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金剛最大的敵人不是人類,而是物理

金剛最大的敵人不是人類,而是物理



電影《金剛:骷髏島》官方劇照(圖片來源:豆瓣電影)

編譯:劉小鷗


最近,隨著電影《金剛:骷髏島》的熱映,龐然大物「金剛」又一次進入人們視野。根據維基百科統計[1],這已經是「金剛」形象第八次出現電影作品中。80多年來,這隻巨型大猩猩不厭其煩地爬上帝國大廈,摧毀飛機無數,在日本戰勝過哥斯拉,甚至和美女金剛Lady Kong私奔生子過。並且按照傳奇影業的計劃,他還要在2020年再戰一次哥斯拉。


在此過程中,金剛身型大小的設定也多次變化。最新這部《金剛:骷髏島》的官方資料顯示,這座神秘島嶼的「島主」身高超過30米,是金剛史上之最。你是否擔心過,在地球某一處尚未探索的「處女地」,真的存在如此巨大的陸地生物?


重力與生物力學

科學可以打消你的顧慮。這隻龐然大物應該很難在現實中存活,主要原因就是重力與生物力學。


伽利略告訴我們,如果把一隻動物成比例放大,它的重量將呈立方增長,但其表面積僅呈兩倍增長——這就是著名的平方立方定律在生物學上的應用。而動物骨骼的橫截面積決定著骨骼的支撐作用。所以動物長得越大,骨骼所需承受的自身重量就越大。


平方立方定律(Cubic-squarelaw)


著名的描述比例的定律,1638年由伽利略首次提出,被廣泛應用於各科學領域。數學上可表示為[2]


l、A與V分別代表長度、面積與體積,下標1與2分別表示成比例改變前後。

這也是為什麼那些躲在牆角把你嚇一跳的長腿蜘蛛通常只有那麼小的原因。影片里的巨型蜘蛛如果放在現實中,它們的大長腿很可能已經被身體的重量壓得粉碎。體型巨大的動物相應地也需要更大、更粗壯的肢體來支撐自己,因此陸地上的生物幾乎不可能超過100噸。


「金剛」則是將體重接近200千克的西部大猩猩放大了20倍,這在物理上是行不通的。這個「放大版」的骨骼與肌肉並不能承受他的體重。他可能根本不能轉身,或許早就會被自己的體重壓趴下,更不用說打下直升機了。


地球上的大塊頭們


陸地上現存的最大哺乳動物是非洲象,當然比金剛小得多。它們身高可超過3米,重量超過5噸。而在遙遠的過去,陸地生物可能長得更大。著名的泰坦巨龍(Titanosaur)重約80噸,是非洲象的10多倍(但和金剛比起來還是小不點)。


恐龍之所以能長那麼大,是因為它們是冷血的爬行動物。和它們相比,溫血的哺乳動物要想維持體溫與新陳代謝,需要的能量可能要超過同等體重冷血動物的10倍,這就使哺乳動物很難變得更大。

現存最大的動物並不在陸地上。藍鯨是目前已知的最大生物,體長超過30米,重達200噸,比恐龍都大得多。因為水中的浮力分擔了部分骨骼與肌肉的負擔,使它們能夠突破陸地上的極限。古生態學家費麗薩·史密斯(Felisa Smith)介紹,理論上藍鯨應該能夠長得更大,生物學家認為,相比於體型,它們的妊娠期偏短(僅11個月),這限制了它們的大小。


同理,生活在重力比地球更小的行星上的陸地生物,也應該會更大。


食物同樣重要


除此之外,限制動物體型的另一重要因素是食物。金剛需要大量食物,除非美味的人類時不時就在骷髏島墜機,金剛可能很難靠島上的食物填飽肚子。

之前提到的兩種大傢伙——非洲象和藍鯨都有很大的覓食範圍。科學家早已通過各種間接證據推測,藍鯨為了覓食、生育每年遷徙數千公里。2015年,托雷斯-弗瑞茲(Torres-Florez)與團隊記錄下了首個南太平洋東部的藍鯨的遷徙目的地,成為藍鯨長途遷徙的直接證據[3]。此外,非洲象在缺乏食物的情況下每天能夠跋涉超過80千米[4]


相反,生存在島嶼環境的大型動物會因為食物來源較少而「侏儒化」。曾生活在地中海島嶼的滅絕種群歐洲矮象高度不足1米。這麼說來,骷髏島上的金剛是只「侏儒猩猩」才更合理。

金剛最大的敵人不是人類,而是物理



歐洲矮象骨架(圖片來源:Wikipedia)


長這麼大到底有什麼好?


既然大塊頭有這麼多限制,變大究竟有什麼好處?


從進化學的角度來說,在一些情況下,變大肯定有一定選擇優勢性,比如能夠更好地自我保護,而不易成為捕食者的盤中餐。當然話得分兩頭說,畢竟變大也可能意味著行動遲緩,因此動物體型很可能是個權衡利弊後的「折衷方案」。


另外,更大體型也可能意味著能獲得更多的食物。藍鯨巨大的鯨鬚齒片能夠過濾大量海水,它們每天能夠吞下成噸磷蝦。另一個進化選擇的典型例子就是長頸鹿,更高更大的長頸鹿吃到了其他動物夠不著的植物,成為進化中的勝利者。


從物理學的角度看,像金剛這麼大的生物在地球上幾乎不可能實際存在,這可能僅僅是好萊塢想像力的一次突破。但古生物學家喬納森·佩恩(Jonathan Payne)表示,他並不願意把話說絕,排除動物變得更大的所有可能。「永遠不能說永遠。生命總是在意想不到的地方給我們驚喜。每次我們認為生物做不到什麼,它往往會想盡辦法實現。」


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