渺小似乎是進化成功的秘訣

從進化的角度來看，小似乎確實很美。

這最大的恐龍,翼龍和哺乳動物可能看起來令人印象深刻，但這些巨人的數(shù)量遠遠超過微觀細菌以及單細胞藻類和真菌。小生物也很古老，而且非常有彈性。

單細胞生物的第一個證據(jù)可以追溯到大約38億年前，不久之后，新形成的地球冷卻到足以容納有機生命出現(xiàn)。多細胞動物進化不到十億年前，更大、更復雜的動物出現(xiàn)了一點五億年前.

在地球歷史的大部分時間里，這顆行星一直由不超過一根人類頭發(fā)直徑的生物所主導。

大型動物往往會采取更長的成長和成熟，所以它們的繁殖速度更慢。而小鼠的生成時間很短（新生兒長大和分娩需要多長時間）約12周，大象走得更近25 歲.

大型物種傾向于進化速度更慢并且可能不太能夠應對物理和生物環(huán)境的長期變化。較大的生物也傾向于在大規(guī)模滅絕事件中情況更糟.

沒有什么比家貓更大的了小行星消滅了恐龍6600萬年前。

非常大需要更多的專業(yè)化和更慢的繁殖，這兩者都減少了在環(huán)境動蕩中幸存下來的機會。例如，較大的脊椎動物需要不成比例的更厚的骨骼和更大的肌肉。大象大小的鼩鼱如果試圖走路，很快就會折斷腿。

因此，許多動物群體出現(xiàn)也就不足為奇了起源于相對較小的尺寸，最早的分支代表通常很小。

有翅昆蟲的姊妹組包括分鐘彈尾（大多小于 6 毫米），而微觀緩步動物或“水熊蟲”是節(jié)肢動物（包括蜘蛛和甲殼類動物）和天鵝絨蠕蟲的姊妹群。

最早的哺乳動物和一些最早的恐龍（如Eoraptor不到兩米長）與它們后來的、通常是巨大的表親相比也相對較小。

為什么要變大呢？

做大有很多好處。較大的尺寸可能更容易躲避捕食者（大象和鯨魚除了人類之外幾乎沒有敵人），狩獵獵物，勝過對手，忍受暫時的困難。

較大的生物也往往更善于保存熱量（因為它們的表面積相對較?。┖透?a>智能潛力.

但科學家認為，這是有上限的細胞大小.這細胞分裂的力學在非常小和非常大的尺寸下分解。所有生物還必須與普遍的物理約束作斗爭，例如伽利略·伽利萊.較大的細胞往往具有較小的單位體積表面積。

這意味著自然運動（擴散）的氣體分子、營養(yǎng)物質(zhì)和廢物進出細胞，不足以在沒有運輸系統(tǒng)的情況下保持運轉(zhuǎn)。這些分子還可以在更大的細胞中進一步傳播。

因此，建立一個更大的有機體涉及兩件事。首先，對大量細胞進行分組，以便它們可以一起工作.第二，制造不同的細胞專門針對不同的工作– 包括結(jié)構(gòu)支持、消化食物以及移動氧氣和二氧化碳等物質(zhì)。

另一種選擇是變得平坦或線狀（如馬鬃蟲）或薄而扁平（如扁蟲）。這些動物不需要內(nèi)部運輸系統(tǒng)，因為它們的細胞（或其內(nèi)容物）都遠離周圍的空氣或水。

古生物學家愛德華·科普（1840-1897）提出所有譜系中的個體都傾向于隨著進化時間的增加而增加。雖然這在統(tǒng)計學意義上是正確的，但有許多例外，而大規(guī)模滅絕事件通常會將事物重置到光譜的較小一端。

繪制幾乎任何主要動物群的大小分布圖，你會發(fā)現(xiàn)一個驚人的正偏差：大多數(shù)物種比其親本群體中的最大尺寸更接近最小尺寸，而大型物種相對較少。

例如，昆蟲的種類（約500萬種）比所有其他動物的總和還要多，這使它們可以說是地球上最成功的動物群體。

大多數(shù)昆蟲是甲蟲，具有平均體長在6mm左右.巨人如大力神（長17厘米）和象（13厘米長）甲蟲極為罕見。

小尺寸使動物能夠生活在更多樣化的生態(tài)位中，并更精細地分配資源，將更多的物種和個體打包到同一個棲息地空間中。昆蟲是這種策略的主人。

溫順的人將繼承地球 - 甚至更遠的地方

盡管生物體有進化到更大尺寸的趨勢，但最簡單和最小的生物體仍然具有許多大型生物體所缺乏的不可思議的能力。

這些矮小的“極端微生物”中有許多可以在消滅大多數(shù)其他生命形式的環(huán)境中生存。

一些古細菌（沒有細胞核的單細胞生物）可以承受超過200°C的溫度深海噴口，而其他物種可以在高鹽、酸和堿濃度.

同樣，小動物緩步動物可以承受之間的溫度150°C 和 -200°C這空間真空，干燥數(shù)十年，以及輻射劑量殺死一個人所需的 1,000 倍。

甚至還有微小的線蟲能夠生活在下面兩英里的堅硬巖石.

一些科學家認為微生物可以生存星際之旅隕石內(nèi)部?？茖W家還認為我們發(fā)現(xiàn)的任何生命太陽系的其他地方可能與地球上的生命有著共同的起源——從小處著手。

馬修·威爾斯，米爾納進化中心進化古生物學教授，巴斯大學和蒂姆·洛克，生物學博士候選人，巴斯大學

本文轉(zhuǎn)載自對話根據(jù)知識共享許可。閱讀原文.

寶寶起名