從「怪獸」到機甲，個頭真的是越大越好嗎？

最新 04-02

作者：廖俊棋

編輯：婉珺

多年的期待之後，《環太平洋：雷霆再起》終於上映了。無論從預告或是片中，電影都貫徹著一個思想:「The bigger, the better（越大越好）！」誠然大型機甲與「怪獸」的戰鬥場面非常燃且震撼，但從生物演化的過程中，體型越大真的就越好嗎？

影片里的「四大金剛」。圖片來源：douban.com

越大越進化?

在《環太平洋》中，我們能看到先驅們派來的「怪獸」隨著等級的增加而越來越大，而這些越後面等級的「怪獸」往往也越強並演化出越特化的武器以對付機器人。這種演化趨勢當然非常可能受到人擇（或者說外星人擇）的影響，但在自然演化下，體型也會越演化越大嗎?

電影中的巨大怪獸。圖片來源：inverse.com

19世紀末，古生物學家愛德華·德林克·柯普（Edward Drinker Cope）注意到許多生物的化石都有增大的趨勢，例如馬和大象，最初都不過是狗和豬左右的體型大小。基於此他提出了著名的柯普定律(Cope』s rule)，認為生物在演化過程中會有體型逐漸變大的趨勢。

這可能是因為大體型在生存競爭中能帶來更多的優勢，如大體型還能附著更多的肌肉、更厚的皮膚，因此得以更有效且強而有力地抵禦或是進行攻擊甚至獲取食物。演化強調的是「適者生存」，在能帶來更多優勢的情況下，難以適應的個體就會被淘汰，長期積累之下後一代就比一代更大。

現在看來，柯普定律是有局限性的，因為我們發現有些生物在演化的過程中體型並沒有太大的變化，有些甚至朝著小型化發展。但對許多的生物而言，這個法則仍是非常適用的。

2015年，Noel A. Heim等人發表在《科學》（Science）中的一篇文章統計了5億多年前的寒武紀以來超過17208種海洋生物，結果發現海洋生物整體的體型已經增加了150倍，並且這個趨勢還在持續增長。他們將其作為柯普定律最佳的佐證。

柯普定律更常見的代言人是恐龍，雖然並不是所有恐龍都越長越大（看看窗外的小鳥就是小型化的例子），但生命史上最大的陸生動物確實就在這個家族之中。

有沒有想過，恐龍究竟是如何讓自己的體型達到這個量級的呢?

怎麼長大?

蜥腳類恐龍是生命史上最大的陸生動物，其長度動輒30～40米，重量甚至能有20頭大象相加。

幾種蜥腳類恐龍與人的大小對比，人在最左邊。右邊的恐龍中，紅色表示阿根廷龍、綠色表示馬門溪龍、橘色為超龍、紫色為梁龍、藍色為富塔隆柯龍。圖片來源：Dinoguy2｜Wikipedia

有關蜥腳類恐龍為何能如此大型化，德國的Martin Sander提出了相關模型。他提出五個導致了蜥腳類恐龍巨大化的基本原因。這五個原因分別是：繁殖、飲食、特化的頭部及頸部、像鳥類的呼吸系統以及高代謝率。這些因素相互作用並互有反饋。

蜥腳類恐龍吃東西狼吞虎咽，因此可以吞下大量的食物，這是它們體型巨大的首要原因。因為不需要細嚼慢咽，它們的頭就可以越來越小；同時因為沒有了頭骨負擔，再加上類似鳥類的高效率呼吸系統，脖子也能更加增長。吃得多意味著要消化得也多，因此就有了龐大的腸道消化系統來產生高代謝率。另一方面，這種恐龍會產下大量小型的蛋，恐龍幼體很小，但因為數量眾多，加上高代謝率帶來的快速成長率，即便很多幼體會因為弱小被捕食，也還是能維持群體數量，於是又有更多的機會發展大型化。

由於缺乏解剖學的證據，我們並不清楚這些因素中有多少可以適用於《環太平洋》中的「怪獸」，但可以肯定的是其代謝及呼吸效率應該很高，這樣才能在維持如此龐大體型的情況下靈活地與機甲戰鬥。在繁殖方面，電影的第一集中出現了母體產下嬰兒的記錄，因此能推斷怪獸們應該不像蜥腳類是以量取勝型的，而是類似大象那樣一次產下較少的個體，但個體存活率高。另外，「怪獸」應該還是像蜥腳類一樣長得很快，不然先驅們光是等怪獸長大，而且還要一次比一次大、一次比一次多，就不知道要花上多少年了。

武器也越大越好?

生物在演化上會出現各種「武器」，有些甚至大的誇張。根據大角鹿的化石，其鹿角寬度甚至能到達3.76米。巨大的角所需要的磷和鈣甚至會導致鹿自己患上季節性的骨質疏鬆。付出如此昂貴的代價只為一對大角，難道武器就越大越好嗎?

大角鹿的巨大鹿角，大角鹿生存於更新世晚期及全新世早期的歐亞大陸。圖片來源：Atirador｜Wikipedia

生物學家Douglas J. Emlen在其著作《生物的武器》(Animal Weapons)指出，除非是單挑，否則越大不一定越好。

Emlen原本打算從事與動物終極武器相關的研究，但造化弄人，他被分派去研究糞金龜。在糞金龜的研究中，有些糞金龜會直接在糞便上挖隧道，並守護著該據點，由於隧道大小有限，如果和別得糞金龜狹路相逢發生鬥爭也都是一對一的決鬥，因此這類糞金龜大多長有精美的角；反觀那些在地上滾著球的糞金龜，由於在開放空間，發生競爭時可能會三、四隻扭打在一起，這類糞金龜就沒有角。

以此為基礎，在大量研究其他動物的武器後，Emlen發現從糞金龜到鍬形蟲，從麋鹿到大象，只要生物會進行單挑而不是混戰的話，就會朝大型的終極武器發展。

而《環太平洋》中，與「怪獸」對決的方式正好符合一對一單挑，因此武器就真的是「越大越好」。

競賽終結

但這樣的瘋狂武器還是會走向終點，一個原因可能是到達了生物體能負擔的極限，因此再大下去沒有好處；另一種就是出現以更低成本擊敗原本規則的方法。

例如某些糞金龜會從別的地方偷偷挖洞避開厲害的糞金龜，繞道後面偷偷跟雌糞金龜交配；體型小的山羊也會趁大山羊驅趕前迅速交配得分；而流蘇鷸更會假扮成母鳥，趁最具優勢的公鳥不注意時交配。這些都打破以往大型或華麗武器的優勢，使得規則必須重新洗牌。

而在人類軍備的案例，盔甲雖然笨重，但當你的對手也穿著盔甲，那就還是越大越好的規則，但弓箭的出現終結了這一切。弓箭的出現使得貧窮的農民也能迎擊尊貴的武士，而武士那遲緩得動作和笨重的武器在弓箭面前顯得無力，曾經的越大越好變成了拖累行動的廢鐵。

人類在對抗「怪獸」的過程也是，機甲已經是非常大的負擔了，如果再往大繼續造，需要的經費、技術和人員都不足以支持，因此在兩集電影中都極力找尋重新洗牌的方式。第一集從築牆到使用核彈，第二集邵氏企業所要提供的無人機甲服務，都是希望能以更低的成本來改變以往戰鬥的規則。

應作者要求這裡放上他偶像的劇照。圖片來源：douban.com

作者名片

排版：曉嵐

題圖來源：douban.com

參考文獻：

Heim, N. A., Knope, M. L., Schaal, E. K., Wang, S. C., & Payne, J. L. (2015). Animal evolution. cope"s rule in the evolution of marine animals. Science, 347(6224), 867-70.

Sander, P. M. (2013). An evolutionary cascade model for sauropod dinosaur gigantism--overview, update and tests. Plos One, 8(10), e78573.

Ward, P. D. (2006). Out of thin air : dinosaurs, birds, and Earth"s ancient atmosphere. J. Henry Press.

Emlen, D. J. (2008). The evolution of animal weapons. Annual Review of Ecology Evolution & Systematics, 39(1), 387-413.

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本文來自果殼網，由《恐龍》雜誌供稿

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