大象的大與老鼠的小-視野
莊子曾說,夏蟲不可以語于冰者,篤于時也。把這個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10萬倍;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。從這個意義來看,大象與老鼠的大與小是顯而易見的,其實,這也是進化中的大與小的問題。
☆大象與老鼠的時間異同★
生物進化首先表現(xiàn)在生命時間上的不同,大的動物可能活得更長,小的動物則活得較短。從這點來看,大象與老鼠確實有不同,但是它們的某些時間又是相同的。所有哺乳動物的時間首先與體重掛鉤,它們的基本關系是,生物時間與體重的1/4次方成正比。
以哺乳動物做事的時間來看,體重越重的動物,做事情花費的時間就越多,所以大象的動作笨拙而緩慢,老鼠的動作靈敏而快捷。大象孕育胎兒的時間為18個月~22個月,大約是其體重的1/4次方;老鼠的孕期約為1個月,胎兒在母體內(nèi)的時間大約也是其體重的1/4次方。不僅如此,動物性成熟的時間、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間不同的原因。因為,壽命是由生物周期來決定的,生物周期又是根據(jù)生物的體重來決定的。因此,體重越大的動物,生命循環(huán)(包括各種生理活動循環(huán))一次的時間較長,因而壽命就較長。老鼠這種體重較輕的動物壽命就會較短。
但是,無論動物的大與小,在時間的某些方面它們又有驚人的相似性。而這個時間則是動態(tài)的,主要是動物器官總的運動次數(shù)。例如,如果把動物的任意兩個與時間有關的現(xiàn)象相除的話,這種時間就會很相似,而與動物的體重無關。如果用心跳間隔除以呼吸間隔,在每次呼吸間隔里,心臟會跳動4次。無論是大象還是老鼠,這種器官的活動時間是相同的。而且,用壽命除以心跳間隔,每種哺乳動物一生的心跳都是約20億次。只不過,大象可以活100年,它在單位時間內(nèi)的心跳較為緩慢;而老鼠只活約2年,它在單位時間內(nèi)的心跳次數(shù)則會較多。
☆細胞大小的異同★
我們都知道,生物的基本組成要素是細胞,再由細胞形成組織和器官,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10萬倍,那么,它們身體和器官的組成要素——細胞也許會有較大的差異,當然是大象的細胞大,而老鼠的細胞小。
如果以此來推斷,就有點想當然了。其實,大象的細胞與老鼠的細胞都差不多一樣大,細胞的直徑一般為10微米。不僅如此,各種動物的各種細胞大小也都基本一致,即大象的心臟細胞與老鼠的心臟細胞差不多一樣大,大象的大腦細胞也與小鼠的大腦細胞差不多一樣大。大象之所以大,是因為細胞特別多;老鼠特別小是因為細胞特別少。大象之所以大是因其器官大,而器官的大是由細胞的數(shù)量來決定,與細胞的數(shù)量成正比,而與細胞的大小無關。所以,這種現(xiàn)象也稱為“細胞體積的守恒定律”。
☆定向進化有爭議★
動物的大與小既有優(yōu)點,也有劣勢,大象和老鼠就是典型的例子:
一般而言,動物體型變大有多種優(yōu)勢,所以有人認為自然界有向大型物體方向定向進化的趨勢,原因在于大型動物,如大象有諸多小型動物所沒有的優(yōu)勢。例如,體型越大的動物越能耐受饑餓,因為當它們饑餓時可以消耗體內(nèi)貯存的脂肪。
如上面所說,大象之所以大是因為組成其身體的細胞數(shù)量之多,其他大型動物也是如此。由于細胞數(shù)量多,大型動物就能夠把多余的細胞用于新機能的開發(fā)。此外,大型動物的代謝率低于基準水平,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,動物的體型大也意味著強大,這是由其奔跑的速度和力量的強大所決定的,它們在生物圈中的競爭優(yōu)勢很明顯。在美國熱帶草原上,動物的喝水就是根據(jù)體型的大小來劃分先后的。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,而老鼠的生存能力差。而且,如果體型大是一件好事的話,自然界的進化就會呈現(xiàn)定向進化——世界上將來只會剩下大型動物,如大象,不會有小動物,如老鼠。但是,現(xiàn)實的情況并非如此,將來的情況也并非如此。
其實,現(xiàn)在地球上活得很好的動物也有很多小型動物,如老鼠,而且其數(shù)量和種群是大型動物,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物的特點。小型動物的數(shù)量多、壽命短,在短時間內(nèi)發(fā)生變異并產(chǎn)生新物種的幾率更大。同時,由于小型動物數(shù)量多,留下后代的幾率很大,它們以靈活機動而著稱,也更適應環(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。