渺小似乎是進(jìn)化成功的秘訣

從進(jìn)化的角度來看，小似乎確實(shí)很美。

這最大的恐龍,翼龍和哺乳動(dòng)物可能看起來令人印象深刻，但這些巨人的數(shù)量遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過微觀細(xì)菌以及單細(xì)胞藻類和真菌。小生物也很古老，而且非常有彈性。

單細(xì)胞生物的第一個(gè)證據(jù)可以追溯到大約38億年前，不久之后，新形成的地球冷卻到足以容納有機(jī)生命出現(xiàn)。多細(xì)胞動(dòng)物進(jìn)化不到十億年前，更大、更復(fù)雜的動(dòng)物出現(xiàn)了一點(diǎn)五億年前.

在地球歷史的大部分時(shí)間里，這顆行星一直由不超過一根人類頭發(fā)直徑的生物所主導(dǎo)。

大型動(dòng)物往往會(huì)采取更長的成長和成熟，所以它們的繁殖速度更慢。而小鼠的生成時(shí)間很短（新生兒長大和分娩需要多長時(shí)間）約12周，大象走得更近25 歲.

大型物種傾向于進(jìn)化速度更慢并且可能不太能夠應(yīng)對(duì)物理和生物環(huán)境的長期變化。較大的生物也傾向于在大規(guī)模滅絕事件中情況更糟.

沒有什么比家貓更大的了小行星消滅了恐龍6600萬年前。

非常大需要更多的專業(yè)化和更慢的繁殖，這兩者都減少了在環(huán)境動(dòng)蕩中幸存下來的機(jī)會(huì)。例如，較大的脊椎動(dòng)物需要不成比例的更厚的骨骼和更大的肌肉。大象大小的鼩鼱如果試圖走路，很快就會(huì)折斷腿。

因此，許多動(dòng)物群體出現(xiàn)也就不足為奇了起源于相對(duì)較小的尺寸，最早的分支代表通常很小。

有翅昆蟲的姊妹組包括分鐘彈尾（大多小于 6 毫米），而微觀緩步動(dòng)物或“水熊蟲”是節(jié)肢動(dòng)物（包括蜘蛛和甲殼類動(dòng)物）和天鵝絨蠕蟲的姊妹群。

最早的哺乳動(dòng)物和一些最早的恐龍（如Eoraptor不到兩米長）與它們后來的、通常是巨大的表親相比也相對(duì)較小。

為什么要變大呢？

做大有很多好處。較大的尺寸可能更容易躲避捕食者（大象和鯨魚除了人類之外幾乎沒有敵人），狩獵獵物，勝過對(duì)手，忍受暫時(shí)的困難。

較大的生物也往往更善于保存熱量（因?yàn)樗鼈兊谋砻娣e相對(duì)較?。┖透?a>智能潛力.

但科學(xué)家認(rèn)為，這是有上限的細(xì)胞大小.這細(xì)胞分裂的力學(xué)在非常小和非常大的尺寸下分解。所有生物還必須與普遍的物理約束作斗爭，例如伽利略·伽利萊.較大的細(xì)胞往往具有較小的單位體積表面積。

這意味著自然運(yùn)動(dòng)（擴(kuò)散）的氣體分子、營養(yǎng)物質(zhì)和廢物進(jìn)出細(xì)胞，不足以在沒有運(yùn)輸系統(tǒng)的情況下保持運(yùn)轉(zhuǎn)。這些分子還可以在更大的細(xì)胞中進(jìn)一步傳播。

因此，建立一個(gè)更大的有機(jī)體涉及兩件事。首先，對(duì)大量細(xì)胞進(jìn)行分組，以便它們可以一起工作.第二，制造不同的細(xì)胞專門針對(duì)不同的工作– 包括結(jié)構(gòu)支持、消化食物以及移動(dòng)氧氣和二氧化碳等物質(zhì)。

另一種選擇是變得平坦或線狀（如馬鬃蟲）或薄而扁平（如扁蟲）。這些動(dòng)物不需要內(nèi)部運(yùn)輸系統(tǒng)，因?yàn)樗鼈兊募?xì)胞（或其內(nèi)容物）都遠(yuǎn)離周圍的空氣或水。

古生物學(xué)家愛德華·科普（1840-1897）提出所有譜系中的個(gè)體都傾向于隨著進(jìn)化時(shí)間的增加而增加。雖然這在統(tǒng)計(jì)學(xué)意義上是正確的，但有許多例外，而大規(guī)模滅絕事件通常會(huì)將事物重置到光譜的較小一端。

繪制幾乎任何主要?jiǎng)游锶旱拇笮》植紙D，你會(huì)發(fā)現(xiàn)一個(gè)驚人的正偏差：大多數(shù)物種比其親本群體中的最大尺寸更接近最小尺寸，而大型物種相對(duì)較少。

例如，昆蟲的種類（約500萬種）比所有其他動(dòng)物的總和還要多，這使它們可以說是地球上最成功的動(dòng)物群體。

大多數(shù)昆蟲是甲蟲，具有平均體長在6mm左右.巨人如大力神（長17厘米）和象（13厘米長）甲蟲極為罕見。

小尺寸使動(dòng)物能夠生活在更多樣化的生態(tài)位中，并更精細(xì)地分配資源，將更多的物種和個(gè)體打包到同一個(gè)棲息地空間中。昆蟲是這種策略的主人。

溫順的人將繼承地球 - 甚至更遠(yuǎn)的地方

盡管生物體有進(jìn)化到更大尺寸的趨勢，但最簡單和最小的生物體仍然具有許多大型生物體所缺乏的不可思議的能力。

這些矮小的“極端微生物”中有許多可以在消滅大多數(shù)其他生命形式的環(huán)境中生存。

一些古細(xì)菌（沒有細(xì)胞核的單細(xì)胞生物）可以承受超過200°C的溫度深海噴口，而其他物種可以在高鹽、酸和堿濃度.

同樣，小動(dòng)物緩步動(dòng)物可以承受之間的溫度150°C 和 -200°C這空間真空，干燥數(shù)十年，以及輻射劑量殺死一個(gè)人所需的 1,000 倍。

甚至還有微小的線蟲能夠生活在下面兩英里的堅(jiān)硬巖石.

一些科學(xué)家認(rèn)為微生物可以生存星際之旅隕石內(nèi)部。科學(xué)家還認(rèn)為我們發(fā)現(xiàn)的任何生命太陽系的其他地方可能與地球上的生命有著共同的起源——從小處著手。

馬修·威爾斯，米爾納進(jìn)化中心進(jìn)化古生物學(xué)教授，巴斯大學(xué)和蒂姆·洛克，生物學(xué)博士候選人，巴斯大學(xué)

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