新知|北极没有企鹅,是因为不够冷吗?
北京青年报客户端 2023-10-17 14:00

◎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

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