◎北京科学中心

想必大家都听过这样一则脑筋急转弯：为什么北极熊不吃企鹅？原因很简单，一个在北极，一个在南极，相隔十万八千里，可谓风马牛不相及。那么，我们严肃一点来谈这个问题：为什么北极没有企鹅，在南极也看不到北极熊呢？

南极洲：一座大型孤岛

相信大家对板块漂移学说都有所耳闻。事实上，我们目前在地图上看到的很多相隔万里的板块，很久之前都是有所联系甚至同属一体的。

诸多地理学家结合岩石地貌的特性，观察目前已经出土的古生物化石，搜集整理玄武质火山岩的分布情况，最终发现：南极洲及其周边区（海）域岩石与前寒武纪至中生纪的岩石具有一定的相似性，出土的古生物化石表明相关生物生存时间为古生代至中生代，广泛分布的玄武质火山岩来自侏罗纪。

结合这些信息，再加上大陆边缘形态等诸多证据，地理学家基本可以确定：按照大陆漂移学说，南半球存在过一个巨大的原始大陆。这个原始大陆经历了漫长的地质演变，逐步形成了包括马达加斯加、南美洲、印度、非洲、澳大利亚、新西兰、南极洲等多个地理区域。地理学家将其命名为“冈瓦纳古陆”。

部分学者认为局部地区开始分裂的时间可能无法确定，但这并不妨碍主流学界认定“冈瓦纳古陆”开始分裂的时间段：侏罗纪时期。

在这个时期，澳洲西北海岸经历了裂谷作用及海底扩张，而巴西、东南非洲及南极洲广泛出现了玄武质岩浆的喷发。印度与南极的分离开始于晚侏罗世或早白垩世时期。白垩纪时，扩张轴向西延展穿过南太平洋，最终分开了新西兰、西南极、东南极和澳洲。早第三纪时，地质运动导致板块继续分裂，形成澳洲和东南极，进入第三纪后，新西兰地槽出现弯曲，阿尔卑斯型断层开始活动。

在中第三纪时，由于南美洲与南极半岛的分离，从而使南极洲最终分离完成。这种分离导致了南极环极流的发育，而且现代冰盖的发育可以大致追溯到那个时期。

由此可见，南极洲在距今约2300万年前就已经成为一座大型孤岛。这也就导致了许多陆生哺乳动物无法从其他大陆迁徙至南极洲。从体型上我们不难发现，企鹅的祖先是有能力飞越海面到达南极洲的。也就是说，南极洲没有熊，根本原因在于地质运动导致了地理上的隔离，阻碍了不同大陆之间的物种交流。

北极大海雀的消亡

南极有企鹅，北极难道没有鸟类吗？事实上，北极不仅有鸟类，也曾有过自己的“企鹅”：北极大海雀。

北极大海雀属于鸻形目海雀科，学名为Pinguinus impennis。其中属名的pinguis在拉丁语中意为“胖子”。

与企鹅相似的是，北极大海雀在演化过程中获得了游泳的技能。为了捕猎，它们甚至可以下潜到几十米的水下。大海雀的生存区域十分广泛，在广袤的大西洋甚至新西兰，人们都能发现它们的身影。

曾几何时，格陵兰岛也是大海雀的天堂。然而，由于人们的过度捕杀，北极大海雀于19世纪灭绝。而南极现在还有企鹅的存在，很可能是因为在人类并不敬畏大自然的时候，尚没有能力跨越大海去捕杀企鹅。

如果说南极没有北极熊是天意，那么北极没有企鹅则是毫无争议的人祸。北极大海雀用自己的消逝全面展现了人类对环境与生灵的粗暴干预，和许多同因人类消亡的物种一起敲响了警钟！

憨态可掬的背后

企鹅走起路来一摇一摆，北极熊坐下休息时憨态可掬，它们的外观为什么是这样的呢？针对这一点，生物学家卡尔·伯格曼于19世纪提出了著名的伯格曼法则，大致内容是：不同地区的同一个物种（或者具有一定亲缘关系的物种），生活的环境越寒冷，其个体体积就越大，体型就越圆润。

伯格曼认为，造成这种现象有两个原因：第一，寒冷的环境会延缓恒温动物的生长，使其性成熟的时间延后，这使得个体会有更长的发育时间，所以体积比较大；第二，从物理学的角度出发，在一定温度下，某个物体体积一定，表面积越小，散热越慢。

生物学家约尔·阿萨夫·艾伦的研究也发现：同一种动物生活环境越寒冷，四肢和附器（耳朵、尾巴等）就越趋向短小。

这是因为动物的四肢和附器类似于物理学上的散热片，会使身体的散热面积大幅增加。因此保温能力更好的动物（散热能力差）的外观就倾向于体型较大且脂肪较多，四肢和附器短小，也就导致在南北两极生活的动物外观上并没有那么棱角分明。

（文章源自微信公众号数字北京科学中心）

编辑/韩世容