巨物是怎樣長成的？

來自專欄 混亂博物館

一個生物類群進化得有多麼成功，能長到多大是一個很重要的指標——這就是為什麼我們會在絕對的力量面前，不無自豪地宣布「脊椎動物主導了陸地、海洋和天空的整個生態系統」。

是的，整個動物界在進化史上出現過僅40個門，但是成功衝擊巨大的體型的寥寥無幾，其中只有脊椎動物成功突破了10噸這個驚人的量級，向著百噸衝刺。

這當然不是一條輕鬆的進化之路。

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－文字稿－

每當提及生命的奇蹟，我們總會想起那些巨大的動物——為什麼偏偏只有它們能長得這樣巨大？

其實對於靈活運動的生物來說，人這樣的尺寸在進化上就已經是個難得的成就了：這不但意味著積累那樣豐厚的營養，還意味著足夠強勁的循環系統，能將滿足全身上下旺盛的代謝需求，也意味著在任何一次運動中，支持結構都要承受格外強烈的應力——即便藉助海水的浮力，動物界的30多個門中也只有3個門進化出了大型而敏捷的物種——節肢動物門、軟體動物門和脊索動物門。

節肢動物及其旁支的表皮能夠分泌大量的幾丁質——這種輕而堅硬的含氮多糖將多種蛋白質和礦物晶體一起凝固成了結實的外骨骼；為數眾多的附肢不但適宜運動，還增大了溶解氧的交換面積——在寒武紀的生命大爆發後不久，就在淺海投下了可怖的陰影。

於是在隨後奧陶紀，節肢動物門的肢口綱就出現了長達3米的耶克爾鱟（Jaekelopterus）——那鋸齒刀牙的巨螯顯然屬於當時最頂級的掠食者。

然而外骨骼一旦破裂癒合極慢，節肢動物因此進化出了不封閉的血管，無法形成血壓，傷口也就不會出血，但也嚴重限制了代謝的效率；外骨骼還直接限制了它們的體型，因為它們在蛻皮時會變得過於柔軟脆弱，不能長得太大——節肢動物的體型在耶克爾鱟身上達到了極限，在那之後迅速敗給軟體動物的頭足類。

軟體動物的頭足類從奧陶紀開始普遍大型化，尤其是鸚鵡螺亞綱的各種角石——最大型的房角石可能超過了9米，是當時的頂級掠食者。

頭足類軟體動物像脊椎動物一樣有高效的閉管循環，還有非常專業的呼吸系統，它們支撐身體的鈣質貝殼雖然笨重，但可以不斷生長，沒有節肢動物那樣的發育瓶頸。所以即便在脊椎動物主宰的現代，大型魷魚也往往能長達10米以上——只可惜它們太軟了，在陸地上非常缺乏競爭力。

最後的榮耀屬於脊椎動物：我們有著遍布全身的閉管循環，專職高效的呼吸系統，含有血紅素的攜氧蛋白也讓新陳代謝更加旺盛；我們的骨骼廣布全身，鈣化後輕便結實，在支撐各種運動的同時給肌肉提供了充分的附著——脊椎動物在泥盆紀崛起後不但迅速稱霸了海洋，還成功登上了陸地，成為陸地生態系統中唯一巨型化的類群。

即便如此，蜥腳類恐龍長得如此巨大也並不只是單純的增肥，三疊紀晚期的原蜥腳類恐龍已經達到10米長，7噸重，植物這樣貧瘠的食物很難滿足代謝需求，即便一刻不停地咀嚼也無法繼續使他們長大了——於是在接下來的侏羅紀，巨型蜥腳類以一種特殊的方式突破了這一瓶頸：它們長成了巨大的吸塵器，伸出漫長的脖子直達樹冠。

它們的牙齒稀而平行，能像梳子一樣將所有樹葉刮下來直接吞進去，在胃室里發酵分解——技術上講，巨型蜥腳類已經進化成了陸地上的濾食者，這樣空前絕後的高效進食配合各種減重增強的解剖結構，它們可以長到50米長，20米高，重達百噸。

無獨有偶，鬚鯨能長的如此巨大，也是進化出了同樣的伎倆：海洋中巨大的浮力固然減輕了許多支撐負擔，但沒有足夠的食物滿足巨大的體型也是徒勞——鬚鯨能在體型上勝過齒鯨如此之多，也是因為它們是濾食者：南極的冷水中生活著至少5億噸磷蝦，而藍鯨一張嘴就能吞下40噸海水，再用鯨鬚將磷蝦過濾在口中，囫圇吞下——20萬頭藍鯨就這樣晝夜不停地徜徉在極富營養的盛宴之中。

鬚鯨如何進化出這樣的濾食機制一度是個謎，直到這頭3000萬年前的早期鬚鯨在美國南卡羅萊納州出土：

我們注意到它前方的牙齒仍然是鋒利的圓錐，顯然用來捕獵——但他們後側的臼齒滿是缺刻，像極了今日的食蟹海豹——而食蟹海豹就是利用這些齲齒似的缺口濾食南極的磷蝦。

這樣看來，鬚鯨正是利用這種豁牙從肉食的齒鯨過渡成了濾食的巨獸——兩種最龐大的巨物在進化史上是如此的異曲同工。