身披盔甲的节肢动物和肉口袋模样的脊椎动物,到底谁更厉害?【月诚故事】
标题: 《身披盔甲的节肢动物和肉口袋模样的脊椎动物,到底谁更厉害?【月诚故事】》
今早的知乎热榜上,有一个相对冷门但是非常有趣的生物话题《为什么小小的昆虫进化的外形非常精密,而体型大的动物看起来没什么武器? - 知乎用户的回答 - 知乎》。理论上,厉害到绝对没有天敌的生物是不存在的,但在现实中,确实有那么一些身穿盔甲的节肢动物看起来似乎非常厉害。
据说,据答主“商涛”说,“老家湖北西北角某县级市,94 年曾有好事者带回来几斤小龙虾放养于池塘,酿成大祸,不到两年全镇犄角旮旯的池塘、河流、水沟全是密密麻麻的小龙虾,下河游泳起来小JJ上都能挂一个,所有的田埂都被打成了筛子,灌满水的秧田一夜漏干,插下去的秧苗被大钳子齐根剪断,藕农也难逃一劫,刚冒芽的莲藕尖儿无一幸免,一丈多宽的堤坝硬生生被小龙虾挖成了蜂窝;……”不过,网友“胡振”评论说,“小龙虾就是入侵物种界的耻辱,别的入侵物种混得风生水起(美国的亚洲鲤鱼.etc)。就小龙虾,在中国得靠人工养殖才活得下去。”
没错,别看小龙虾身披盔甲,在池塘水沟里可以耀武扬威,独孤求败,而且繁殖能力超强。但是在整个生物链体系当中,如今小龙虾这样的节肢动物其实早已沦为了食物链的底层。
评论区排名第一的未署名高赞答主回答说,“脊椎动物在进化成今天这副模样之前,那可是被节肢动物骑在头上欺负。在寒武纪前的时候,动物们长得都很随便。因为往前几十亿年,是生产者大军攒下的大量有机营养物质,动物们根本不需要什么高超的本领就能吃喝不愁。但行业内卷自古存在,动物们把植物吃得差不多了,就要考虑吃动物了,否则就要饿死。节肢动物正是在这个时候崛起的一支。它们在进化的历程中选择了叠甲,强化这身防具,并且把防具也升级开发成了武器。无疑,这身盔甲在长得随便的动物中,可谓是鹤立鸡群。不仅不容易被吃掉,而且吃起别人来,还特别轻松。节肢动物刚穿上盔甲的时候,咱们脊椎动物是什么德行呢?大概就是这德行↑……。就一个肉口袋,在海里吸水,过滤有机物营养。怎么看都不如虾仁,标准的盘中餐生物。……”
这就有意思了。按理说,小龙虾这么强悍的入侵生物,如果放回到很久以前全球生物大爆发的寒武纪时代,那可绝对是妥妥的地球霸主呀。而寒武纪之前同时期的脊椎动物,长相酷似肉口袋模样,连吃饭的嘴都没有,只能靠“在海里吸水过滤有机物营养”这种连虾仁都不如的自然竞争力,勉强生存于世。
那么为什么身披盔甲的节肢动物这么厉害,却在不断进化之后,最终会变成脊椎动物的盘中餐呢?
这位未署名高赞答主继续回答说,“为了在残酷的节肢动物内卷中存活,这群肉口袋也决心进化。终于有一支成为了后来的脊椎动物。脊椎动物在生存战争中打赢的第一仗,靠的是‘脊索’和‘神经系统’。脊索是一种内骨骼,有弹性,能够大大强化肉口袋的运动能力。而神经系统的进化,让脊椎动物拥有了动物界最快的神经信号传导速度。也就是说,比起节肢动物的叠甲加攻,脊椎动物是把天赋点堆到了敏捷和智力上!不过随着脊椎动物的进化日趋成熟,鱼类出现了。它们将肉口袋时期用来支撑鳃孔的骨结构改造成了下颌,也就是——嘴!它诞生了!……。呃,其实光有嘴,咱们就能把所有罐头都打开了,节肢动物根本没戏啊。很重要的一点是,节肢动物的很难进化出巨大的体形。一方面是它们过早地将天赋点都用于叠甲,所有的资源都尽快用掉,这导致它们这个种族没有足够的余力转型发展敏捷,体形增大之后,神经信号的传输速度跟不上。研究表明,脊椎动物这种有髓神经纤维的传导速度大概能有 100m/s。而节肢动物这种无髓神经纤维的传导速度大概只有……1m/s。意思就是说,假如这只虫虫长到一米长,它脑袋发现了前方道路异常,踩刹车,它的腿要 1 秒后才会收到肌肉收缩的信号。整整 1 秒的内网延迟。这盒大外卖是不是有点可爱?是的你没看错,二者速度相差 100 倍!……”
划重点, 体形增大之后,神经信号的传输速度跟不上。踩刹车,它的腿要 1 秒后才会收到肌肉收缩的信号。整整 1 秒的内网延迟。
很有意思,在大自然适者生存的法则之下,节肢动物也不是没有进化,而是曾经身披盔甲的优势变成了“很难进化出巨大的体形”的劣势。相比之下,脊椎动物进化出了内骨骼,因此不会“作茧自缚”,最终进化出了许多大型脊椎动物,而大型节肢动物则极为少见。
答主“森罗”回答说,“大,本来就是最强大的武器之一。大,在自然界中是相当难得的属性。因为要达成这个目标,需要很多前提条件。1,是足够的食物;2,恰当的生存策略,包括食物获取策略与天敌应对策略;3,竞争机制的推动光是足够的食物这一项就让许多物种绞尽脑汁了,能获得足够食物的物种显然进化出了某种相当优越的能力,或是对接了某种自然界丰盛的食物源,或是强大的猎杀手段,无论哪一种,能确保足够的食物来源都是相当优秀的进化恰当的生存策略就更加难得了,既能吃饱又没什么天敌,自然界中能满足这两者の凤毛麟角,能达成这两样的生物说明了它们进化的优越性。……”
确实,“既能吃饱又没什么天敌”并不容易实现。大龙虾虽然厉害,而且繁殖能力超强。但大龙虾还是偏爱肉食多一些,一旦池塘里的大龙虾泛滥,大家纷纷爬出池塘吃草的日子并不好过。这时候,大龙虾在进化的过程中,身边出现了体型更大的脊椎动物。用这位未署名高赞答主的话说,“脊椎动物不仅可以长得很大,而且因为失去外骨骼的束缚,咱们的运动能力更是进化得天花乱坠。在鱼类时期,辐鳍鱼类的鱼鳍还只能用来划划水。到两栖、爬行纲的时代,原本的鱼鳍早就进化成为了四肢,强有力的肌肉和骨骼让脊椎动物拥有更加出色的运动能力和战斗能力,它们拥有了更大的活动范围,同时也扩张了自己的菜单食谱……节肢动物就渐渐从难开的罐头,变成了好开的罐头。甚至……,带壳的口感也不错。”
至此,身披盔甲的节肢动物彻底沦落为食物链的底层,肌肉收缩信号在身体内网的传输延迟非常严重。而狮子老虎这样的大型脊椎动物变成了森林之王,拥有强有力的肌肉和骨骼,以及极为敏捷的反应速度和战斗能力。当然,在众多的脊椎动物当中,人类进化出了更加强有力的大脑肌肉和智力,学会了火的使用,并最终站上了食物链的顶端。
如今的小龙虾,不管是带壳的麻辣小龙虾,还是不带壳的滑蛋虾仁,都已经需要依靠人工养殖,才能勉强生存于世。
天下武功,唯快不破。
寒武纪时代以前,曾经肉口袋模样的脊椎动物,怎么样也不会让人联想到身手矫健,反应敏捷,智力超群。如果不出意外的话,“踩刹车,它的腿要 1 秒后才会收到肌肉收缩的信号”放在寒武纪时代也已经属于反应相对较快的生物了。但最终,反应更加快速的生物体,在大自然的竞争中生存了下来。
到了现代社会,生物与生物之间的竞争早已不再是个体之间的竞争。如果把国家看作是一个整体生物,那么决定这个生物反应速度的有两样。一个是高速信息网络,相当于整个生物的神经网络,负责提高“踩刹车,它的腿要 1 秒后才会收到肌肉收缩的信号”这种场景下的反应速度。而另一个则是高速铁路网络,相当于整个生物的物流网络,负责生命体的生产和消费的新陈代谢内循环速度。
换句话说,高速信息网络和高速铁路网络的现代化程度,决定了一个国家的信息流和物流速度。
根据知乎话题《美国人为什么不建高速铁路? - Reinhardt Jin的回答 - 知乎》答主回答,“首要原因还是拿地难,用地难。美国不需要横跨东西的高铁不假,但新英格兰、加州、五大湖各修一个区域性高铁网络还是很有必要的。开车 4 小时,高铁 2 小时,飞机 1 小时里,最舒服的还是高铁。需求在这没问题。好多人提的没钱,其实根本不叫事。上个美式土地流转信托的示意图,……”
答主“Lightwing”回答说,“跑题预告。。。美国的情况不太了解,讲一些英国这边的铁路趣事。下图是英国 1900 年的铁路网。。。……。那现在的英国把之前的绝大部分铁路都拆了,还有可能制造新的高铁吗?1997 年,铁路被私有化。政府把铁路网分配给二十多家公司。现在各个公司都干自己的,没有什么统一的策略可言。有的公司还行也有的特别烂。价格越来越高,现在伦敦到约克的普通票都要 70 镑(700 人民币)-才三百公里。更别说一等票或者预定座位什么的,肯定更贵。政府还是有一点重建新高铁的想法。07 年完成了通达东南角的‘HS1’(高速一)。大概 300 公里时速,感觉还行。主要目的是连接那边的海峡隧道(channel tunnel)让人更快速到达巴黎和欧洲。然后还有个‘HS2’(高速二)的策略。09 年开始规划。建立类似 HS1 的高速铁路,从伦敦通到中北部各种大一点的城市,比如:伯明翰、曼城、利兹。目前这些地方坐火车到伦敦有点坑爹,火车比较破旧,三个多小时,还需要转车等等。所以应该是非常有必要了。再拖的话要跟不上法德了。但是。。。有点贵,至少 700 亿英镑。而且需要 20 年才能完成。另外他们需要把 Euston、King's cross、St Pancras 伦敦三大火车站合并起来组成新的超大高新火车站,这个项目可能更加贵。(这些站都离得很近,但是中间各种居民区,很难处理)……”
划重点, 1997 年,铁路被私有化。……这个项目可能更加贵。(这些站都离得很近,但是中间各种居民区,很难处理)……
由此可见,在土地和铁路都已被私有化的地方,即便存在建设高速铁路的需求,也很难落地实现。想要建设铁路,那么从规划设计到落地实现的过程,就会出现类似于“踩刹车,它的腿要 1 秒后才会收到肌肉收缩的信号”的尴尬。
天下武功,唯快不破。在全球疫情泛滥的今天,中国凭借着极为迅速的反应能力和执行能力,成为全球唯一有效控制住新冠疫情的大国。今年十一假期,国内旅游市场祥和一片,全国国内游人数估测将会达 6.5 亿人次。而这一切,都更多人突然发现,我们如今可能正拥有着生物界最快的神经信号传导速度……
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