為什麼多足生物多為小型昆蟲,而大型生物多為四足生物呢?
01-06
比如馬陸,蜈蚣,蜘蛛………太多了,都是多足生物,而大型生物中卻幾乎沒有多足生物,這是為什麼???難道多足生物不適合於進化為大型生物么???
況且據我了解,古代還是有巨型馬陸的,但為什麼會被滅絕淘汰啊。如果說是因為空氣含量的原因,但是同樣在現在的空氣含量下,獅子老虎大象這種體型還是能生存啊…那麼現在還有哪些巨型的多足生物么?最重要的,多足生物和四足生物在生存競爭中有哪些優缺勢,導致多足生物越來越小,而四足生物越來越大???
謝邀!
很好的問題。
這得從運動方式,或步法/步態來談。這是個動物學/工程學/機械電子學的交叉分支。機器人學的基礎有一部分就是動物步態研究和神經網路。最早的運動模式,有細菌的螺旋推進模式。
我在一個關於動物運動,動物為什麼沒有螺旋式運動?的答題里有配圖,你可以找找。再往下——
草履蟲那樣的鞭毛式運動;
再,無腿的結構,如蛇,,還有黃鱔之類肌肉收縮的波浪式推進;蛇有三種步進法:最常見的S形三支點;伸縮式如蟒蛇;還有側向滑動側向式運動,比如一種沙漠蝰蛇的彈簧式翻滾躍進;
……
從模型角度來談,要考慮的是一個電子控制的神經網路,產生並控制運動的節律;再加上肌肉、骨骼,,還有外殼(昆蟲),由此→實際的運動。因為不止一種勻速向前的步法,還要考慮變速,變換步法,後退等各種因素,比如四蹄的馬,可以訓練出四種基本步法,六種舞步。太多的足,不僅步法變換複雜,而且從供能角度也不經濟。
故此,只有某些原始節肢動物才多足,最成功的節肢動物昆蟲只有六足;而脊椎動物很早就選擇了四足。貓咪的步法攝影
貓咪的步法研究下面,等我有時間,再詳細分析一下
1、四足的步法;4~8種步法的研究,及其在脊椎動物原型-機器人中的應用;2、四足步進的神經電路;CPG的運動步進節律;3、四足動物步進法vs.昆蟲的六足步進vs.蜈蚣的波浪式步進待續
再補充圖示誰說多足生物越來越小,最大的魷魚20多米長啊
是因為體型越小,地面越陡;體型越大,路途越平坦吧。如果路上的小石子都有人的腿一般高,雙腿走路就不靈便了吧
脊椎動物和無脊椎動物自身能量需求還有身體構造不一樣決定了目前環境下其物種所能達到的體型大小。比如昆蟲,其身體依靠外骨骼支撐,假設一隻2米大的蝗蟲,外骨骼輕便的話容易有強度不足的問題,外骨骼高強度又可能帶來自身體重過重問題。畢竟生物自身很少能生產出大量的高強度低重量材料,起碼目前自然環境下想得到還是有難度的。脊椎動物不一樣,其骨骼的成分還有構造使其在活動性、重量、強度等方面有一個較好的平衡,在現有環境條件下,足以支撐足夠大的動物軀體。同樣體型大小的前提下,外骨骼比內骨骼需要增加更多的重量同時面對更高的強度需求。這也是制約動物體型的一個重要因素。更別提軟體動物了,目前大型軟體動物只能在水裡才有了,因為浮力幫助其抵消了不少重力帶來的負擔。還有為什麼古代大型多足動物活不到現在,而大型脊椎動物能?這個涉及的動物能量需求還有轉化問題。因為時間還有認知問題,我自己也沒法給出專業解答,只能大概說說。大型多足動物(無脊椎)的耗氧量還有能量消耗大於同體型脊椎動物,在食物充足的環境下還好,一旦環境變化導致食物不足,大型多足動物受到衝擊要大於脊椎動物,因而也更容易滅絕。其實,即使是脊椎動物,現在的動物體型跟古代比同樣存在不小差異。比如古代地懶和現在樹懶,比如猛獁和非洲象。只能說,現在脊椎動物只是相對較大個人觀點,若有錯誤和謬論,還望指正。
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