鯨魚為何那麼大？能變得更大麼？生態極限限制了鯨魚的增大

鯨魚是巨大的哺乳動物，體重在20到200噸之間。藍鯨是目前地球上已知的最大的動物，身長超過30米，單是它的舌頭就有大象那麼重。

但是它們是怎麼變得這麼大的，是什麼讓小鯨魚和大鯨魚區別開來的，它們能不能變得更大呢？地球上還能進化出恐龍那麼大的動物麼？長期以來，這些問題一直令科學家們著迷，但其答案卻一直難以捉摸。

現在，一個來自美國和歐洲的大型研究團隊在新技術的幫助下取得了一些進展，他們確定了不同體型的物種在捕捉獵物時消耗了多少能量，以及哪種進食方式能帶來最大的回報。這也讓動物學家發現了生態圈中存在的生態極限，它能夠限制動物的體型。

能量是所有生命的關鍵因素，有生命便必然會消耗能量，我們想知道在不同體型的動物在覓食中能量獲得和能量消耗的比較。能量獲取與能量消耗的比例揭示了鯨魚的覓食效率，這為我們解釋為什麼不同的鯨魚體型大，而不是更大提供了線索。

在《科學》雜誌上發表的一篇論文中，研究小組揭示了特殊的進食機制使鯨魚能夠以獨特的方式利用獵物資源，但它們的巨大體型受到獵物數量和覓食效率的限制。特別的是，長鬚鯨進化出的濾食性策略驅使它們成為地球上有史以來最大體型的動物。

研究團隊分析了從格陵蘭島到南極洲的11個不同物種的成百上千的鯨魚、鼠海豚和海豚進行的數千次覓食潛水和53000次餵食活動。以此來測量這些動物覓食消耗的能量。

動物身上安裝了各種各樣的感測器，使它們能夠測量動物的進食速度，而長鬚鯨和齒鯨的胃中物體的聲學資訊提供了有關獵物質量的資料，從而計算能量攝入。

這些資訊與它們的跨物種體型資料整合在一起，提供了一幅從最小到最大的鯨魚能量變化的綜合圖。

有牙齒的這一群物種利用回聲定位來覓食，一次只能捕食一個獵物，並消耗更多的能量，潛入水中尋找大型獵物，比如巨型烏賊，然後浮出水面呼吸空氣。這種方法對抹香鯨很有效，抹香鯨是最大的有牙齒的食肉動物，它們已經進化出強大的生物觸鬚，可以在黑暗的深海中找到大烏賊。它們的能量過剩不像其他鯨魚那麼大，但它們顯然在自己的能量生態位上做得很好。

然而，根據研究小組的計算，抹香鯨的活動已經達到了生物學極限。另一方面，濾食性動物可以以更高的速度、更高的效率消耗更多的食物。藍鯨，座頭鯨，鰭鯨，小鬚鯨和其他濾食性鯨吞下大量含有小獵物的水，然後用一排排被稱為鯨鬚的梳狀柔性板把水過濾出來。這打破了通常將捕食者的大小與它們的獵物等同起來的模式，海洋中最大的捕食者反而以最小的獵物為食。

雖然能量消耗並沒有限制它們的體型，但磷蝦和類似的覓食資源是季節性的，因此可能會限制這些鬚鯨巨人變得更大。鯨魚的生存狀況並不樂觀，如果你是一隻藍鯨，而你唯一的獵物是磷蝦，而某些東西導致磷蝦數量下降，那麼你就進入了進化的死衚衕，因為你將無法吃到足夠的食物來維持自己的生存。

關於獵物資源的季節性和動態還有很多需要了解的，而藍鯨的體型可能面臨其它的限制，比如它們的心率，研究發現藍鯨的心率似乎接近最大能力，它們的心臟在用最大的力量去跳動，這大大消耗了藍鯨的能量。

儘管如此，為不同體型的鯨魚定義一個能源利基，有助於瞭解鯨魚需要多少獵物才能生存下來，從而為它們的保護和管理提供資訊，特別是對那些被漁場圈起來的的獵物和鯨魚。

鯨魚保護對整個海洋生態系統具有重要意義。除了一口吃掉數量驚人的獵物外，它們在食物加工過程中產生的廢物還為海洋施肥，從而提高了它們和其它海洋動物賴以生存的獵物的初級產量。即使在死後，它們巨大的身體也為海洋生態系統的各個營養層次的成員提供了食物，從捕食它們的虎鯨到高度靈活的食腐動物，再到吞噬它們屍體的微生物群落。

由此我們知道生態極限限制了鯨魚的體型，鯨魚無法無限大。但在鯨魚體型的研究中我們更能懂得鯨魚的重要性，鯨魚對於整個海洋生態圈具有不可或缺的作用。同時鯨魚也是十分美麗的，即便鯨魚的體型很大，但它們仍然被自然定律限制，這展現了自然之美。