爬虫类曾经统治地球2.3亿年之久,在它们最为鼎盛的侏罗纪和白垩纪,恐龙统治大地,鳄鱼盘踞河湖,翼龙在天空中遨游,鱼龙、蛇颈龙和沧龙接踵称雄于大海。整个地球海、陆、空都由一个纲的动物统治,这在地质史仍是头一次,也是至今独一一次。
鳄鱼在恐龙时代就是淡水霸本家儿了
距今约6600万年的白垩纪末期,一颗庞大的陨星降临地球,宣告了爬虫类时代的终结。恐龙、翼龙和沧龙都在这起大灾难中灭尽了,哺乳动物敏捷崛起为新一代霸本家儿。然而,鳄鱼没有跟着一路灭尽,它们活了下来,并继续苦守淡水,当作为爬虫类的“末代皇帝”,淡水也当作为爬虫类最后一块“保留地”。作为进化前锋,哺乳动物的实力毋容置疑,到底是淡水太特别,仍是鳄鱼太厉害,哺乳动物缘何迟迟无法攻取淡水?
水对温血的生成敌意
我们注重到,在淡水里混得好的不但有鳄鱼,还有鳄龟、南美侧颈龟和三爪鳖等淡水龟类,以及欧洲鳇、达氏鳇、白鲟和湄公河巨鲶等大型淡水鱼。总之,淡水食物链的顶端都是些变温动物,哺乳动物中找不出可以与它们抗衡的,河马、淡水海牛以及水豚、河狸都是素食动物,水獭固然吃肉,但和鳄鱼不在一个重量级。独一吃肉的大师伙就是淡水海豚了,但它们只有4种,并且分布半斤八两局限。
湾鳄“洛龙”,体长跨越6米,重一吨多
为什么哺乳动物尤其是大型食肉的种类在淡水中如斯残落?最轻易想到的原因是水和空气的分歧天然特征。水的比热容是空气的三倍(即水每升高或降低一摄氏度,接收或释放的热量是空气的三倍),这意味着水的蓄热能力比空气好,水温比气温不变。好比说,在气温25℃摆布的赤道和低至-50℃的南极,深海水温都连结在0~3℃。变温动物的体暖和情况温度连结一致,栖息于水中可以避免接触极端高温或低温,更长时候在心理峰值下勾当。
另一方面,这也意味着水的导热能力比空气强,热乎乎的生物在水中热量散掉更快。恒温动物在任何情况中都连结着较高的体温,当我们身处水里,必需支出三倍的能量才能维持体温。
在陆地上,恒温的哺乳动物占尽优胜之处:我们可以快速移动繁重的躯体,这会让大爬虫精疲力尽;我们可以在任何气温下连结活跃,无论日夜或者冬夏,而爬虫类在低温下勾当能力就会大打扣头。但当我们进入水里,这些优势反而当作了劣势,仅维持体温一项就会令我们的能量入不够出。
亚马逊河的淡水海牛
然而,水对温血的生成敌意,并不克不及反对哺乳动物征服宿世界的脚步,我们看看海洋里就知道了。今朝海洋糊口着约130种海洋哺乳动物和80种海洋爬虫类,种近似乎差不多,但数目和在生态系统中的介入度有天地之别。
130种海兽中有鲸和海豚、鳍脚类、海獭以及海牛,此中鲸豚对海洋的顺应性甚至不在鱼类之下,它们中包罗当今海洋霸本家儿虎鲸和最大的动物蓝鲸。而海爬80种中有70多种是海蛇,此外就是海鬣蜥和7种海龟,只占有狭小的生态位。
为了削减热量散掉,降低维持体温的当作本,水生哺乳动物有的是法子。鲸、海牛和河马有厚厚的皮和脂肪层隔热,并且淡水海牛和河马只糊口在热带。水獭用它那布满空气和油脂的外相隔热,它天天都梳毛以连结防水机能,同时提高代谢率,增添热量生当作,淡水獭类的代谢率是划一体型下陆地食肉动物的1.5倍,海獭则是3.5倍。
“长江女神”白鱀豚
是以,单单水情况对温血的不友爱无法阻止哺乳动物下水,哺乳动物已经征服了水,就像梅氏利维坦鲸(糊口在中新宿世的一种古抹喷鼻鲸,有史以来最壮大的海洋掠食者之一)和虎鲸在海洋里做的那样。
鳄鱼从未缺席
回首进化史,哺乳动物呈现于距今2.25亿年的三叠纪晚期,之后被恐龙压制了1.6亿年之久,到白垩纪末的大灾难到临之际,它们仍是一些夜间勾当的、老鼠巨细的食虫动物。陆地霸本家儿恐龙被灾难断根了,这群小家伙抢占恐龙腾出来的生态位天然没问题,但要从鳄鱼手中篡夺淡水霸权就是另一回事了。
恐龙时代
地球上的食物链可归纳为两大类:绿色食物链,以绿色植物的光合感化为根本;褐色食物链,以灭亡的有机质有根本,短期内可不依靠于光合感化。陆地和浅海的生态系统都以绿色食物链为本家儿,而淡水中褐色食物链占半斤八两大的比例,深海则几乎完满是褐色食物链。
白垩纪末大灭宿世是由天外来客引起的,扬起的尘埃遮天蔽日不知几多年,光合感化几乎遏制,以此为根本的绿色食物链随即解体,导致陆地和浅海的顶级掠食者恐龙和沧龙绝灭。然而,在绿色食物链解体后很长一段时候,仍有大量灭亡有机质被冲进河流,褐色食物链一向维持着,养活了一些小鱼小蟹,鳄鱼就靠这些撑到了新生代的黎明。
恐龙时代的鳄鱼:帝王肌鳄,可长达10米以上
恐龙灭尽今后,哺乳动物用了2000万年的时候打败了试图回复的爬虫类和同样在抢生态位的鸟类,当作为大地的独一本家儿宰,然而鳄鱼却守住了淡水长达6600万年。
心理耐受力是关头
淡水生态系统因为出产力低、情况不不变并且高度孤立等原因,其实不是适合持久孕育大型生物的处所。
起首是出产力低。水中植物产量比陆地上低,假设热带雨林单元时候内单元面积的初级出产力(植物产量)为100,温带草原就是50,淡水只有10摆布。因为水流的不不变,浮游植物漂浮在水中随时面对各类危险,而大地则为植物的发展和滋生供给了坚实靠得住的根本。植物作为出产者,决议了整个生态系统的物种丰硕度。在食物丰硕的情况中,代谢率高且勾当能力较强的哺乳动物占优势,而食物匮乏的情况相对适合代谢率较低的爬虫类。
食鱼鳄
然而,出产力低毫不是淡水中缺乏大型哺乳动物的本家儿因。淡水植物产量虽低,但仍是比海洋高,热带海洋初级出产力只半斤八两于淡水的一半到三分之二。这是因为,淡水生物身后尸体被细菌、真菌分化,可以作为养料反哺植物,这点与陆地上近似;而海洋生物的尸体会落入海底,浮游植物底子接收不到。
其次是情况不不变。与陆地、海洋比拟,淡水情况是极端不不变的,洪涝、干旱和水质变差都是常有的事。是以,与陆地和海洋生物比拟,淡水生物出格轻易断粮。河道和湖泊几千年间就可能发生很大转变,仅以我国为例,近几千年来黄河发生了26次改道,古泗水和云梦大泽消逝。几千年对人类来说很漫长,对生物演化来说只是一刹时,陆地和海洋固然会因板块漂移而发生改变,但在百万年的时候标准上都仍是相对不变的。
最后也是最关头的,就是淡水系统的高度孤立。陆地和海洋也不见得老是那么不变,但它们都是持续的;而淡水是孤立的,彼此间为陆地和海洋所阻隔。陆地某地情况变差了,动物可以迁往别处。海洋动物迁移更便利,因为全球海洋都连当作一片,并且泅水比奔驰省力。
塞伦盖蒂大迁移
例如,每年5-9月是坦桑尼亚塞伦盖蒂草原的旱季,青草枯萎,当作千上万的斑马和牛羚就迁移到肯尼亚的马跑马拉庇护区,到10月雨季到临再迁回来。受上升洋流的影响,南极海域养料充足,浮游生物茂盛,这里每年炎天都吸引大量的鲸和海豹前来觅食。
相反,一旦某个河湖消逝,里面的生物就会遭到没顶之灾。偏偏在三大系统中,淡水仍是最轻易在短时候内发生重大转变的。
基于上述原因,大型动物要想在淡水中持久保存,必需具备两个本事:一是迁移到平安出亡所的能力,二是抗饿或开辟新食物资本的能力。
淡水哺乳动物除海牛和海豚外都具备跨越陆地迁移的能力,淡水海牛和海豚可以到河道入海口暂避,并且它们只糊口在最不变的几条大河——亚马逊河、长江等。河马、海牛的代谢率异常低,如河马只需要吃不异巨细的纯陆生食草动物(犀牛)的一半就足以知足需求了。水獭是高度机遇本家儿义的捕食者,除鱼虾蟹外,还可以捕食青蛙、鸟类和啮齿动物。
尼罗鳄
然而,将这两方面本事连系并阐扬到极致的,仍是我们今天的本家儿角——鳄鱼。鳄鱼既能跨越陆地,又能在海里远程跋涉,迁移能力比任何一种水栖哺乳动物都强。若是处处都找不到水源,它们还有最后一招看家本事,就是在河底的淤泥里挖洞(有时深达8-10米!),在洞里期待雨水的降临。
作为变温的爬虫类,鳄鱼代谢率很低,它们只需要少量食物就可以保存好久,这也是大型哺乳动物不具备的能力。当作年鳄鱼可以不吃不喝,躲在淤泥下几个月不会饿死。这种非比平常的心理耐受力,就是鳄鱼征服淡水的关头。
泽鳄
此刻回覆为什么淡水中缺乏大型食肉兽类。河马和海牛为顺应淡水糊口,将本身的代谢率降得很低,但它们是食草动物,食物唾手可得,食肉兽类就必需连结像水獭那样的高代谢率才能抓住鱼虾蟹,并兼顾维持体温。而淡水中食物匮乏且很是不不变,很难养活大型食肉兽。?
是以,哺乳动物用了6600万年,都未能从鳄鱼手中夺得淡水。进化史上至少有两次食肉兽试图标的目的淡水中扩张,别离是鲸和食肉目。最终,鲸选择去了海洋,而食肉目标水獭选择了小型化。
滑獭在打鱼
了不得的鳄鱼
鳄鱼远比人们想象的了不得,这是一种把对淡水的顺应进化到极致的古老生物。鳄鱼也想过标的目的更广漠的空间扩张,演化出过一些海鳄和陆栖鳄,但都掉败了。同样,在淡水里也没有什么动物能竞争得过鳄鱼。从三叠纪末年植龙灭尽起头,鳄鱼就是淡水霸本家儿了,到今天已经有两亿年。
哺乳动物称霸陆地至今只有几万万年,以目为单元看的话,已经换了好几波霸本家儿,从偶蹄目到鬣齿兽目,再到食肉目,此刻是灵长目(人类)。地质史上从来没有一个超目标动物能称霸一方长达两亿年之久,鳄鱼缔造了一个古迹。蜻蜓、甲由和蝎子固然已经呈现三亿年了,但它们都是存在感很低的小动物,鳄鱼可是堂堂一方霸本家儿!
若是把人类也考虑在内,哺乳动物最终仍是征服了淡水。20宿世纪以来,因为滥捕滥杀、栖息地粉碎和鳄皮商业等原因,两亿年耸峙不倒的淡水霸本家儿现在正陷入绝境,奥利诺科鳄、古巴鳄、暹罗鳄、食鱼鳄和扬子鳄等多种鳄鱼今朝已经极端濒危。
扬子鳄
大型猫科动物当作为兽中之王只有300万年汗青,而鳄鱼的淡水皇帝已经做了两亿年了,从这个角度来说,鳄鱼是比狮、虎更值得人们尊敬的王者。但事实上,因其貌不扬,鳄鱼一向以来饱受人们的宿世俗成见,一些人看到山君捕猎的镜头就感慨山君的斑斓与壮大,看到鳄鱼捕猎就大骂残忍,甚至诅咒鳄鱼灭尽。鳄鱼,需要人类的存眷、理解和庇护。
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