物相比,其个头通常较大,不会小于母体重量的1%。这似乎与母亲照顾婴儿的能力有关。体重45公斤的人类母亲生的婴儿可达2.5公斤,而体重90公斤的大猩猩妈妈生的婴儿平均体重仅1.4公斤。幼儿数目少,个头大,独立能力强,有利于母亲的哺育、照料。

但是,有袋类例外,幼儿出生时一般很小。例如,有些袋鼠的幼儿,出生时只有豆粒大,体重只有母亲的几万分之一,但可以在育儿袋中哺育,并无大碍。或许正是由于这个原因,有袋类动物的怀孕期很短,个别种类只有12天。而其他哺乳动物的怀孕期要长得多,例如大象可达22个月。幼儿太小,如果没有育儿袋,母亲是极难照料的。大熊猫就是一个明显的例子,幼儿很小,重约100多克,只有母亲体重的1/1000,极易受到伤害,这对于物种的生存是很不利的。大熊猫的濒危,恐怕与此也不无关系。到了灵长类,幼儿数目更少,个头更适中,能得到更好的照顾,成活率也更高。其中“万物之灵”人类的幼儿所能得到的照顾和成活率均居灵长目动物之首。

动物雌雄性的个头一般是有差别的。绝大多数哺乳类都是雄大于雌。动物个头大有利于御敌和保护家小,这是显而易见的。在许多社会性动物中,如猴类大多雄性大于雌性,由雄性当家。但也有一些哺乳动物,如鬣狗、斑纹鬣狗、灰沼狸和长毛獴等,则是雌性大于雄性,当家做主的就非雌性莫属了。在鸟类中,大多数情况也是如此,个头大的雄鸟出外觅食,雌鸟在家孵卵或育雏。只有极少数的鸟类雌鸟大于雄鸟,如橡树啄木鸟、美洲水雉和斑腹矶鹬等。美洲水雉雌鸟的个头要比雄鸟大50%~75%。此种鸟类鸾凤颠倒,雌鸟在外面觅食,雄鸟在家孵卵。

在昆虫与蜘蛛(蜘蛛不属于昆虫)中,雌性大于雄性的现象较为常见,如棉蝗、广斧螳与络新妇蛛等。这可能与雌性在繁殖中怀有巨大数量的卵有关。但是,也不乏雌雄大小相近的例子,如异色瓢虫与黄粉鹿角金龟。雄性大于雌性的有黄褐前凹锹甲等。

在某些深海鱼类,诸如角鮟鱇鱼亚目的成员中,雌鱼一般比雄鱼大3倍至13倍。有些种类的雄鱼很小,甚至完全变为寄生,终生附着雌鱼的身体表面,另外一些种类的雄鱼则为半寄生或临时性寄生。其中比较独特的例子是鮟鱇鱼,雌鱼比雄鱼大10倍~100倍。差别如此之大,以至很多年来人们都以为这种鱼只有雌性,后来才发现每只雌鱼身上都带有1条小雄鱼。原来雄鱼刚从卵中孵化出来就进行“择偶”,将牙齿深深扎入雌性伙伴的身体中,并吸附在她的身上,从此终生靠“老婆”的体液维持生命,成为“好吃懒做”的“老公”。雄鱼身体上除生殖腺渐渐成熟外,其他器官也失去功能并退化了,最终成为雌鱼体表的一个不显眼的小隆点。

最极端的例子是生活在海底的软体动物绿勺虫,雌虫的体积是雄虫的20万倍。雄性绿勺虫终生呆在雌性伙伴的生殖管道中,通过从嘴里排出精液来使卵子受精。这种差别太不可思议了,以致科学家第一次发现雄性绿勺虫时,还以为是寄生在雌性生殖管道中的寄生虫呢。

事实上,动物的个头,包括雌雄之间的差异,也是自然选择的产物。通常在比较进化的动物,如鸟类与哺乳类中,同种间雌雄大小的差别很少会达到2倍~3倍,但在少数软体动物和鱼类中却存在如此悬殊的雌雄差异,令人难以理解。

个头大无疑是“力量”与“权势”的象征,两性中也总是由个头大的一方出任“族长”或“家长”的;但在另一方面,个头大在猎食、御敌等行动中所负的责任也大,因而受到“尊重”也是合乎情理的。当然,我们并不希望通过这个事实,“刺激”有“巨无霸”身材的男人有恃无恐。

地球陆地上最大的动物——大象,生存演化至今已逾5500万年,它们重达7吨半,肩高达4.3米,象牙长度可达3.5米,庞大的体型正是它最大的资产。摄影/宫正

“大”的好处

蓝鲸是世界上个头最大的动物。它们体长一般为24米,质量为100吨以上。最大的蓝鲸体长可达33 米,质量可达190余吨,大约相当于32头大象的质量。由于海洋浮力的作用,它不需要像陆生动物那样费力地支撑自己的体重,另外庞大的身躯还有助于它保持恒定的体温。供图/全景

亲昵的黑猩猩一家。在哺乳动物中,膀大腰圆的雄性大猩猩可以算是温柔丈夫。大猩猩对妻妾的统治行为是非常淡化的,几乎从未有过公开的敌意。供图/全景

雌性蜘蛛的体型大于雄性的现象较为常见,上图中的雌性络新妇蛛体型较大,而雄性的体形则相形见绌。这悬殊的差异可能与雌性络新妇蛛在繁殖中怀有巨大数量的卵有关。摄影/唐志远

企鹅是一种最古老的游禽,雄性与雌性的个头大小接近,它们共同孵卵,对成长中的幼雏总是爱护有加。 供图/全景

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