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从水獭到蓝鲸:海洋哺乳动物的体型有何奥秘?

2018-03-30 10:55:03  新浪科技    参与评论()人

研究数据揭示了这种奇特的体型分布背后的原因:海水会夺走热量。

海水可以轻而易举地夺走哺乳动物体内的热量。我们可以用“高比热”来描述这一现象。物质的比热是指将1千克物质的温度提高1开尔文度所需的热量。想象一下,将水或橄榄油倒在平底锅上加热,橄榄油会很快升温,而水需要等一会才能达到同样的温度。橄榄油的比热为1.97,而水的比热是4.19,因此加热水所需的能量几乎是加热橄榄油的两倍。

这意味着,海水能吸收水面上生物体的大量热量,而水温却几乎不会有任何变化。如果你周围的水升温很快,那你应该是身处温水层中,热量散失的速度不会很快。如果不是这样的话,你的身体就会不断降温。

因此,为了不使自己全身的热量都流失到周围水体中,哺乳动物必须有相当大的体型。许多水生哺乳动物都演化出了厚厚的脂肪层,以避免热量流失,但该研究指出,体型增大也可以达到同样的效果。据估计,适宜在水中生存的最小体型大约比陆地上的最小值大三个数量级。

500千克的体重已经足以保持温暖,但还不够大,你必须消耗大量食物来促进新陈代谢,从而维持体温。许多鲸类的食物与海豚或海豹类似,即它们主要以大型鱼类和其他海洋生物为食。它们必须花费大量的精力寻找食物,并且还可能得不到很多食物。因此,非常庞大的体型在海洋中是有风险的。抹香鲸似乎就是在没有发展出新的捕食方式的情况下,所能长到的最大体型。

相比之下,须鲸就做出了改变。随着捕食工具从牙齿演化成鲸须,它们的体型也开始变得无比庞大。鲸须就像一台过滤器,使它们能从海水中取食大量的磷虾和小型鱼类。这是一种更加高效的进食方式,因为捕猎过程就是嘴巴一张一合的事情,它们因此也能长得比齿鲸近亲大得多。

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