Vô địch nhỏ bé; một con cá bống thuộc chi Eviota. Hình ảnh lịch sự Koichi Shibukawa

Khi tôi lặn biển ở vịnh Oslob ngoài khơi đảo Cebu ở Philippines, tôi thấy một cái bóng nhỏ xíu phóng lên trên bề mặt của khối san hô hình cầu - một con cá nhỏ, một con cá bống tượng Eviota, trong số các động vật có xương sống nhỏ nhất tồn tại, chỉ dài khoảng một cm và nhỏ hơn 1 / 10th của một ánh sáng gramme. Nó nhỏ hơn tôi một triệu lần, với cùng một cơ thể động vật có xương sống cơ bản: tủy sống, xương sọ, não, thận và gan. Ngoại trừ mang và phổi, con cá nhỏ và tôi chia sẻ các bộ phận cơ thể tương tự, chỉ ở một kích thước rất khác nhau.

Nhưng nhìn vào cá bống không phải là lý do tại sao tôi đến Oslob. Tôi rời khỏi khối san hô và bơi về phía bờ khi Mặt trời tối dần - không phải vì mây mà đúng hơn là một con cá thực sự khổng lồ bơi ngay trên tôi. Đó là những gì tôi đã hy vọng nhìn thấy: một con cá mập voi, Đại tiện đánh máy, cá sống lớn nhất. Người lớn có trọng lượng lên tới hàng tấn 34, gấp nhiều lần so với 300 của tôi. Sự khác biệt về trọng lượng giữa cá bống nhỏ và cá mập voi là tám bậc độ đáng kinh ngạc. Một số động vật thực sự khổng lồ cư trú trên Trái đất.

Cá mập voi, loài cá sống lớn nhất. Ảnh của tác giả

Những chênh lệch lớn về kích thước động vật đã mê hoặc các nhà sinh học trong hơn một thế kỷ. Và có những lợi thế to lớn đi kèm với việc lớn. Những động vật lớn có thời gian dễ dàng hơn để tránh những kẻ săn mồi: một số cá bống nhỏ có tỷ lệ tiêu hao nhiều hơn so với săn mồi 6 phần trăm mỗi ngày (!), trong khi cá mập voi sống hàng thập kỷ và được biết là đã sống sót sau các cuộc tấn công của cá mập hổ. Những động vật lớn hơn cũng có thể đầu tư nhiều hơn vào sinh sản: trong khi cơ thể cá bống cái chỉ tạo ra khoảng những quả trứng nhỏ bé 250 mỗi đời để nở thành ấu trùng, một con cá mập voi cái có thể sinh ra vài trăm con cá mập phát triển đầy đủ trong một đời, mỗi con hơn một nửa một mét chiều dài.

Và có nhiều lợi thế hơn đối với kích thước cơ thể lớn: ở động vật máu nóng lớn, việc duy trì nhiệt độ cơ thể ổn định sẽ dễ dàng hơn do tỷ lệ bề mặt trên thể tích tốt hơn của chúng. Và ở động vật ăn cỏ lớn, khối lượng lớn hơn của ruột dẫn đến các quá trình lên men hiệu quả hơn, cần thiết để phá vỡ nguyên liệu thực vật. Nó trả tiền để được lớn.

Manta birostris, tia manta, tia lớn nhất thế giới, có thể vươn tới các sải cánh dài tới bảy mét. Ảnh của tác giả

Thật vậy, nhiều dòng dõi của động vật đã tăng kích thước rất lớn trong quá trình tiến hóa của chúng. Xu hướng này được gọi là Quy tắc đối phó, được đặt theo tên của nhà nghiên cứu cổ sinh học người Mỹ thế kỷ 19. Nổi bật ví dụ dòng dõi theo sự thống trị của đối thủ là loài khủng long, có nguồn gốc từ một loài bò sát dài hai mét đã tồn tại ở giữa kỷ Trias (231 triệu năm trước). Trong những triệu năm sau 165, khủng long đã phát triển thành động vật trên cạn lớn nhất từ ​​trước đến nay, Titanizard (dài tới 37 mét) và là loài săn mồi trên cạn lớn nhất từ ​​trước đến nay, hùng mạnh Tyrannosaurus rex.

Một ví dụ nổi bật khác là cetaceans, cá voi và cá heo. Những động vật có vú biển thứ cấp hạ xuống từ một loài ăn tạp lưỡng cư cỡ mèo đi lang thang khắp Ấn Độ 48 triệu năm trước được gọi là Indohyus. Khi trở thành thủy sinh hoàn toàn, kích thước của cetaceans tăng lên, với cá voi Basilizardid cổ đại 41 triệu năm trước đã dài tới 25 mét. Sự gia tăng kích thước của cá voi tấm sừng tăng tốc hơn nữa trong hàng triệu năm qua, và cá voi xanh ngày nay là loài động vật lớn nhất từng sống, với người trưởng thành đạt được chiều dài lên tới hàng mét 30 và nặng gần hàng tấn 200.

Given tất cả những lợi thế của kích thước cơ thể lớn, một câu hỏi rõ ràng là: tại sao không phải tất cả các loài động vật lớn? Một lý do là các loài động vật nhỏ tạo ra các loài mới nhanh hơn. Trong một lý thuyết gần đây nghiên cứu cùng với Timothy Quimpo tại Đại học Philippines, chúng tôi đã kết nối một thực tế rõ ràng rằng các động vật nhỏ có số lượng nhiều hơn (có nhiều cá bống hơn cá mập voi trong đại dương) với cái nhìn sâu sắc rằng quần thể lớn hơn phát triển thành loài mới - một quá trình gọi là đầu cơ - với tốc độ nhanh hơn. Do đó, một số loài động vật sẽ tiến hóa theo kích thước cơ thể lớn hơn (theo quy tắc của đối thủ), nhưng các loài nhỏ còn lại sẽ nhân lên nhanh chóng hơn nhiều thành các loài nhỏ mới, và do đó giữ phần lớn các loài động vật nhỏ.

Cũng đáng lưu ý rằng 'luật' và 'quy tắc' trong sinh học nói chung mềm hơn hơn các định luật vật lý, không có ngoại lệ. Các ngoại lệ đối với quy tắc của đối thủ chắc chắn xảy ra, vì những lợi thế có được nhờ kích thước cơ thể lớn phụ thuộc vào điều kiện sinh thái hoặc giải phẫu. Dành cho ví dụ, dòng dõi ban đầu của các loài chim ở Mesozoi không tăng kích thước; bay nổi tiếng là khó hơn với một cơ thể lớn hơn. Cá nước ngọt Bắc Mỹ thậm chí giảm về kích thước trong quá trình tiến hóa, có lẽ do sự xâm chiếm của chúng đối với các vùng nước nhỏ hơn.

Một tình huống sinh thái khác ủng hộ kích thước cơ thể nhỏ hơn là tuyệt chủng hàng loạt. Chẳng hạn, sự tuyệt chủng hàng loạt ở cuối kỷ Phấn trắng, được cho là do tác động của thiên thạch 66 hàng triệu năm trước, làm tối bầu trời, làm mát bầu khí quyển và làm đảo lộn sự cân bằng sinh thái trên Trái đất. Sự kiện đã loại bỏ những con khủng long sống trên cạn và ngoại trừ một vài con cá sấu và rùa máu lạnh, không có động vật trên cạn nào lớn hơn kilogam 25 sống sót.

Một sự tuyệt chủng hàng loạt trước đó đã xảy ra vào cuối kỷ kỷ Permi triệu năm trước và đã thanh trừng một tỷ lệ kỷ lục của các loài động vật trên Trái đất - một phần trăm các loài sinh vật biển ước tính đã biến mất sau khi núi lửa phun trào thay đổi hoàn toàn bầu khí quyển của hành tinh. Triassic đầu tiên, ngay sau sự tuyệt chủng hàng loạt này, là một thời gian nhàm chán kỳ lạ khi nói đến đa dạng sinh học. Đã qua rồi, các loài bò sát đất của Permi, đã phát triển đến kích cỡ bò, và các lục địa chủ yếu được sinh sống bởi Lystrosaur - loài bò sát mỏ có kích thước giống chó. Việc loại bỏ các loài động vật lớn và sự sống sót của các động vật nhỏ đến trung bình là gọi là 'Hiệu ứng Lilliput'.

Thật không may, nghiên cứu về sự tuyệt chủng hàng loạt không chỉ là mối quan tâm học thuật ngày nay - chúng ta đang sống trong thời đại của một Homo sapiens- tuyệt chủng hàng loạt. Kể từ khi loài của chúng ta rời khỏi cội nguồn châu Phi, chúng tôi đã gây ra sự tuyệt chủng của các loài khác, đầu tiên là thợ săn, sau đó, sau khi phát minh ra nông nghiệp, thông qua các sửa đổi lớn của môi trường. Và kể từ khi bắt đầu cuộc cách mạng công nghiệp về 200 nhiều năm trước, chúng ta đã thay đổi thành phần của bầu khí quyển của hành tinh bằng cách đốt một lượng lớn nhiên liệu hóa thạch. Điều này đã dẫn đến sự thay đổi khí hậu toàn cầu, và đang điều chỉnh thêm các điều kiện sinh thái cho vô số loài. Các nhà sinh học vẫn đang tranh luận nếu những thay đổi này đã kịch tính như những thay đổi đã xảy ra trong năm lần tuyệt chủng lớn trước đó - chúng chắc chắn là khá kịch tính.

Để phản ánh mức độ nghiêm trọng của chúng, tên Anthropocene, thời đại của con người, đã được đề xuất cho kỷ nguyên địa chất hiện tại. Loài megafauna (động vật nặng hơn kilôgam 25) đã phải chịu bất cứ nơi nào Homo sapiens đã đi: tổ tiên thời tiền sử của chúng ta Có khả năng đóng vai trò quan trọng trong việc loại bỏ những con lười trên mặt đất khổng lồ ở Bắc Mỹ và những con ngựa cái cỡ ngựa của Úc. Và ngày nay, việc tiếp tục săn bắn và sửa đổi môi trường do con người gây ra sẽ gây áp lực, ưu tiên nhắm vào các động vật lớn hơn nhỏ. Một ví dụ đặc biệt ấn tượng về xu hướng này là sự sụp đổ của con bò biển Steller, một họ hàng khổng lồ của loài dugong trước đây ở nhà ở Bắc Đại Tây Dương; con bò biển được phát hiện ở 1741 và bị săn đuổi đến tuyệt chủng chỉ trong những năm 27.

Giới thiệu về Tác giả

Klaus M Stiefel là một tác giả, nhà khoa học thần kinh và nghiên cứu liên kết với Viện nghiên cứu NeuroLinx. Ông là tác giả của Máy ảnh và bộ não: Khoa học thần kinh thị giác có thể dạy gì cho nhiếp ảnh gia (2016). Anh ấy sống ở Philippines.

Bài viết này ban đầu được xuất bản tại thời gian dài vô tận và đã được tái bản dưới Creative Commons.

Sách liên quan

at Thị trường InnerSelf và Amazon