Är Bigger alltid bättre, eller kommer den lilla arv jorden?

Är Bigger alltid bättre, eller kommer den lilla arv jorden?Liten mästare; en goby av släktet Eviota. Foto courtesy Koichi Shibukawa

När jag dyker i Oslob Bay utanför Cebu Island i Filippinerna ser jag en liten skuggart på ytan av det sfäriska korallblocket - en minuts fisk, en goby av släktet Eviota, bland de minsta ryggradsdjur som existerar, endast cirka en centimeter lång och mindre än 1 / 10th av ett gramljus. Det är ungefär en miljon gånger mindre än mig själv, med samma grundläggande ryggradsdel: en ryggrad, en benaktig skalle, en hjärna, njurar och en lever. Med undantag för gälar och lungor, delar den lilla fisken och jag liknande organ, bara i en mycket olik storlek.

Men titta på gobies är inte varför jag kom till Oslob. Jag lämnar korallblocket och simmar mot stranden när solen mörkar - inte på grund av moln men snarare en riktigt gigantisk fisk som simmar direkt ovanför mig. Det var vad jag hade hoppats att se: en valhaj, Rhincodon typus, den största levande fisken. Stora vuxna väger upp till 34 ton, mer än 300 gånger min egen vikt. Skillnaden i vikt mellan den lilla gobyen och valhajen är en häpnadsväckande åtta storleksordningar. Vissa riktigt gigantiska djur befolker jorden.

Är Bigger alltid bättre, eller kommer den lilla arv jorden?Valhajen, den största levande fisken. Foto av författaren

Dessa enorma skillnader i djurstorlekar har fascinerat biologer i mer än ett sekel. Och det finns enorma fördelar som kommer med att vara stora. Stora djur har en lättare tid att undvika rovdjur: några av de små gobiesna har en slitningsgrad till predation av mer än 6 procent per dag (!), medan valhajar lever i årtionden och är kända för att ha överlevt tigerhajattacker. Större djur kan också investera mer i reproduktion: medan en kvinnlig gobys kropp endast producerar små 250 små ägg per livstid för att kläcka in i larver, kan en kvinnlig valhaj föda ett par hundra fullt utvecklade hajpar under en livstid, var och en mer än hälften en meter i längd.

Och det finns fler fördelar med en stor kroppsstorlek: i stora varmblodiga djur är det enklare att upprätthålla en konstant kroppstemperatur på grund av deras bättre yt-till-volymförhållande. Och i stora växtätare leder den större volymen av tarmarna till effektivare jäsningsprocesser, som behövs för att bryta ner växtmaterial. Det lönar sig att vara stor.

Är Bigger alltid bättre, eller kommer den lilla arv jorden?Manta birostris, manta ray, världens största ray, som kan nå vinge spänner på upp till sju meter. Foto av författaren

Faktum är att många släkter av djur har ökat avsevärt under sin utveckling. Denna trend kallas Cope's regel, uppkallad efter den amerikanska paleontologen Edward Drinker Cope från 19th century. Framträdande exempel av linjer som följer Cope's regel är dinosaurier, som härrörde från en redan stor två meter lång reptil vid liv i mitten av Triassic (231 miljoner år sedan). Under de följande 165 miljoner åren utvecklades dinosaurerna till de största landdjuren någonsin, den Titanosaurs (upp till 37 meter långa), och den största landdräktaren någonsin, den mäktiga Tyrannosaurus rex.

Ett annat slående exempel är hvaler, valar och delfiner. Dessa sekundära marina däggdjur härstammar från en kattstorad amfibisk omnivore som roaming runt Indien 48 miljoner år sedan kallades indohyus. När de blev helt vattenlevande ökade valarernas storlek, med de gamla Basilosauridvalarna 41 miljoner år sedan redan upp till 25 meter långa. Storleksökningen av baleenvalar accelererades ytterligare under de senaste 10 miljoner år, och dagens blåval är det största djuret som någonsin bor, med vuxna uppnå längder upp till 30 meter och väger nära 200 ton.

GIven alla dessa fördelar med stora kroppsstorlekar, en uppenbar fråga att fråga är: varför är inte alla djurarter stora? En orsak är att arter av små djur ger upphov till nya arter snabbare. I en nyligen teoretisk studera tillsammans med Timothy Quimpo vid Filippinernas Universitet kopplade vi samman det välkända faktumet att små djur är mer talrika (det finns fler gobies än valhajar i havet) till insikten att större populationer ger upphov till nya arter - en process kallad specialisering - i snabbare takt. Därför kommer vissa djurarter att utvecklas mot större kroppsstorlekar (efter Cope's rule), men de återstående småarterna kommer att multiplicera mycket snabbare till nya småarter och därigenom hålla majoriteten av djurarter små.

Det är också värt att notera att "lagar" och "regler" i biologi är generellt mjukare än fysikens lagar, till vilka det inte finns några undantag. Undantag från Cope's regel utspelar sig definitivt, eftersom fördelarna med stora kroppsstorlekar är beroende av ekologiska eller anatomiska förhållanden. För exempel, de tidiga raderna av fåglar i Mesozoicen ökade inte i storlek; flygande är notoriskt svårare med en större kropp. Nordamerika sötvatten fiskar även minskade i storlek under utvecklingen, kanske på grund av deras invasion av mindre vattenkroppar.

En annan ekologisk situation som gynnar mindre kroppsstorlekar är massutrotning. Massutsläckningen i slutet av kriget är troligen orsakad av en meteoritpåverkan 66 för en miljon år sedan, som mörkade himlen, kyldes atmosfären och störde den ekologiska balansen på jorden. Eventen eliminerades dinosaurier som bodde på land och, med undantag för några fåblodiga krokodiler och sköldpaddor, överlevde inget landdjur större än 25 kilogram.

En tidigare massutrotning inträffade i slutet av den permermonochen 250 för en miljon år sedan, och renade en rekordprocent av djurarter på jorden - en beräknad 95 procent av marina arter försvann efter massiva vulkanutbrott radikalt förändrade planetens atmosfär. Den tidiga Triassic, strax efter denna massutrotning, var en märkligt tråkig tid när det gällde biologisk mångfald. Borta var Permians land-reptiler, som hade utvecklats till ko-storlek, och kontinenterna var främst befolkade av Lystrosaurs - hundstorlekta beakedreptiler. Denna eliminering av stora djurarter och överlevnaden hos små till medelstora djur är kallas "Lilliput-effekten".

Tyvärr är studien av massutrotning idag av mer än akademiskt intresse - vi lever i åldern av a Homo sapiens-made massutrotning. Eftersom vår art har lämnat sina afrikanska rötter har vi orsakat utrotning av andra arter, först som jägare, sedan efter jordbruksuppfinningen genom stora modifieringar av miljön. Och sedan starten av den industriella revolutionen om 200 år sedan har vi förändrat sammansättningen av planetens atmosfär genom att bränna stora mängder fossila bränslen. Detta har lett till globala klimatförändringar och förändrar ytterligare de ekologiska förhållandena för otaliga arter. Biologer diskuterar fortfarande om dessa förändringar redan är så dramatiska som de som inträffade under de föregående stora fem massutslagen - de är verkligen ganska dramatiska.

För att reflektera deras svårighetsgrad har namnet Anthropocene, den mänskliga åldern, föreslagits för den nuvarande geologiska epoken. Megafauna (djur tyngre än 25 kg) har lidit varhelst Homo sapiens gick: våra förhistoriska förfäder sannolikt spelade viktiga roller i att eliminera de jättegrunda jorderna i Nordamerika och de häststora wombatsna i Australien. Och idag fortsätter jakt och mänskligt förorsakad förändring av miljön att hålla trycket på, företrädesvis rikta stora djur över små. Ett särskilt dramatiskt exempel på denna trend är att Stellers havsko, en jätte släkting i dugongen, som tidigare var hemma i den arktiska Atlanten, Havskonen upptäcktes i 1741 och jagade till utrotning inom bara 27 år.Aeon räknare - ta inte bort

Om författaren

Klaus M Stiefel är en författare, neurovetenskaplig och forskningsledare med NeuroLinx Research Institute. Han är författare till Kamera och hjärna: Vad Visual Neuroscience kan lära fotografen (2016). Han bor i Filippinerna.

Denna artikel publicerades ursprungligen på aeon och har publicerats under Creative Commons.

relaterade böcker

{amazonWS: searchindex = Böcker; nyckelord = Klaus M Stiefel; maxresultat = 3}

enafarzh-CNzh-TWnltlfifrdehiiditjakomsnofaptruessvtrvi

följ InnerSelf på

facebook-icontwitter-iconrss-icon

Få det senaste via e-post

{Emailcloak = off}