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爬行動物的保留地:恐龍滅絕以後,哺乳動物至今未能征服淡水水對溫血的天生敵意鳄魚從未缺席生理耐受力是關鍵了不起的鳄魚

爬行動物曾經統治地球2.3億年,在侏羅紀和白垩紀的鼎盛時期,恐龍統治着地球,鳄魚在河流和湖泊上空擺動,翼龍在天空中翺翔,龍,蛇頸龍和龍在海中被命名。整個地球,土地和空氣都由動物統治,這是地質史上的第一次,也是迄今為止唯一一次。

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鳄魚是恐龍時代的主要淡水

在白垩紀末期,大約6600萬年前,一顆巨大的隕石來到地球,預示着爬行動物時代的結束。恐龍、翼龍和龍都在這場災難中滅絕,哺乳動物迅速崛起,成為新一代的霸主。然而,鳄魚并沒有一起滅絕,它們幸存下來并繼續緊緊抓住淡水,這成為爬行動物的"末代皇帝"和爬行動物的最後"儲備"。作為進化的先驅,哺乳動物的力量是毋庸置疑的,是淡水太特殊,還是鳄魚太強壯,為什麼哺乳動物無法獲得淡水?

<h1級"pgc-h-decimal"資料指數"01">水對溫血的天生敵意</h1>

我們注意到,不僅鳄魚在淡水中混合得很好,而且還有淡水龜,如短吻鳄龜,南美側頸龜和三足龜,以及大型淡水魚,如歐洲蛞蝓,達斯蒂亞裡,白鹳和湄公河巨人。總之,淡水食物鍊頂端是溫熱動物,哺乳動物找不到與它們競争的途徑,河馬、淡水海牛,還有江豚、海狸都是素食動物,雖然水獺吃肉,但鳄魚并不是重量級的。唯一的大型肉食者是淡水海豚,但它們隻有四個物種,分布相當有限。

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海灣鳄魚"洛龍":超過6米長,重量超過一噸

為什麼哺乳動物,尤其是大型食肉動物,在淡水中會枯萎這麼多?最容易想到的原因是水和空氣的不同自然特性。水的熱容量是空氣的三倍(即每升高或減少一攝氏度,它吸收或釋放的熱量是空氣的三倍),這意味着水具有比空氣更好的儲熱能力,并且水溫比溫度穩定。例如,在赤道,溫度在25攝氏度左右,在南極,溫度低至-50攝氏度,深水的溫度保持在0到3攝氏度。溫度變化動物與環境溫度一緻,生活在水中避免暴露在極端或低溫下,并在生理高峰期長時間移動。

另一方面,這也意味着水比空氣更導熱,熱生物在水中失去熱量的速度更快。恒定的動物在任何環境中都能保持較高的體溫,當我們在水中時,我們必須支付三倍的能量來維持它們。

在陸地上,恒溫哺乳動物可以利用這一優勢:我們可以快速移動我們沉重的身體,這會耗盡大型爬行動物;我們可以在任何溫度下保持活躍,白天和黑夜或冬季和夏季,爬行動物在低溫下移動的能力大大降低。但當我們下水時,這些優點變成了缺點,僅保持體溫就會使我們耗盡能量。

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亞馬遜的淡水海牛

然而,水對溫血的自然敵意并不能阻止哺乳動物征服世界,正如我們在海洋中看到的那樣。目前大約有130種海洋哺乳動物和80種海洋爬行動物生活在海洋中,它們看起來大緻相同,但數量和參與生态系統。

鲸魚和海豚,鳍,海獺和海牛是130種甚至不适應海洋的海獸之一,包括今天占主導地位的虎鲸和最大的動物藍鲸。80種登海者中有70多種是海蛇,除了海鬣蜥和7種海龜外,隻占據狹窄的生态位置。

為了減少熱量損失和維持體溫的成本,水生哺乳動物有辦法。鲸魚,海牛和河馬被厚厚的皮膚和脂肪層隔絕,淡水海牛和河馬隻生活在熱帶地區。水獺以其充滿空氣和油脂的毛皮保暖,它每天梳理以保持防水性能,同時增加新陳代謝率,增加產熱量,淡水蛞蝓新陳代謝率是同大小離陸捕食者的1.5倍,海獺是海獺的3.5倍。

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"長江女神"白鼠海豚

是以,僅靠水環境的不友好性質并不能阻止哺乳動物的欺騙,哺乳動物已經征服了水,就像梅斯利維坦鲸(一種生活在梅索利特人的古代抹香鲸,有史以來最強大的海洋捕食者之一)和虎鲸在海洋中所做的那樣。

< h1級""pgc-h-decimal"資料索引"02">鳄魚從未缺席過</h1>

回顧進化史,哺乳動物出現在2.25億年前的三疊紀晚期,被恐龍壓制了1.6億年,到白垩紀末期的災難發生時,它們仍然是夜間活動的,老鼠大小的食蟲動物。以土地為主的恐龍已經被災難消滅了,這些小家夥抓住恐龍釋放的生态位是沒有問題的,但從鳄魚手中奪取淡水霸權是另一回事。

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恐龍時代

地球上的食物鍊可以概括為兩大類:基于綠色植物光合作用的綠色食物鍊,以及基于死亡有機物并且在短期内不依賴于光合作用的棕色食物鍊。陸地和淺層生态系統都以綠色食物鍊為主,而棕色食物鍊占淡水的很大一部分,而深海幾乎完全是棕色的。

白垩紀末期是由外星人造成的,升起的塵埃覆寫了天空,不知道多少年,光合作用幾乎停止了,基于綠色食物鍊的崩潰,導緻陸地和淺海的頂級捕食者恐龍和龍滅絕。然而,在綠色食物鍊崩潰很久之後,大量死亡的有機物仍然被沖入河中,棕色食物鍊一直保持着,喂養着一些小魚和螃蟹,鳄魚依靠這些來支援新一代的曙光。

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恐龍時代的鳄魚:皇帝的肌肉鳄魚,可長達10米

恐龍滅絕後,哺乳動物花了2000萬年的時間才擊敗爬行動物和鳥類,這些爬行動物和鳥類也掠奪了生态遺址,成為這片土地的唯一主人,而鳄魚則保留了6600萬年的淡水。

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淡水生态系統由于生産力低、環境不穩定、孤立程度高,不适合大型生物的長期繁殖。

首先是生産率低。假設熱帶雨林機關面積初級生産力(植物産量)為100,溫帶草原為50,淡水隻有10左右,水生植物産量低于陸地。浮遊植物由于水的不穩定性而随時漂浮在水中,而地球則為植物的生長和繁殖提供了堅實可靠的基礎。植物作為生産者,決定了整個生态系統的物種豐度。具有高代謝率和高流動性的哺乳動物在食物豐富的環境中占主導地位,而食物匮乏的環境相對适合代謝率低的爬行動物。

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吃短吻鳄的魚

然而,生産力低下絕不是淡水中缺乏大型哺乳動物的主要原因。淡水植物的産量雖然很低,但仍然高于海洋,熱帶海洋的主要生産力僅為淡水的一半到三分之二。這是因為淡水生物死亡後,遺骸被細菌和真菌分解,可以作為營養物質喂養植物,類似于陸地,而海洋生物的遺骸落到海底,浮遊植物根本無法吸收。

二是環境不穩定。與陸地和海洋相比,淡水環境極不穩定,洪水、幹旱和水質差是司空見慣的。是以,與陸地和海洋生物相比,淡水生物特别容易受到食物損失的影響。過去幾千年來,河流和湖泊可能會發生很大變化,以中國為例,近幾千年來,黃河經曆了26次改道,古代水雲夢的消失。幾千年對于人類來說是一個漫長的時間,對于生物進化來說隻是一個瞬間,陸地和海洋雖然由于闆塊漂移而變化,但在百萬年的時間尺度上是相對穩定的。

最後但并非最不重要的一點是,淡水系統的高度隔離。陸地和海洋并不總是那麼穩定,但它們是連續的,而淡水則被陸地和海洋隔離和隔開。陸地上的環境越來越糟,動物可以移動到其他地方。海洋動物更容易遷徙,因為世界海洋是互相聯系的,遊泳比跑步更省力。

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塞倫蓋蒂的大遷徙

例如,每年5月至9月,坦尚尼亞塞倫蓋蒂草原的旱季,枯萎的草地和成千上萬的斑馬和羚羊遷徙到肯亞的馬賽馬拉保護區,然後在10月傳回雨季。受洋流上升的影響,南極水域營養豐富,浮遊生物茁壯成長,每年夏天都會吸引大量鲸魚和海豹作為食物。

相反,一旦河流和湖泊消失,裡面的生物就會被摧毀。在三大系統中,淡水仍然是最有可能在短時間内發生重大變化的。

由于這些原因,大型動物必須具備兩項技能才能在淡水中長期生存:遷移到避風港的能力,以及對抗饑餓或開發新食物資源的能力。

除了海牛和海豚,淡水哺乳動物還有跨陸遷徙的能力,淡水海牛和海豚可以在河流的河口避難,它們隻生活在最穩定的河流——亞馬遜河、長江等。河馬和海牛的代謝率異常低,例如河馬隻需要相同大小的純陸地食草動物(犀牛)的一半來滿足需求。水獺是高度機會主義的捕食者,除了魚,蝦和螃蟹外,還以青蛙,鳥類和齧齒動物為食。

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尼羅河鳄魚

然而,正是我們今天的主角鳄魚将這兩種技能結合到了極緻。鳄魚可以穿越陸地,在海裡長途跋涉,并且比任何其他水生哺乳動物更有能力遷徙。如果他們在任何地方都找不到水,他們有最後一個技巧要照顧,就是在河底的淤泥上挖洞(有時深達8-10米!),在山洞裡等着雨來臨。

作為溫暖的爬行動物,鳄魚的新陳代謝率低,隻需要少量的食物就能長期生存,這在大型哺乳動物中是無法獲得的。成年鳄魚可以在泥濘中停留數月而不進食或飲水,也不會餓死。這種非凡的生理耐受性是鳄魚征服淡水的關鍵。

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澤鳄

現在回答為什麼淡水中缺乏大型食肉動物。河馬和海牛為了适應淡水生活而降低其代謝率非常低,但它們是食草動物,食物很容易獲得,食肉動物必須像水獺一樣保持較高的代謝率才能捕獲魚和蝦蟹,并考慮到體溫的維持。淡水中的食物稀缺且不穩定,是以難以喂養大型捕食者。

結果,哺乳動物花了6600萬年的時間未能從鳄魚身上擷取淡水。在進化史上,至少有兩次嘗試擴充到淡水:鲸魚和食肉動物。最終,鲸魚選擇去海洋,而食肉水獺選擇小型化。

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蛞蝓正在釣魚

< h1級""pgc-h-decimal"資料索引"04">大鳄魚</h1>

鳄魚遠比人們想象的要引人注目,鳄魚是一種古老的生物,它已經進化出對淡水的适應性到了極緻。鳄魚也試圖擴充到更廣闊的空間,進化成海洋和陸地栖息的鳄魚,但失敗了。同樣,沒有動物可以在淡水中與鳄魚競争。自三疊紀末期以來,鳄魚一直是淡水霸主,當時它們已經滅絕,現在已經有2億年的曆史了。

哺乳動物統治陸地隻有數千萬年,如果從視覺的角度來看,它們已經改變了幾波霸主,從蹄子到齒獸再到食肉動物,再到現在的靈長類動物(人類)。在地質史上,從來沒有一種超級用途的動物能夠統治一方2億年,鳄魚創造了奇迹。雖然蜻蜓、蟑螂和蠍子已經存在了3億年,但它們都是存在感很低的小動物,鳄魚是教會中占主導地位的一方!

如果考慮到人類,哺乳動物最終會征服淡水。自20世紀以來,由于不分青紅皂白的殺戮,栖息地破壞和鳄魚皮貿易,2億年的淡水霸主一直處于絕望的困境中,各種鳄魚,包括奧裡諾科,古巴,暹羅,鳄魚和鳄魚,現在都處于極度瀕危狀态。

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鳄魚

大型貓科動物隻有300萬年的曆史,鳄魚已經是淡水皇帝2億年了。但事實上,由于它的外表,鳄魚早已受到人們世俗的偏見,有人看到老虎狩獵鏡頭對老虎的美貌和力量感歎,看到鳄魚狩獵的殘酷,甚至詛咒鳄魚滅絕。鳄魚需要人類的關注、了解和保護。