大象的大與老鼠的小-視野
莊子曾說(shuō),夏蟲(chóng)不可以語(yǔ)于冰者,篤于時(shí)也。把這個(gè)概念用于大象和老鼠也是適用的。大象的體重有幾噸,老鼠的體重才幾十克,它們之間的差異達(dá)10萬(wàn)倍;大象可以活100年,而老鼠只能活2年,它們之間的差異是50倍。從這個(gè)意義來(lái)看,大象與老鼠的大與小是顯而易見(jiàn)的,其實(shí),這也是進(jìn)化中的大與小的問(wèn)題。
☆大象與老鼠的時(shí)間異同★
生物進(jìn)化首先表現(xiàn)在生命時(shí)間上的不同,大的動(dòng)物可能活得更長(zhǎng),小的動(dòng)物則活得較短。從這點(diǎn)來(lái)看,大象與老鼠確實(shí)有不同,但是它們的某些時(shí)間又是相同的。所有哺乳動(dòng)物的時(shí)間首先與體重掛鉤,它們的基本關(guān)系是,生物時(shí)間與體重的1/4次方成正比。
以哺乳動(dòng)物做事的時(shí)間來(lái)看,體重越重的動(dòng)物,做事情花費(fèi)的時(shí)間就越多,所以大象的動(dòng)作笨拙而緩慢,老鼠的動(dòng)作靈敏而快捷。大象孕育胎兒的時(shí)間為18個(gè)月~22個(gè)月,大約是其體重的1/4次方;老鼠的孕期約為1個(gè)月,胎兒在母體內(nèi)的時(shí)間大約也是其體重的1/4次方。不僅如此,動(dòng)物性成熟的時(shí)間、壽命等也都遵循這種1/4次方的法則。
從這里我們似乎可以找到大象與老鼠生命時(shí)間不同的原因。因?yàn)?,壽命是由生物周期?lái)決定的,生物周期又是根據(jù)生物的體重來(lái)決定的。因此,體重越大的動(dòng)物,生命循環(huán)(包括各種生理活動(dòng)循環(huán))一次的時(shí)間較長(zhǎng),因而壽命就較長(zhǎng)。老鼠這種體重較輕的動(dòng)物壽命就會(huì)較短。
但是,無(wú)論動(dòng)物的大與小,在時(shí)間的某些方面它們又有驚人的相似性。而這個(gè)時(shí)間則是動(dòng)態(tài)的,主要是動(dòng)物器官總的運(yùn)動(dòng)次數(shù)。例如,如果把動(dòng)物的任意兩個(gè)與時(shí)間有關(guān)的現(xiàn)象相除的話,這種時(shí)間就會(huì)很相似,而與動(dòng)物的體重?zé)o關(guān)。如果用心跳間隔除以呼吸間隔,在每次呼吸間隔里,心臟會(huì)跳動(dòng)4次。無(wú)論是大象還是老鼠,這種器官的活動(dòng)時(shí)間是相同的。而且,用壽命除以心跳間隔,每種哺乳動(dòng)物一生的心跳都是約20億次。只不過(guò),大象可以活100年,它在單位時(shí)間內(nèi)的心跳較為緩慢;而老鼠只活約2年,它在單位時(shí)間內(nèi)的心跳次數(shù)則會(huì)較多。
☆細(xì)胞大小的異同★
我們都知道,生物的基本組成要素是細(xì)胞,再由細(xì)胞形成組織和器官,由器官組成系統(tǒng),從而完成各種生理功能。既然大象比老鼠的體重要重約10萬(wàn)倍,那么,它們身體和器官的組成要素——細(xì)胞也許會(huì)有較大的差異,當(dāng)然是大象的細(xì)胞大,而老鼠的細(xì)胞小。
如果以此來(lái)推斷,就有點(diǎn)想當(dāng)然了。其實(shí),大象的細(xì)胞與老鼠的細(xì)胞都差不多一樣大,細(xì)胞的直徑一般為10微米。不僅如此,各種動(dòng)物的各種細(xì)胞大小也都基本一致,即大象的心臟細(xì)胞與老鼠的心臟細(xì)胞差不多一樣大,大象的大腦細(xì)胞也與小鼠的大腦細(xì)胞差不多一樣大。大象之所以大,是因?yàn)榧?xì)胞特別多;老鼠特別小是因?yàn)榧?xì)胞特別少。大象之所以大是因其器官大,而器官的大是由細(xì)胞的數(shù)量來(lái)決定,與細(xì)胞的數(shù)量成正比,而與細(xì)胞的大小無(wú)關(guān)。所以,這種現(xiàn)象也稱為“細(xì)胞體積的守恒定律”。
☆定向進(jìn)化有爭(zhēng)議★
動(dòng)物的大與小既有優(yōu)點(diǎn),也有劣勢(shì),大象和老鼠就是典型的例子:
一般而言,動(dòng)物體型變大有多種優(yōu)勢(shì),所以有人認(rèn)為自然界有向大型物體方向定向進(jìn)化的趨勢(shì),原因在于大型動(dòng)物,如大象有諸多小型動(dòng)物所沒(méi)有的優(yōu)勢(shì)。例如,體型越大的動(dòng)物越能耐受饑餓,因?yàn)楫?dāng)它們饑餓時(shí)可以消耗體內(nèi)貯存的脂肪。
如上面所說(shuō),大象之所以大是因?yàn)榻M成其身體的細(xì)胞數(shù)量之多,其他大型動(dòng)物也是如此。由于細(xì)胞數(shù)量多,大型動(dòng)物就能夠把多余的細(xì)胞用于新機(jī)能的開(kāi)發(fā)。此外,大型動(dòng)物的代謝率低于基準(zhǔn)水平,能量就有富余,可以用于充分發(fā)展智能,比如人和海豚。
此外,動(dòng)物的體型大也意味著強(qiáng)大,這是由其奔跑的速度和力量的強(qiáng)大所決定的,它們?cè)谏锶χ械母?jìng)爭(zhēng)優(yōu)勢(shì)很明顯。在美國(guó)熱帶草原上,動(dòng)物的喝水就是根據(jù)體型的大小來(lái)劃分先后的。先是大象喝水,然后才是犀牛、河馬、斑馬等。
如此,就有一種推論,還是大象的生存能力強(qiáng),而老鼠的生存能力差。而且,如果體型大是一件好事的話,自然界的進(jìn)化就會(huì)呈現(xiàn)定向進(jìn)化——世界上將來(lái)只會(huì)剩下大型動(dòng)物,如大象,不會(huì)有小動(dòng)物,如老鼠。但是,現(xiàn)實(shí)的情況并非如此,將來(lái)的情況也并非如此。
其實(shí),現(xiàn)在地球上活得很好的動(dòng)物也有很多小型動(dòng)物,如老鼠,而且其數(shù)量和種群是大型動(dòng)物,如大象所不能比擬的。原因首先在于生物的多樣性,其次在于老鼠這種小動(dòng)物的特點(diǎn)。小型動(dòng)物的數(shù)量多、壽命短,在短時(shí)間內(nèi)發(fā)生變異并產(chǎn)生新物種的幾率更大。同時(shí),由于小型動(dòng)物數(shù)量多,留下后代的幾率很大,它們以靈活機(jī)動(dòng)而著稱,也更適應(yīng)環(huán)境,這也是其生存的法寶。
所以,大象的大與老鼠的小既有差異,又有相似,還可以井水不犯河水。