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难以逃脱的孤岛诅咒,为什么岛屿动物总是最奇葩的?(视频/组图)

2019-01-31 来源: SME情报员 原文链接 评论6条

一说到“岛屿”二字,很多人首先想到的是热带天堂,椰林树影、水清沙幼。

但如果让你开启“上帝视角”,你一定会对岛屿上的动物感到惊奇。与大陆的生物相比,岛屿动物就总是以特殊的体型著称。

从矮化象、迷你变色龙、“霍比特人”,再到200斤的巨鼠,颠覆着想象。

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埃斯库多-德贝拉瓜斯岛上的侏三趾树懒,体型只有三趾树懒的40%,异常可爱

在过去,人类已发现孤立的岛屿像是一个魔咒。大多从大陆迁移到岛上的“居民”都未能逃脱,体型开始发生翻天覆地的变化。

而这也被称为“岛屿法则”(island rule),是进化生物学中的一种生态地理规则。总的来说,从大陆移居岛屿的动物中,大型动物有变小的趋势,小型动物则有变大的趋势。

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岛屿规则示意

其中,移居岛屿后体型变大的,被称为岛屿巨人症(Island gigantism)。

例如,西印度洋群岛的一类已灭绝的巨毛鼠(giant hutias),就是已知最大的啮齿类。它的体重可达到惊人的200公斤,与一头美洲黑熊相当。

而另外一个著名例子,便是毛里求斯岛的渡渡鸟。由于没有岛上缺乏掠食者,它们也演变成了体型庞大且不会飞的模样。

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渡渡鸟由于人类过度捕杀,卒于1681

与岛屿巨人症相反,移居岛屿后体型变小的情况,则被称为岛屿侏儒症(Insular dwarfism)。

最典型的例子,便是世界各地岛屿上多次被发现的矮化大象(dwarf elephant)。大象一向以大著称,但有的矮化大象却只能一头猪比大小。

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西西里岛上的矮化大象,一万年前灭绝

读过奥德赛的同学,应该对独眼巨人印象深刻。据猜测,独眼巨人的原型便是矮化大象。

2000年前,希腊人很可能就在地中海附近的岛屿上,挖到过矮化大象的遗骸。其头骨大小,差不多只有人类头骨的两倍大。

因为没有见过大象,希腊人便将其脑补成了独眼巨人,流言由此而生。

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独眼巨人形象与矮化大象头骨对比

而同样发生岛屿侏儒化的动物,还有矮化猛犸、小型河马、礁岛鹿等,它们统统都比大陆同胞小一号。

其中,最极端的岛屿侏儒化动物,莫过非洲马达加斯加东北部哈拉岛的迷你变色龙(Brookesia micra)。它是迄今为止已知的最小变色龙,最大的个头不过3厘米。

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迷你变色龙

值得注意的是,这种侏儒现象不仅发生在普通动物身上。就连我们人类自己,也难逃岛屿法则。流行文化中的小矮人并非空穴来风,“霍比特人”是真实地存在的。

弗洛勒斯岛的地理位置

在印度尼西亚有一座弗洛勒斯岛屿,其面积不过1.4万平方公里,和北京市面积差不多大。

但在这座小岛上,却曾住着一群弗洛勒斯人。它们同样被岛屿矮化所诅咒,身材非常矮小。

从9具已知化石估计,它们身高只有1米至1.1米之间,体重约25公斤。

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弗洛勒斯人与智人头骨对比

要知道,现代人的六岁小孩平均身高就已经高于1.1米了。这不由让人想起《指环王》中的霍比特人,所以弗洛勒斯人又名“霍比特人”。

从分类学上看来,弗洛勒斯人和我们一样都属于人属。所以,他们也是已知的体型最小的人类。

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弗洛勒斯人(左)、现代智人(中)、尼安德特人(右)

弗洛勒斯人的祖先是直立人。大约在20万年前或更早,直立人才来到弗洛勒斯岛上。

与大陆相比,岛上的资源非常有限,直立人经常因食物不足而饿肚子。长此以往,那些长得矮小的直立人,就因吃得少而拥有了更多的生存机会。于是,矮小的基因便一代一代地传下去,最后演化成了弗洛勒斯人。

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生物进化不止一次显示,一些奇怪的事会发生在岛上。而从弗洛勒斯岛上其他动物的体型变化,就可以感受岛屿法则的强大。当时的岛上还存在着一种弗洛勒斯剑齿象(Stegodon florensis),身高只有1.5米,体重不过800公斤。

弗洛勒斯剑齿象的大陆同胞,正是剑齿黄河象(Stegodon zdanskyi )。它们比非洲象还要威武雄壮,身高3.8米,重达12吨。

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根据岛上的化石,科学家也可以还原出这么一个有趣的情景——矮小的弗洛勒斯人,打造出了小一号的石器,再去猎杀体态迷你的弗洛勒斯剑齿象。

不过,你也别以为弗洛勒斯岛上的所有生物都会自动小一号,来搭配小一号的弗洛勒斯人。除了岛屿侏儒化,弗洛勒斯岛上的生物也会发生岛屿巨人化。

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所以那时候的弗洛勒斯人,还会遇到体型是普通褐家鼠的两倍大的弗洛勒斯巨鼠(Flores Giant Rat)。

因为缺乏天敌,它们甚至不会对人类产生任何恐惧。当然,弗洛勒斯巨鼠并不会威胁到弗洛勒斯人的生存。毕竟除了特定的类型的昆虫以外,弗洛勒斯巨鼠主要还是吃素的。反而是弗洛勒斯人,可能会认为弗洛勒斯巨鼠中暑了。

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弗洛勒斯巨鼠

而让弗洛勒斯人真正胆寒,应该是岛上一种巨大而且可怕的爬行动物——科莫多巨蜥。

科莫多巨蜥是今日地球上最大的陆生爬行动物,体长可达3米,体重80公斤。它们是食物链顶端的超级杀戮机器,能将野猪、鹿等大型哺乳动物直接拖入水中,偶尔还会攻击人类。

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不过需要补充的是,将科莫多巨蜥列入岛屿巨人化的影响是有争议的。

因为已有证据显示,与澳大利亚已经灭绝的亲戚相比,科莫多巨蜥的体型可要小得多。也就是说,现下地球上最凶猛的科莫多巨蜥,也有可能只是岛屿侏儒化影响下的小矮人。

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但对于弗洛勒斯人来说,矮化后的科莫多巨蜥已经足够吓人了。如果外出狩猎时不注意,很可能就会成为科莫多巨蜥的盘中餐。

除此之外,弗洛勒斯岛上还有身高达1.8米的秃鹳。这些贪婪的大鸟,或许就对弗洛勒斯小矮人虎视眈眈。

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于是便有人画了这么一幅图,比例有些失调

岛屿是神奇的,这类“变大变小”的现象,是非常普遍的。以至于发现体型异常的生物时,科学家总是第一时间联想到“岛屿”二字。

那么,究竟是什么因素促使动物在岛屿上改变体型?多年来,科学家也一直想要概括岛屿规则的普遍本质,试图解开谜底。

而第一次尝试解释这种现象的人,是一位名为福斯特(J. Bristol Foster)的生物学家。 所以,该生态地理规则也叫“福特斯法则”。

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福斯特(J. Bristol Foster)

1964年,他的论文中就将116中岛屿物种与其大陆品种进行了比较,并绘制成表。在这篇名为"哺乳动物在岛屿上的演化"(The evolution of mammals on islands)的论文中,福斯特揭示了一些有趣的趋势。新到岛屿的“居民”中,啮齿类动物,会倾向于岛屿巨大化。而食肉动物、兔类动物和偶蹄动物,则倾向于出现矮化现象。总的来说,岛屿哺乳动物中大的在变小,小的在变大。

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对此,福斯特也给出的一些试探性的解释。

岛屿的物种数量远少于大陆,掠食者和竞争者的数量也会相应减少。这对体型小的啮齿动物来说,似乎是有优势的。因缺乏掠食者,它们始终能拥有较为充足的食物资源,并能很好地控制其出生率。

但河马、鹿以及其他一些大型动物就做不到这点了。动物少也意味着,岛屿食物资源的缺乏,很可能会饿肚子。因此,种群中的小个子成员反而有了更高的存活率,并开始影响到整个种群的。一代接着一代地演化,它们的体型也变得越来越小。

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福斯特的论文很简单,但在当时却激起了科学界的浓烈兴趣。在这之后,人们对岛屿生物进行了更广泛研究,岛屿法则也一点点被补充说明。

事实上,无论大体积与小体积都有各自内在的优势。这是两种不同的策略。大型生物有更广泛的食物选择范围,也更容易控制其它物种。而另一方面,小型生物需要的资源更少,育种周期更短且适应更快。

所以,在各方面都受到限制的岛屿生态环境中,这些因素都很重要,影响力非凡。后来的研究也发现,岛屿动物的体型变化的速度确实是惊人的。
在距离法国海岸24千米处,有一座泽西岛。大约6000年前,红鹿来到此到便与大陆完全隔绝。结果在这短短几千年的时间内,岛上红鹿的体型比大陆同胞就缩水了六分之一。

而化石记录表明,让一个身高4米的大象种群矮化到1米左右,只需要短短5000年的时间。

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泽西岛红鹿

尽管相对于体型变小来说,想要体型变大需要的时间更长。但总体来说,岛屿物种的演化速度,要比大陆物种快得多。

此外,岛屿动物还可能存在着某种形体尺寸定律。也就是说,如果移居岛屿的动物大于一定的比例尺寸,就会小型化发展;小于这个比例尺寸,就会朝大型化发展。

例如已有研究指出,就算是啮齿动物也适应最原始版本的岛屿规则——小的变大,大的变小。当它们在大陆的原始尺寸小于253克,啮齿类就会在岛上逐渐变大。而大于253克的啮齿类,体型则会逐渐变小,如海狸、土拨鼠、松鼠和仓鼠等。

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不过需要注意的是,岛屿规则只是进化的普遍模式,但并非绝对的硬法则。岛屿上的环境由许多不同的因素组成,如岛屿面积、气候、自然历史、栖息地、生物关系等。这些因素,也会在一定程度上影响着岛屿动物的体型。

例如1978年,泰德·凯斯就提到这么一个有别于“岛屿规则”的有趣例子。同类型动物在一座岛屿上,有的出现巨化现象,有的却出现了矮化现象。

安赫尔德拉瓜达岛上有两种响尾蛇,C.mitchelli响尾蛇的体型是C.ruber响尾蛇的两倍大。但在墨西哥附近的情况却刚好相反,后者的体型几乎是前者的两倍。

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C.mitchelli响尾蛇

通过长期研究观察,泰德·凯斯得出的结论是:C.mitchelli响尾蛇与其大陆祖先的分化时间,比C.ruber响尾蛇要早得多。

为了更大限度地利用岛上资源,C.mitchelli响尾蛇迅速抢占了岛上空缺的生态位,开始走向大型化。但C.ruber响尾蛇,来的就比较迟了。所以当它到达这座岛屿时,往大体型发展的生态位已经被抢占完毕了。因此,C.ruber响尾蛇换了个方向,反而超小型化发展。

岛屿生态系统,是特殊的。这种环境最重要的贡献之一,便是给了我们更丰富多彩的动物。但同样需要警惕的是,岛屿物种也更容易受到人类影响而灭绝的物种。在现代,我们需要确保的正是此类悲剧,不让类似渡渡鸟的灭绝再次发生。

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最新评论(6)
熊爸
熊爸 2019-01-31 回复
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Down2earth
Down2earth 2019-01-31 回复
一下想起人类简史里说的 弗洛勒斯人
XingLinNY1988
XingLinNY1988 2019-01-31 回复
想起方舟子的一篇科普文章《矮象与硕鼠》。最后一段尤其是印象深刻:人类的文化进化其实也存在类似的“岛屿法则”。对人类社会来说,“岛屿”并不一定是地理意义上的。开放的岛国可以包容世界,自我封闭的大陆国家却是文化的岛屿。一个国家如果闭关锁国成了世界的孤岛,那由于缺乏来自外部的竞争压力和文化交流,也会很快地让伟人矮化,鼠辈巨化。这样的国家,会一时成为“矮象”和“硕鼠”的天堂。但是不论是可爱的矮象还是可怕的
颖_s
颖_s 2019-01-31 回复
华农兄弟的祖先
我爱mumumumumua
我爱mumumumumua 2019-01-31 回复
没办法,渡渡鸟估计也是中暑了


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