蓝鲸如何成为地球上有史以来最大的生物
蓝鲸的舌头重量就和一头成年大象差不多。 图片来源：eco2drew / Getty Images
（化石网cnfossil.com）据《大众科学》（莎拉·菲利普）：想象你能想到的最大一头大象。现在再乘以30。那是一头蓝鲸的大小，是有史以来最大的动物。这些海洋哺乳动物体重可达33万磅，长度可超过100英尺，相当于波音737的长度。即使是最大的恐龙，体重也只有大约75吨，不到蓝鲸体重的一半。
但是什么导致蓝鲸长成如此惊人的体型呢？归根结底，就是生活在水中，并以一种叫磷虾的微小虾状生物为食。
重力的约束
在陆地上，哺乳动物能达到的最大体型受重力限制。大型陆生哺乳动物拥有巨大的骨骼、粗壮的血管和强壮的腿部来支撑它们的体重。
随着动物变大，它们的体重增长速度远快于骨骼的强度。在某个阶段，体型增加会导致特别大的动物的腿部在重力作用下塌陷。
在水中，重力没有同样的影响。相反，水的浮力有助于支撑水生哺乳动物的体重，这也是蓝鲸能达到巨大体型的关键因素。
能量的最佳点
但蓝鲸长得如此庞大的故事远不止于此。
路易斯安那大学拉斐特分校生物多样性教授克雷格·麦克莱恩对比了近7000只活体动物和化石，分析影响体型的因素。他发现水不仅能减弱重力，还能推动温血哺乳动物生长。
水比空气更快地将热量传导出体外，所以哺乳动物需要体型更大，否则无法保持温暖。与此同时，随着身体体积增大，驱动它们所需的能量也随之增加。
“我们发现水生哺乳动物会被吸引到最佳体型，这主要是因为能量权衡，”他说。它们的理想体型是在能量消耗与进食速度之间取得平衡。它不仅仅是变得尽可能大。 “'最佳平衡点'是指[能源]收入远远超过成本的水平。”水生哺乳动物只有在摄入足够多的食物以抵消更大体型需求时才能变得巨大。
大量捕食磷虾导致蓝鲸体型变大
蓝鲸之所以能长得比其他水生哺乳动物大得多，是因为它们以磷虾为食。
磷虾体长约2英寸，游动时会以密集的群体缓慢游动。为了利用这一点，蓝鲸发展出了巨大的嘴巴和皮肤下高度膨胀的喉囊，这样它们可以猛扑过去，一口吞下大量磷虾。它们一口能吃下多达794磅的磷虾。这相当于大约16台自动售货机。
囊袋由从下颌底部延伸到肚脐的深褶皱形成，形成一个可拉伸的口腔延伸部分，并膨胀以容纳如此大的进气口。
但扑向食物需要大量能量。NOAA渔业生态学家埃利奥特·哈岑说：“这种摄食策略只有在体型较大时才会显得有能量价值。”“蓝鲸能以微小猎物生存，因为它们发展出了自然界最高效的大批量摄食系统之一。”
为了测试它们进食的效率，斯坦福大学海洋学教授杰里米·戈德博根使用运动记录传感器测量了256头蓝鲸向猎物扑击时的游泳速度、潜水模式和加速度。
当戈德博根将每次冲刺的能量消耗与磷虾获得的能量进行建模时，他发现一口磷虾能给蓝鲸带来的能量是它们消耗的200多倍。这是一个非常值得称赞的回报。
蓝鲸天生就是为迁徙而生
但鲸鱼的体型不仅有助于觅食，还使它们能够长距离航行。磷虾只能在海洋的孤立区域大量出现，因此蓝鲸在觅食和繁殖地之间需行进数千英里。
它们庞大的身体意味着即使不进食，也能储存大量能量作为脂肪。所以即使蓝鲸消耗的能量比小型动物多，它们燃烧能量的速度也比体型小。这赋予它们更强的耐力。
流线型的外形还能减少阻力，使它们能以最小能量穿越海洋。
鲸鱼并非总是巨人
蓝鲸并非一直都这么大。化石记录显示，他们的祖先帕基切图斯是狼大小的陆地哺乳动物，体长仅三到六英尺。这位古代祖先实际上生活在陆地上，并在浅水域狩猎。
大约4000万年前，第一批鲸鱼出现在海洋中时，它们的体型也相对较小。例如，已知最早的鲸鱼之一Mystacodon selenensis只有大约13英尺长，大小大致与宽吻海豚相当。
然后，大约300万年前，海洋发生了变化。随着巨大的冰盖在地球上蔓延，气温下降，风向模式增强。这导致了上升流的增加，强风使富含养分的水从深海上升。额外的养分使磷虾聚集在沿海线密集成群，适合那些能大量觅食且能长途迁徙的动物。
“蓝鲸长大并不是因为它们能长大，”麦克莱恩说。“它们变大是因为海洋开始以奖励巨人的方式提供食物。”
鲸鱼会变得更大吗？
蓝鲸现在已经接近它们能长大的极限了。随着动物体型变大，心脏会更努力地将血液泵送到四肢，氧气输送变得更困难，繁殖速度也会减缓。
2019年一项研究中，研究人员使用小型心脏监测仪测量了一头蓝鲸的心率。鲸鱼潜水时无法呼吸，因此它们会放慢心跳以减少氧气消耗，延长潜水时间。在深潜过程中，鲸鱼的心率降至每分钟两下，这是维持重要器官生命所需的最低频率。
更大的蓝鲸也会需要更多的磷虾，最终能源成本会变得不可持续。他们无法摄入足够的磷虾来获得所需的能量。
“虽然海洋让鲸鱼比地球历史上任何陆地动物都大，但生物学和物理学很可能对它们进化的体型设定了上限，”哈岑说。
所以下次你看到有东西在波浪中移动时，不妨想想蓝鲸是如何变成巨人的：一个被冰改变的海洋，一个被水塑造的身体，以及以吞食微小磷虾为核心的觅食策略。这些因素共同造就了一种体型超过地球上其他所有生物的动物。
