问题

有两种生物,一种生命周期长,能耗大,智能大,繁衍能力弱,另一种完全相反,哪种生物会先灭绝?

回答
这个问题很有意思,它触及了生物生存策略的核心。咱们不聊那些弯弯绕绕的理论,就从最实际的角度来看看,这两种生命体,谁更容易先走到生命尽头。

咱们先给这两个家伙起个名字,方便咱们说事儿。

“巨鲸”:生命周期长,能耗大,智能高,繁衍能力弱。想象一下,它们可能像宇宙中的某个古老种族,拥有漫长的生命,可以积累无数的知识和经验。但它们需要大量的资源来维持这种悠久的生命,而且它们的繁殖就像一场漫长的等待,一次可能只孕育出一个后代,而且这个过程极其不易。

“蝗虫”:生命周期短,能耗小,智能低,繁衍能力强。这就像我们熟悉的昆虫,它们活得不长,可能就是几个月或一年。它们不需要太多的能量,就像一台小小的、高效的机器。它们的脑袋里没有太多复杂的思考,但它们最大的优势在于繁殖,一次就能产下成千上万的卵,迅速填满每一个可能的生存空间。

那么,谁更容易先被历史的长河冲刷掉呢?我倾向于认为,“巨鲸” 更容易先走向灭绝。

为什么这么说呢?咱们一点一点来分析:

1. 资源依赖性与脆弱性:

“巨鲸”最致命的弱点在于它们巨大的能耗。想象一下,它们需要持续不断地摄取大量资源来维持其长久的生命和高智能的运作。一旦它们所处的环境发生剧烈变化,比如食物来源枯竭、栖息地被破坏,或者有更高效的资源掠夺者出现,它们就非常容易陷入困境。它们不像“蝗虫”那样可以轻易地改变食谱或者迁徙到新的地方,因为它们的生存方式已经固定,所需的资源也更特定。就像一艘巨大的游轮,一旦引擎出现问题,它就很难停下来,也更难被拖到维修厂。

而“蝗虫”呢?它们能耗小,对资源的依赖性相对较低。即使环境恶劣,它们也能以很低的消耗量艰难生存,甚至在极端条件下也能勉强维持种群数量。它们就像一群小小的杂草,哪里有缝隙,它们就能钻进去,只要有一点点阳光和水分,它们就能活下去。

2. 适应能力与变异速度:

“巨鲸”虽然智能高,理论上应该更擅长适应。但问题在于,它们的繁衍能力弱,这意味着每一代新生命的诞生都非常缓慢和珍贵。即使它们发现了环境的变化,也需要很长的时间才能通过繁殖和进化来产生能够适应新环境的后代。换句话说,它们的“进化弹药”很少,而且装填速度慢。高智能确实能帮助它们预见危机,但如果危机来得太快,太猛烈,它们可能连反应的时间都没有。就像一个老谋深算的将军,虽然能看到敌人的阴谋,但如果敌人的军队数量是他的十倍,而且来势汹汹,他也很难扭转乾坤。

“蝗虫”则完全相反。它们繁衍速度极快,这意味着它们种群的基因库会非常快速地更新迭代。每一次繁殖,都伴随着无数的基因重组和微小的变异。在这样庞大的群体中,总会有那么一两个幸运的个体,碰巧拥有了能够应对新环境的基因突变。它们可能会在短时间内迅速扩散,取代那些无法适应的同类。就像一支数量庞大的军队,即使很多士兵装备落后,但只要总有那么一部分人能换上更好的装备,这支军队就有机会在新战场上取胜。

3. 风险分散与种群稳定性:

“巨鲸”的生存方式更像是一种“高风险高回报”的策略。它们将大量的资源和能量投入到少数个体的成长和智能发展上,希望通过高智能来规避风险和寻找最佳生存策略。但是,一旦这少数个体因为意外(疾病、捕食者、环境突变等)而无法繁衍或死亡,那么整个种群的数量就可能断崖式下跌,甚至直接归零。它们就像一个家族只指望一个天才继承人,一旦这个继承人出了什么意外,整个家族的未来就岌岌可危了。

“蝗虫”的策略则是“低风险,广撒网”。它们不在乎每一个个体能活多久,能有多“优秀”。它们的目标是通过数量来压倒一切。即使大部分个体都会死亡,但只要有极少数的个体能够活下来并繁殖,种群就能延续。这是一种非常“无赖”但极其有效的生存方式,能够确保种群在大多数情况下不会灭绝。

4. 外部冲击的承受能力:

设想一下,如果有一个巨大的“捕食者”或者一场毁灭性的“自然灾害”降临。对于“巨鲸”来说,一次这样的冲击可能就意味着许多个体的死亡,甚至直接威胁到种群的存续。它们庞大的身躯和高昂的维持成本,反而成了它们在面对大规模灾难时的累赘。

而“蝗虫”呢?即使灾害瞬间消灭了绝大部分,但只要还有一些躲在角落里的、或是恰好在休眠期的个体存活下来,它们就能在灾后迅速卷土重来。数量上的优势让它们在面对灾难时,拥有了极强的恢复能力。

结论:

虽然高智能和长生命周期听起来很强大,但从生存的残酷现实来看,它们往往伴随着更高的风险和脆弱性。反观“蝗虫”式的生存策略,虽然看似低级,却因为其极强的繁殖能力和适应速度,在面对不断变化且充满不确定性的环境时,表现出了更高的生存韧性。

所以,尽管“巨鲸”可能拥有惊人的智慧和悠久的文明,但在漫长的时间尺度和残酷的生存竞争面前,它们更可能因为资源耗尽、无法快速适应环境变化而逐渐衰落,最终被那些能够以指数级速度繁衍和适应的生命形式所取代,先行一步走向灭绝。它们就像是古代那些建立了辉煌文明却最终消逝的帝国,而“蝗虫”则像是那些在废墟之上迅速繁衍、生生不息的杂草。

网友意见

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对化石进行的研究显示,个体能耗高、繁殖慢的物种高概率比个体能耗低、繁殖快的物种先灭绝。

McKinney 在 1997 年研究了各种生物的化石,估算了已灭绝物种的平均存在时间:

  • 珊瑚 2500 万年,
  • 双壳类 2300 万年,
  • 底栖有孔虫 2100 万年,
  • 苔藓虫 1200 万年,
  • 腹足纲 1000 万年,
  • 浮游有孔虫 1000 万年,
  • 海胆 700 万年,
  • 海百合 670 万年,
  • 单子叶植物 400 万年,
  • 马属哺乳类 400 万年,
  • 双子叶植物 300 万年,
  • 淡水鱼 300 万年,
  • 鸟 250 万年,
  • 马属之外的非灵长哺乳类 170 万年,
  • 昆虫 150 万年,
  • 灵长类 100 万年

上述经验对存续时间超出平均水平 15% 以上的物种(尤其是人和昆虫)的适用性比较有限。人们豢养的家禽、家畜、农作物也可能受此影响呈现反常。

堪萨斯大学的 Luke Strotz 等研究人员考察了过去五百万年间灭绝的软体动物的代谢率,发现代谢率低的物种比代谢率高的物种灭绝的概率更低。高代谢率可以作为很好的灭绝预测因素,尤其是那些栖息地较为受限的物种

  • 这项研究显示懒惰是一种高效的生存策略,无论是对个体、物种或是生物群落而言。
  • 用软体动物来研究“新陈代谢速率对灭绝率的影响”是因为目前科学家在这方面有大量可用的数据。

参与相关研究的科学家称“长期来看,动物最好的演化策略或许就是保持慵懒的状态,这种慵懒指的是较低的代谢率,这样生物更容易存活下来”“相比于‘适者生存’,更合适的说法或许是‘懒者生存’”。

小体型的动物传代更快、细胞代谢通常也比同一纲的“大中体型动物”要快(但小体型动物个体的总细胞数更少,个体的能耗还是比大中体型动物低),在分子水平具有更高的绝对进化率,种化得快并不值得惊讶。值得惊讶的是对哺乳类来说大体型物种的起源速度并不慢,大体型物种的高灭绝率才是拖后腿的[1]

我们目前观察到的规律是,动物灭绝的风险与物种种群的大小直接相关,个体数量少的种群比个体数量多的种群更容易灭绝。单位体重需要的资源可能随体型增加而略有减少,但大中型动物个体每天需要的资源的绝对数量要多于小型动物个体,这导致大中型动物具有较低的种群密度,灭绝率也就较高。

经验规律是这样的:

  • 动物的种群密度,通常随其体重^-0.75 所得的数值减少而减少。
  • 这根据具体物种有一定的偏差,例如鸟类的数量比这计算出来的明显少,水生无脊椎动物的数量则比这计算的明显多,同体重下食肉动物的数量比食草动物的数量明显少。

动物以外的生物极少表现出人所称的智能。人类水平的智能可以开发出技术来弥补其他项目的不足,但目前还不知道人的智能有没有强到足以改变上述统计规律。

参考

  1. ^ Higher origination and extinction rates in larger mammals Lee Hsiang Liow, Mikael Fortelius, Ella Bingham, Kari Lintulaakso, Heikki Mannila, Larry Flynn, Nils Chr. Stenseth Proceedings of the National Academy of Sciences Apr 2008, 105 (16) 6097-6102; DOI: 10.1073/pnas.0709763105

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