电影《哥斯拉大战金刚2》震撼上映,金刚、哥斯拉两大主角的巨大体型给人留下深刻印象。开个脑洞,如果身高百米的怪兽来到真实的地球,它们能大杀四方吗?南京古生物博物馆展陈部主管、古生物学博士贺一鸣表示,受到含氧量、重力的限制,地球生命的体型存在极限,百米巨兽若是走出“怪兽宇宙”,它们可能会被自己的体重压死,更是别想打架,恐怕只能趴在地上在窒息的边缘挣扎。
现代快报/现代+记者 是钟寅/文 图片来源:中国科学院古脊椎动物与古人类研究所
巨型、大体型的代价有多高?
在电影《哥斯拉大战金刚2》中,哥斯拉身高120米,金刚身高102米,都是身高超百米的巨兽。“怪兽宇宙”中,“大”就是看点,体型基本与战斗力成正比。而地球生命进化的真实逻辑,核心关键词却是“适应环境”,动物们可不敢无限生长。当然,巨大体型的代价,非常高昂。
贺一鸣表示,体重约100吨、身长30米的蓝鲸,是迄今所知的动物极限体型。极地海洋中丰富的磷虾资源,让它吃得饱、长得胖,最终进化为庞然大物。巨大体型最直接的好处就是劝退各种掠食动物,因此健康的成年蓝鲸在海洋中几乎没有天敌,就连虎鲸也不愿招惹。
这么大的块头,代价是搁浅=死亡。蓝鲸和人类一样都是通过肺交换氧气,水中有浮力支撑的情况下,蓝鲸可以正常呼吸,但离水后,它会被自己巨大的体重压迫得无法呼吸,最终因心肺衰竭走向死亡。
水生动物的极限是蓝鲸,陆生动物能长多大?贺一鸣介绍,已知最大的陆生动物是蜥脚类恐龙。“腕龙、梁龙、雷龙、马门溪龙都属于蜥脚类,它们的特征非常相似,都拥有长长的脖子、长长的尾巴、粗壮的四肢。”
这类恐龙中,南美洲发现的阿根廷龙、巴塔哥尼亚巨龙是体型王者,它们的身长普遍达到30到35米,至于体重,却有不同的推测结论。阿根廷龙曾被认为是体重约100吨的巨兽,但随着研究的深入,有科学家提出,阿根廷龙的体重约为70吨。
大块头动物难以避免高血压
“蜥脚类恐龙可能就是陆生动物体型的极限。”贺一鸣表示,很多因素制约着动物的体型,骨骼承重、肌肉支撑、心血管功能、营养供给、新陈代谢水平等,都是进化过程中“绕不开的门槛”。以蜥脚类恐龙为例,它们都是以植物为生,但植物本身能提供的营养并不是非常丰富,这就需要极为丰富的植物资源维持生存,它还得不停地大量进食,才能维持能量供给。
呼吸喘气对所有动物来说,是最基础的必备技能,可对于庞然大物来说,并不轻松,需要进化出特殊的身体结构。“长颈鹿身高有4~6米,心脏到头顶有2.5米,血压高达4.3倍的大气压,相当于人类的2.5倍。这种血压水平,对人类来说,足以致死,但长颈鹿的大个子,必须有这么高的血压才能保证脑部供氧。蜥脚类恐龙的脖子有十几米长,血管承受的强度可想而知。”贺一鸣介绍,为了保证肢体远端供氧充足,蜥脚类恐龙拥有与鸟类相似的肺部结构,含有气囊,呼吸效率是哺乳动物的2.5倍。呼气时,气囊里的空气进入肺部取代肺部空气,形成“双重呼吸”结构,使得它们的肺部始终有新鲜空气。早期蜥脚类则是在颈椎部有气囊空腔,后期蜥脚类脊椎骨也有气囊空腔。
肉食动物为何不是极端的“大块头”
掠食动物以肉为食,是进化得越大就越有利吗?答案是否定的。顶级掠食者往往块头不小,它们的共性是拥有锋利的爪牙、发达的肌肉、强大的运动能力。体型庞大与动作迅猛矛盾,极端的“大块头”往往得牺牲运动能力。
哥斯拉的体型与肉食性恐龙较为相似,肉食性恐龙的极限体型其实是小于吃素的蜥脚类恐龙的。贺一鸣说:“目前,人类发现最大的肉食恐龙是棘龙,身长可能达到15米。大家很熟悉的霸王龙,身长大约13米,这差不多就是肉食恐龙的极限了。”
电影中,金刚的原型是大猩猩,反派“刀疤王”的原型应该是红毛猩猩。灵长类家族中有过“大块头”吗?贺一鸣介绍,曾经最大的灵长类动物是布氏巨猿,广泛分布于以广西为代表的中国南方喀斯特地区,如今只有牙齿和下颌骨的化石能证明它们曾经存在过。科学家推测,这种巨猿直立身高可达3米,体重最大可达300公斤,它跟现在生活在东南亚的红毛猩猩是亲戚,跟大猩猩、黑猩猩关系相对较远。
贺一鸣说:“怪兽电影最大的看点就是燃、爽,电影设定中,怪兽往往会根据现实中的原型生物等比例放大。现实中,生命进化不一样,各种制约因素很多。”