科學探索菌

動物體型和大氣含氧量有一定關係，但不是說大氣含氧量高了就所有動物體型都越大，而且現在大氣含氧量不低，動物體型也不小。

史前動物體型真的普遍大嗎？

這個說法肯定是存在一定問題的，因為地質史上沒有任何一個時代的動物能比今天“普遍大”。每個時代都是小動物種類和數量遠比大動物多，而且多得多。例如大家熟悉的“恐龍時代”有阿根廷龍這種體長超過30米、體重七八十噸的巨獸，也有胡氏耀龍、始中國羽龍這種體長只有二三十釐米的袖珍恐龍。與恐龍同時代的原始哺乳動物只有耗子大小。

胡氏耀龍，最小的恐龍，出土於我國遼寧

另外，史前是個很長的時間段，現在只是一個時刻。地球已經有46億年的歷史了，從寒武紀大爆炸開始，後生動物已經演化了5.4億年，每個時代都有每個時代的大傢伙，我們拿地球各個時代的大傢伙和現在這一個瞬間去比是不公平的。

恐龍時代的哺乳動物，體型很小

準確地說，只是現代陸地動物的極限體型，沒有史前最大的幾個時期大。史前有三個時期陸地動物能超過現在，一是中生代從侏羅紀到白堊紀的“恐龍時代”，距今兩億到6600萬年前。二是始新世的“第一次巨獸時代”，距今5300到3400萬年前，最大的動物是巨犀，可達15-20噸。三是更新世的“第二次巨獸時代”，距今260到1.2萬年前，最大的草原猛獁有15噸重。

有史以來最大的陸地哺乳動物：巨犀

史前大氣含氧量的變化及其和動物體型的對應關係

寒武紀以前，大氣含氧量很低，但一直穩步上升，從24億年前的4%上升到寒武紀前夜的15%，當時地球是原生動物的天下。

寒武紀、奧陶紀和志留紀，大氣氧含量長期保持在15%左右，這時是無脊椎動物的時代。

泥盆紀是魚類的時代，晚期大氣氧含量開始陡然上升，達到和今天差不多水平（20%左右），不過這沒給動物帶來什麼好運，當時正是持續幾百萬年的泥盆紀晚期大滅絕。

石炭紀是地質史上氧氣濃度最高的時代，而且一直在增長，到末期達到了35%。當時陸地霸主是兩棲動物，並沒有很大，無法和後來的恐龍、巨獸相比。石炭紀倒是有很多巨型昆蟲，“史前大氣含氧量高所以動物就大”這個謠言，基本是根據石炭紀的巨型昆蟲演繹出來的。

石炭紀的巨型昆蟲和兩棲動物

二疊紀大氣含氧量驟降，一直跌到15%，不過這正是爬行動物開始走上大型化的時代，古生物學者認為從二疊紀開始，巨型動物時代才真的來臨了。

三疊紀大氣含氧量保持在15%左右，還是出現了不少大型化的爬行動物，如法索拉鱷，晚期恐龍和哺乳動物相繼出現。

恐龍之前的陸地霸主：勞氏鱷目的法索拉鱷

侏羅紀的氧氣濃度是15-21%，白堊紀是21-26%，這是恐龍時代，對比下今天是21%，並沒有明顯比今天高。

最大的恐龍：阿根廷龍

新生代的大氣含氧量一直穩中有降，在21-26%之間，期間孕育了兩波巨型陸地哺乳動物。

我們的結論

通過對比，我們發現大氣含氧量確實和昆蟲體型存在比較明顯的關係，因為昆蟲呼吸器官不發達，用氣管進行氣體交換，只有在含氧量很高的環境下才能維持較大的體型。

當然，脊椎動物要大型化也需要一定濃度的氧氣，但不是越大越好，而是夠用就行，因為脊椎動物有鰓或者肺這樣的發達的呼吸器官，能主動攝取空氣中的氧。今天的大氣含氧量是21%，和恐龍時代、兩次巨獸時代都差不多，這個氧氣濃度對脊椎動物走上大型化是絕對夠了的。正因為這樣，今天才能有藍鯨這種地球有史以來最大的動物之一。

有史以來最大的動物藍鯨就生活在今天的海洋裡

那麼，為什麼今天的陸地動物不如史前的恐龍、巨獸大呢？這是因為動物的整體演化規律就是越來越大，但遇上生物大滅絕，大型動物會首先遭殃，小型動物再重走大型化之路。陸地動物在距今1.2萬年前剛剛經歷過一次滅絕事件，猛獁象、披毛犀、大地懶和短面熊這些巨獸都滅絕了，我們今天最大的動物就是那次滅絕事件以後剩下的。

現存最大的陸地動物：非洲象

恐龍時代能孕育出那麼多種類的大型爬行動物，說明當時的環境對爬行動物來說非常適宜，但肯定和大氣含氧量沒什麼關係了。今後地球將長期是人類主導的景觀，恐怕難以再出現太大的動物了。

動物博覽

史前動物大是個偽命題，也是一種錯覺。

史前是一個很大的概念

史前是指我們人類進入文明前的那段時期，按照推算應該是7000多年以前。在這之前一共有5億多年的時間。拿7000年的人類文明史對比5億年的地質年代顯然是不公平的。
地質時代表

大眾多史前動物認知水平有限

由於史前動物都已經滅絕了，所以我們瞭解他們只能通過化石。但是對於大眾來說他們瞭解史前動物更多是靠電影、電視劇、遊戲、動漫、科普書籍之類的媒介，這些媒介追求的並不是嚴謹的科學性而是考慮銷量問題，所以都會刻意地選擇那些龐大的、強壯的、拉風的動物印在上面來介紹，久而久之就吸引了許多人氣。漸漸地，大眾就產生了史前動物都很大的思維。
侏羅紀公園
冰河世紀

小型動物的化石保存難

化石的形成需要很多方面的因素，保存化石的自然條件也是十分苛刻的，所以地球上儘管出現了許多動物但是能保存化石的動物少之又少。而小型動物相處大型動物，他們的體格較小，殘骸容易被細菌分解，骨骼更容易破碎，保存更加難。因此很多小型動物的化石都保存的不如大型動物那麼完整，也許更多的史前物種還未發現。
馬門溪龍

動物的演化需要一個長期穩定的環境

我們前面說了，人類的文明史對比地質史是非常渺小的，我們所處在的時期在地質年代上叫全新世。全新世到今天為止也不過一萬年左右，在更新世的仙女木事件後，許多動物都經歷了地球的多次折磨最終滅絕，現在的動物基本都是那時倖存下來的史前動物，而不是新物種。而物種的演化需要一個很長的時間，而且需要穩定。恐龍所處的中生代氣候比較舒適自然而然就可以演化出龐大的個體，而且這個時間也是經歷了上千萬年才形成，一開始他們也是無足輕重的小個子。我們要求全新世動物們演化出龐大的巨大強壯的個體未免太緣木求魚、吹毛求疵、鑽冰求火了。
更新世的動物

史前也是小型動物為主

其實無論哪個時代都是小型動物佔主導，但是由於大眾接觸的媒介都是介紹大型的，而且化石也不容易保存，所以才會覺得史前動物都大。但是事實上史前也是小型動物佔據主流。我們知道史前有霸王龍、腕龍、刃齒虎、洞熊、猛獁象、巨脈蜻蜓、鄧氏魚這些大個子。但是我們也要知道史前有三葉蟲、星甲魚、牙形刺、筆石、石燕、美頜龍、獅鷲角龍、胡氏耀龍、傷齒龍、原貓、始祖馬、父貓這樣遠不如人類大的動物。
筆石

含氧量與體型無關

我們現在的大氣含氧量是21%，實際上侏羅紀和白堊紀的大氣含氧量與現在差不多，白堊紀有時候甚至更低，三疊紀末期甚至還更低。泥盆紀末期魚類登陸時候的大氣含氧量也是到不了20%，之前的奧陶紀和志留紀由於地上沒有植物或者只有少量的植物，所以大氣含氧量更低。地質年代中也就一個石炭紀的含氧量確實比現在更高，也確實因為這個原因演化出了節胸、巨脈蜻蜓這樣的大型節肢動物。但實際上這個所謂的巨蟲時代的蟲子也沒有紀錄片裡吹的那麼大。

小無語妹妹

我們都知道很多恐龍的體型都十分巨大，比如侏羅紀時期的腕龍和樑龍類恐龍，其體長可達30~60多米，體重可達30~100噸，是地球生命史上出現過的最大的陸生動物。食肉的霸王龍體型也很巨大，體長可達13米，體重可達7~15噸，比如今的非洲象還要大一些，是有史以來最大的肉食性陸生動物。

恐龍生活的時代距離今天至少已經過去6500萬年，其實在恐龍生活的時代以及之前的時期，不但是恐龍的體型可以長得特別巨大，其他的動物也很巨大，比如在3億年前石炭紀，就是有很多巨型節肢動物，那個時候的蚊子就比現在的蚊子大3~5倍，蜘蛛像盆栽吊蘭一樣大，有的蜻蜓甚至有1米長，就像老鷹一樣，千足蟲可達1.55米，像條長蛇一樣，有一種巨型蠍子的體長可達2.4米，而巨型蜈蚣的體長達2.6米，看起來都像條鱷魚了，這類巨型昆蟲在地球上生活了大約5000萬年，在二疊紀的晚期消亡了。

那麼這些史前動物的體型為什麼那麼大呢？其實不同時期的動物的體型大小是和當時的生態環境、氣候、以及自身基因的演變有很大關係。

比如史前巨型昆蟲，其主要的促成原因和當時空氣的含氧量有很大關係，科學家們認為在3億多年前的二疊紀時期，地球上的平均溫度比較高，但更重要的是大氣中的含氧量遠比現在要高（空氣中氧氣含量約為21%），最高時可達35%左右。由於節肢動物都沒有肺，它們主要依靠體表的呼吸孔完成氧氣和二氧化碳的交換，較高的氧氣含量可以保證昆蟲的呼吸作用順利完成。

巨型昆蟲的成因也並非只和氧氣含量有關，科學家們認為那個時候的氣壓也比現在要高，可以保證有足夠的空氣進入昆蟲體內，這也保證了昆蟲的軀體可以長得特別巨大，但是當氧氣含量和氣壓下降了之後，它們就會面臨供氧不足的局面，氧氣含量無法支撐它們的巨大體型，所以它們的軀體就只有再縮小了。

但是恐龍巨大體型的成因就和昆蟲不太一樣，雖然一般認為恐龍時代的氧氣含量也比現在要高一點，但差別不會太大，恐龍體型巨大的原因主要和當時的氣候環境以及它們自身的基因特徵有關。

在恐龍時代的侏羅紀和白堊紀時期，地球的平均溫度也比較高，地球上大部分地方都溫暖溼潤，所以當時地球上植被非常茂密，這就可以養活大量的植食動物，而植食恐龍由於不缺乏食物來源，再加上它們還不具有抑制生長的基因，所以只要食物充足，它們的身體就會一直生長，因此年齡越長的恐龍的體型就會越巨大，以至於出現體長几十米，體重幾十到一百噸的巨型恐龍。

白堊紀出現的霸王龍也一樣，植食恐龍較多，那麼霸王龍這種肉食性恐龍也就不會缺乏食物來源了，它也缺少完全抑制生長的基因，所以壽命較長的霸王龍的體型也會很大。

其實現在這樣的情況依然存在，比如體型最大的藍鯨等動物也和恐龍一樣，它們也沒有抑制生長的基因，若藍鯨愛吃的磷蝦等食物供應充足，那麼它的體型也會一直生長，所以如今的藍鯨也可以長到30多米長，體重100多噸。

科普大世界

多少有點關係

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