生物进化动力范文

生物进化动力范文（精选5篇）

生物进化动力 第1篇

近年来,许多学者尝试利用生态系统中的种群间竞争分析经济系统中的企业竞争,得到了良好的结论。几乎所有这方面的论文都是利用生物数学中经典的Lot- ka-Volterra方程对企业行为进行分析,这些研究是富有成效的,但是既然企业间的竞争和合作都是动态的,那么从生物进化动力学的角度分析企业间竞争和合作将是非常贴合实际的。因此,下面我们尝试利用进化动力学的思想方法,构造企业创新动态演化发展模型,并对模型进行分析。希望我们的工作对于当前的研究有所补充。

假设A,B为某一种群的两个亚种,考虑到生态系统中总是存在最大容量,因此下面我们假设两个亚种总的数量保持不变。X1,X2为这两个亚种在某时刻的相对多度(即比例),那么必然有X1+X2=1。根据进化动力学理论,建立如下的选择动力学方程:

其中,a,b为两个亚种的适合度(即繁殖率), ф=a X1+b X2为两个亚种的平均适合度。显然A,B两个亚种的适合度决定了它们的未来:如果某亚种的适合度超出平均适合度,则该亚种的相对多度将持续增加,换句话说, 另外一个亚种可能面临被淘汰的命运;当满足一定的条件时,两个亚种也可能实现某种形式的稳定共存。

企业在面对激烈的市场竞争时,如果没有周期性的有计划的创新决策,就很难创造企业新的核心能力,就会使企业在激烈的市场竞争中处于被动的局面,就会使企业内部失去生存与发展的动力。但是,由于创新需要冲破原有的企业结构和思想观念,需要追加高额的风险投资成本, 因而许多企业会因为惰性而不愿意进行创新。于是,我们可以将市场上生产同一产品的企业视为同一种群的两个亚种,其中的一个亚种属于技术创新型企业,另一个亚种属于落后淘汰型企业。基于以上讨论,可以利用进化动力学对企业间的动态发展进行分析,从而可以建立如下企业创新动态演化模型。

二、模型和分析

1、晋级模型

假设在某一市场上生产同一产品的企业分为两类:一类为技术创新型企业,另一类为落后淘汰型的企业。考虑到技术革新性企业往往污染小、社会效益好,所以往往能够得到国家政策的支持;而那些落后淘汰型企业往往因为环境污染大、社会效益差,属于国家要求停产关闭的对象, 因此要保持生存,必然要求它们不断改进生产工艺,于是有一部分落后淘汰型企业会向技术创新型企业转变。考虑到市场存在最大的饱和量,因此我们总假设市场上生产该产品的企业数量保持不变,基于以上的考虑,我们得到如下的模型:

其中,X1为技术创新型企业的相对多度(即比例),X2为落后淘汰型企业的相对多度,且满足X1+X2=1;准为两类企业的平均适合度,ф=a X1+b X2;a为技术创新型企业的适合度,b为落后淘汰型企业的适合度,因为落后淘汰型企业的所需成本低,更易扩张,因此我们假设a<b;假设 μ 为落后淘汰型企业向技术创新型企业转变的系数,且称0<μ<1为创新系数。如果我们将淘汰落后型企业转变为技术创新型企业称作“晋级”,那么我们称系统(2)为企业晋级模型。

下面利用微分方程定性理论,求解系统(2)的平衡点。 由ф=a X1+b X2及X1+X2=1,容易得到ф=a X1+b X2=b+(a-b)X1, 将其代入系统(2),并令

得到X1(a-ф)+μb X2=(1-X1)((a-b)X1+μb)=0,于是解得

对晋级模型进行分析可知:那么当满足条件是稳定正平衡点,此时那么当时,X*1=1是稳定正平衡点,此时X*2=0。

于是我们有如下定理。

定理1:当时,系统(2)存在唯一的稳定正平衡点(X*1,X*2),其中系统(2)存在唯一的稳定正平衡点(X*1=1,X*2=0)。

从前面的分析及定理1可以看出,在晋级模型(2)中创新系数μ是一个关键所在。从模型的分析可以看出,无论两类企业在初始状态下的相对多度是多少,只要两类企业适合度之比a/ b小于1-μ时,两类企业的相对多度X1和X2就会达到稳定的状态,即两类企业的比例保持稳定不变,各自的比例分别为。但是当创新系数足够大时(当),所有的落后淘汰型企业最后必将都转变成技术创新型企业。

同时,我们还可以看出,这说明,稳定状态下创新型企业的相对多度X*1是一个关于创新系数μ的增函数。在a,b保持不变的条件下,X*1将随着μ的增大而增大。换句话说,稳定状态下创新型企业在全部企业中所占的比例随着创新系数μ的增大而增大。这与企业生产活动的实际情况是一致的。

2、晋级—降级模型

晋级模型(2)刻画了落后淘汰型企业和技术创新型企业的动态竞争过程,但是此处暗含了技术创新型企业一直保持良好的技术创新状态。然而,从较长的周期来看,两类企业的状态应当是相对的、动态的。事实上,许多企业在企业生命周期的成熟期,整个企业处于惰性状态,缺少创新所需的内部条件,因此技术创新型企业也同样可能会转变成落后淘汰型企业。在实际观察中,我们也不乏这样的案例。所以,在建立模型时需要考虑这一因素,即我们需要考虑技术创新型企业和落后淘汰型企业相互转变的可能性。 仿照之前的分析,我们称技术创新型企业转变为落后淘汰型企业的过程称为“降级”。

显然,技术创新型企业相对多度的变化率就应当等于落后淘汰型企业的晋级率减去技术创新型企业的降级率。 因此,在对晋级模型(2)进行修正后,我们得到了如下的企业晋级—降级模型:

其中,μ1为技术创新型企业向落后淘汰型企业转变的系数,称0<μ1<1为落后系数;μ2为落后淘汰型企业向技术创新型企业转变的系数,即创新系数且满足0<μ2<1。其余变量和参数的意义均与系统(2)保持一致。

同样利用微分方程定性理论,求解系统(4)的平衡点。令

由ф=a X1+b X2及X1+X2=1,得到ф=a X1+b X2=b+(a-b)X1,代入方程(5),得(b-a)X21+(a-b-μ1a-μ2b)X1+μ2b=0,解得

因为(a(1-μ1)-b(1-μ2))2+4abμ1μ2>0恒成立,因此X*1有意义。考虑到当μ1=μ2=0时,并且此时X*1取得最小值,即X*1=1为X*1的最小值,这与实际生产不符合,因此舍去。即我们只考虑的情况。

对于企业晋级—降级模型(4),显然有

这说明X*1是稳定正平衡点。此时

于是我们得到如下的结论。

定理2:对于系统(4),一定存在唯一的稳定正平衡点(X*1,X*2),其中,

定理2说明,无论两类企业在初始状态下的相对多度是多少,最终两类企业的相对多度X1和X2一定会达到稳定的状态,即两类企业的比例保持稳定不变。

三、数值仿真与分析

1、例1

对于晋级模型(2),考虑X1(0)=0.3,X2(0)=0.7,a=0.2, b=0.3,可得到如下系统:

其中ф=0.2X1+0.3X2。然后在分别取 μ=0.2和 μ=0.4, 得到数值仿真图1和图2。

当μ=0.2时,满足条件,此时X1(t)和X2(t)趋于稳定正平衡解,这意味着随着时间的推移,技术创新型企业和落后淘汰型企业的比例最终趋于稳定;而当μ=0.4时,满足条件,此时X1(t)趋于1,X2(t)趋于0,这意味对着时间的推移,落后淘汰型企业最终都要关门倒闭,市场上只剩下技术创新型企业。

2、例2

对于晋级—降级模型(4),考虑X1(0)=0.3,X2(0)=0. 7,a=0.2,b=0.3,μ1=0.1,μ2=0.25,可得到如下系统:

其中准=0.2X1+0.3X2,得到数值仿真图3。

从图3可以看出,X1(t)和X2(t)最终都趋于稳定平衡解。这意味着,随着时间的推移,技术创新型企业和落后淘汰型企业的比例最终将趋于稳定。

四、讨论

本文针对生产实际,建立了企业晋级模型和企业晋级—降级模型。从企业晋级模型分析可知,当企业创新系数时,技术创新型企业和落后淘汰型企业可以实现均衡;当企业创新系数时,所有企业都会转变成技术创新型企业。而且可以看出,企业创新系数越大,在稳定状态下技术创新型企业所占的比例就越高。考虑到长期生产过程中技术创新和落后淘汰总是在动态变化的,我们建立了企业晋级—降级模型。通过对该模型的分析,可以看出模型存在唯一稳定正平衡点,这意味着当我们考虑技术创新与落后淘汰之间是动态变化的,两类企业最终的比例将保持稳定不变。最后,通过数值仿真实验,我们动态展示了企业创新的演化过程。企业晋级—降级模型强调了竞争的公平性,即企业只有不停地进行技术创新和改革,才能在激烈的竞争中稳定生存下来,以获得更大的发展。我们的结论表明,只有大力支持落后淘汰型企业的科技创新以及技术改革,才能使整个企业群成走上创新发展的道路。

摘要：本文建立于进化动力学理论基础之上,引入创新系数和滞后系数,分别讨论了企业晋级模型和企业晋级—降级模型,运用微分方程稳定性理论分析了其稳定性,并进行了数值仿真。结果表明,模型有效模拟了企业创新的动态演化过程。

生物试题之生物进化 第2篇

选择题：

21.一个生态系统无论大小，都是由( )。

A.生产者、消费者和分解者组成的B.动物和植物组成的

C. 生物部分和非生物部分组成的 D.所有生物组成的

22.东北某林区，山底是落叶阔叶林，中部是红松林，山顶是冷杉林，造成这种分布状况的主要因素是：

A.阳光 B.水 C.温度 D.土壤

23.你在探究“光对鼠妇生活的影响”实验时，如何保证实验结果的不同只是由于光照的不同而引起的?

A.实验中保证充足的光照 B.给以不同的光照和湿度

C.实验中只设定光照这一个变量 D.除了光照不同外，还要给以不同的营养

24.要想最经济的利用生产者固定下来的太阳能，应选择哪一组食物结构?

A.鱼和鸡蛋 B.谷物和蔬菜 C.兔肉和水果 D.豆腐和牛肉

25.小亮调查完公园的生物种类后，将有关的生物分成了动物、植物和其它生物三类。他所采用的分类依据是

A.生活环境 B.形态结构 C.生物用途 D.个体大小

二.非选择题

26.(10分)请你帮忙：

(1)请将下列现象与相应的生物特征用线连接起来。

①老鼠见到猫就逃 a.生物的生活需要营养

②鲸呼气时产生水柱 b.生物能对外界刺激作出反应

③动物每日排尿和排便 c.生物能进行呼吸

④鸽子长大能产蛋并孵出小鸽 d.生物能排出身体内产生的废物

⑤园丁常给花草施肥 e.生物能生长和繁殖

(2)判断是非(用√或×表示)

①所有的生物的生存只需要阳光和营养物质。 ( )

②收集和分析资料是科学探究中常用的方法之一。 ( )

③生物与环境之间彼此孤立，互不影响。 ( )

④无论哪种生态系统，主要的消费者都是野生动物。 ( )

⑤生态平衡是指各种生物因素不能变化的平衡。 ( )

品牌进化新动力 第3篇

建设责任品牌，不能以传统品牌的思维来操作。”责扬天下（北京）品牌文化传播有限公司首席策略官庄巍如是说。作为第一家以企业社会责任品牌管理与品牌传播为核心服务目标的专业品牌机构，责扬天下（北京）品牌文化传播有限公司早在2012年就开始致力于责任品牌研究，并涉及到品牌管理、传播、营销及评估体系等多项工作领域。在接受本刊记者的采访中，庄巍描绘了一幅美好的责任品牌建设蓝图。

《WTO经济导刊》：作为国内最早研究责任品牌的人士之一，您认为责任品牌建设与传统品牌以及责任营销、责任公关、责任广告最大的不同是什么？

庄巍：从责任品牌专业角度来说，这个话题还是比较复杂的。简单来讲，传统的品牌战略首先要符合企业发展愿景，并根据自身品牌成长阶段与发展现状，确立品牌定位与目标，据此将产品创新、市场竞争力、产业链升级及企业文化等方面纳入到品牌战略规划中。其最终目的是为了增强品牌的市场竞争力，提升消费群体的品牌忠诚度以及产品销售业绩。并通过营销实现市场销售目标、消费者沟通与品牌体验。

而责任品牌不但包含而且已超越了传统品牌的范畴，是未来品牌发展的新趋势。责任品牌的最大不同是在于它将企业的可持续发展观作为战略的主导和品牌价值的核心，更是将企业的所有利益相关方作为品牌沟通的对象，而非某些为销售而特定的消费人群。企业也将满足利益相关方期望、追求社会进步、实现价值共享等方面，作为品牌战略的发展目标。并通过将企业社会责任理念融入品牌价值体系中，使其成为品牌的DNA，使企业品牌战略、品牌文化、品牌资产提升获得了一个更具持续性的品牌驱动力。

而责任营销则是以企业社会责任理念做为营销策略的核心思维，将推动或达成企业社会责任管理和实践所涉及的安全生产、绿色产品、环境保护、员工成长、公益发展、合作共赢等目标，而采取的营销举措。如通过利益相关方沟通、跨界合作、创建公益平台、社会化媒体传播等。

而责任公关就是企业为回应利益相关方期望，向利益相关方传递企业的社会责任理念与履责实践行为，通过公关活动及媒体合作等形式进行多渠道的信息沟通。同样，责任广告也是将企业社会责任植入企业形象广告中进行视觉化形象呈现，通过多种广告表现视频及画面达成公众沟通与认知，是企业塑造负责任的品牌形象的最有效途径。

《WTO经济导刊》：那么您认为应该如何建设责任品牌？

庄巍：首先，责任品牌建设要与企业整体战略布局紧密地联系在一起，并通过审视企业在CSR领域的发展空间与需求，将CSR植入企业的品牌发展的内核，从而规划出清晰的发展目标和构建路径来推动责任品牌建设。

在企业导入责任品牌过程中，要考虑品牌建设存在的诸多环境因素，要根据企业自身的实际情况，选择可形成品牌驱动力或易于延伸的导入路径，分阶段地逐步加以推进。

另外责任品牌建设的策略与传统品牌已有很大不同，责任品牌要从利益相关方识别与需求洞察入手，要考虑到利益相关方对企业履行社会责任的实际期望，借此来制定相应的利益相关方沟通、责任营销、形象塑造、文化建设，以及将企业社会责任融入企业运营等责任品牌的多层建设策略，从而帮助企业达成责任品牌建设与企业发展战略的高度融合，让责任品牌建设在企业发展中最大化地发挥作用。

《WTO经济导刊》：能否以某个责任品牌的构建过程为例来说明上述过程？

庄巍：目前责任品牌建设还处于初期阶段，但是可以找到很多与责任营销、责任公关、责任广告相关的案例。比如星巴克咖啡。在商业运营方面，星巴克承诺让所有新成立的直营店的施工均要符合LEED美国绿色建筑委员会制定的能源与环境设计标准。这就是企业社会责任的体现，而且是长期开展的，它不但能够提升星巴克管理绩效、还降低成本，并能够满足环境保护的需求，更符合社会公众的利益，有助于星巴克树立绿色环保的责任品牌形象。

在责任营销方面，星巴克曾组织了一个咖啡杯峰会，还邀请了麻省理工学院和组织学习协会，共同探索饮料杯回收的系统化问题。以此为基础，2009年和2010年举办的两次咖啡杯峰会活动，吸引了包括各方政府官员、原材料供应商、纸杯生产商、零售商和饮料企业、消费者代表、回收部门、竞争对手、环保组织与学术专家等各利益相关方的积极参与，受到了广泛好评。这就是一次比较成功的责任营销案例——与各个利益相关方进行了有效的沟通，既解决咖啡回收的难题，又向大众传递了或者说“营销”了星巴克的绿色环保的理念。当然，星巴克的品牌文化与客户体验方面也是非常有特色和成功的。它们同样将企业社会责任的环保理念融入其中，如鼓励并支持顾客参与花园堆肥活动，为客户免费赠送5磅袋装咖啡渣；为员工提供参与可改善环境的社区项目的机会，举办全球服务月活动等等。

《WTO经济导刊》：您如何看待当前企业界责任品牌建设的现状？

庄巍：目前，企业都在积极开展CSR工作，但如何让CSR工作在企业品牌建设中发挥作用，还存在很多问题和挑战。我们发现有些企业在制定CSR规划时，还停留在报告及企业基本运营层面，还没有将CSR提升至企业品牌战略层面，尤其缺乏CSR与品牌发展的相关性和紧密性的思考、以及CSR在解决品牌阶段性需求及长远品牌化建设方面的思考。这就有可能会错失CSR作为企业品牌建设应获得的尤为珍贵的基因。比如品牌个性、品牌联想、品牌形象、品牌沟通；还有品牌认知度、品牌公信力及品牌声誉度等。这对于那些身处安全、健康、环境等社会敏感危机话题中的企业更为重要。所有企业还是要尽早地行动起来。而责任品牌的建设路径就是为品牌进化而存在的。

生物的进化生物教案 第4篇

“生物进化的历程”这节课的内容抽象,是学生较难理解的,关键是教师如何引导,激发他们的思维。讲解化石时,利用化石标本给学生观察,把抽象化为直观。讲生物的进化历程时,应通过列图形式把抽象问题化解为直观的问题,通过拼图“生物进化树”的游戏活动使学生对生物进化有更直观的理解。

【设计理念】

生物进化的历程极其漫长而复杂。因此，本节教学内容，要求教师要把握好教学目标，不要增加知识的难度。本节课以新课程倡导“自主探究、合作学习、创新发展”的理念为依据，以过程作为本节的主线。通过精心创设问题情景，引导学生开展讨论，获得知识，并将所学知识用于生活实践。

【教学目标】

(一)知识目标

1.举例说出生物进化的总体趋势。

2.概述生物进化的主要历程，形成生物进化的观点。

3.说出研究生物进化课题的一些基本方法。

(二)能力目标

观察化石、标本、图片等，尝试推测生物可能的生活环境，并且对生物的进化趋势进行推理。培养学生分析、推理、归纳和比较的能力。

(三)情感目标

通过对生物进化历程的学习，使学生进一步树立正确的唯物主义思想。激励学生保护生命，热爱生命。

【教学重点】1.说出生物进化的总体趋势。

2.描述生物进化的主要历程。

【教学难点】

通过完成进化树，概述生物进化的主要历程。

【教学准备】

教师准备：有关视频、图片和数据资料、化石课件。

学生准备：课前预习;尽可能搜集有关资料，按小组收集整理。

【教学课时】1课时

【教学流程】

(一)复习提问

1.生物进化的主要证据是什么?

2.科学家比较各个地层中的化石后发现：不同年代的地层里成为化石的生物有什么特点?

思考并回答不同年代的地层里成为化石的生物：古老地层中的简单，晚近地层中的结构复杂。通过对化石的复习，为生物进化历程做好铺垫。

(二)导入新课：

播放影片《侏罗纪公园》的精彩片段，讲述：在生命进化的长河中，中生代称霸一时的恐龙现在销声匿迹了，而龟、鳄鱼却顽强地存活下来，不断地进化和发展。生物进化的历程是怎样的呢?这节课我们来学习第三节生物进化的历程。观看影片进入情境，激起学习新知的兴趣，快速进入思维状态。

学生在特定的情景中，才会缩短学生、教材、教师的距离。

(三)探究新知：

生物进化的总体趋势：

1.过渡生物进化是一个漫长的过程，无法直接用观察和实验的方法再现。科学家在研究生物进化的历程过程中对不同类群的生物进化比较，对比不同类群的生物的结构、功能和生活习性，发现各类生物的相同和不同的特点。前面我们已经学习过动植物类群的相关知识，大致了解了它们的主要特征，有的类群结构简单，有的结构复杂，下面我们就来回顾一下。

2.展示图片

3.提问：

上面五幅图片中的植物分别是什么名称?属于哪个类群?生活环境、器官、生殖各有什么特点?

4.提问通过比较植物的生活环境和形态结构特点，你们能发现什么规律?

5.展示脊椎动物心脏结构图片并提问：

(1)它们分别表示哪种动物的心脏A_____、B______、C ______、D _______。

(2)鱼类的心脏______心房________心室，

两栖类的心脏______心房______心室，

爬行类的心脏_______心房________心室，心室里有_____________________，鸟类和哺乳类的心脏______心房______心室。

(3)推测哪类动物的血液输送氧气的能力最强?试从图中动物的心脏结构特点推测它们的进化历程。

(4)鱼类、两栖类、爬行类、鸟类和哺乳类的生活环境有什么特点?

6.引导学生总结纵观生物进化的历史，其总体趋势是：形态结构上是从到;生活环境上是从到;进化地位上是从到。

(四)层层递进：生物进化的主要历程

1.过渡从最早的原始生命发展到今天的哺乳动物，生物的进化已经持续了近40亿年的时间。科学家通过对不同年代化石的纵向比较，以及对现存生物种类的横向比较等方法，推测出了生物进化的大致历程，为了方便人们的理解，把这个复杂的过程画成了一棵进化树。

2.展示出生物进化树图片。

3.引导学生思考：

(1)为什么进化树的根是一个完整体，而逐渐产生了动植物的分支?

(2)此树从树根到树梢代表什么的延伸?主干代表什么?大小分枝代表什么?

4.进一步完成讨论题：

(1)动物和植物进化的主要历程分别是怎样的?请用一种简捷的方式表示出来。

(2)生物进化树是否全面?为什么?

(3)地球上最早出现的陆生脊椎动物是谁?

(4)原始生命分化为原始藻类和原始单细胞动物的根本原因是什么?

5.观察生物进化树思考回答：

(1)现在各种动植物都是进化树根上原始生命进化来的。

(2)此树从树根到树梢代表时间的延伸。主干代表各级共同祖先大小分枝代表相互关联的各个生物类群的进化线索。

6.根据生物进化的总体趋势分组讨论，分组展示讨论的结果，共同完成进化树，并解释出把自己的号牌和贴画放在某个位置的理由，完成生物进化树。

7.讨论回答：

(1)植物进化历程：原始单细胞藻类→原始苔藓→原始蕨类→原始种子植物

动物进化的历程：原始的单细胞动物→原始的无脊椎动物→原始的脊椎动物

(2)不全面，因为生物进化树缺少缺少病毒和原核生物。

(3)最早出现的陆生脊椎动物是古代的爬行类。

(4)分化的根本原因是营养方式的不同。

用进化树的形式介绍这一内容可以通过直观又简洁的方式使学生接受这个知识。在完成进化树的填图之后，纵观全局，便于学生理解人类和其他生物来自共同祖先这一真理。便于教育学生热爱生命，关爱生命。

8.“让生物进化树结出果实小游戏”能够激发学生的学习兴趣，还能很好体现学以致用。

让学生试着写出动物和植物的进化历程，是对学生动手能力和书面表达能力的锻炼。

(五)归纳梳理：

引导学生总结：本节课我们知道了研究生物进化的常用方法—比较法;理解了生物进化的大致历程和总体趋势。现在的各种生物虽然性状有很大的差别，但是都起源于同一祖先。希望我们人类和自然和谐相处!

巨兽时代：生物进化与体型 第5篇

洪荒巨种

在寒武纪（5.41亿～4.85亿年前），奇虾就已经登上历史舞台，它是节肢动物的近亲，虽然没有发育出分节的附肢，但是身体已经分节，体长可以达到1米，比现今大多数虾蟹都大上不少。在那个缺乏高等动物的年代，它是可怕的海洋捕食者。奇虾有一张巨型的口，里面有4个大牙板，32个小牙板，这张原始的嘴在咬合时上下牙板不能接触，因此人们常在三叶虫化石上发现“W”形的咬痕。它们最突出的特点是口两侧的两个显眼的附肢，其可能有辅助进食的作用。此外，奇虾的复眼含有1.6万个小眼，这双眼睛即使在现代也算锐利，而在那个大多数动物只能勉强分辨黑白的时代，奇虾因此牢牢地控制着主动权。而奇虾的口中餐三叶虫也不甘束手就擒，它们浑身长刺或者增大体型。到后来的奥陶纪（5.1亿～4.38亿年前），甚至出现了70厘米长的大家伙——霸王等称虫。

在奥陶纪又诞生了另一类掠食者——广翅鲎，由于它们长有一条长尾巴，也被称为“海蝎子”。这些早期节肢动物与奇虾不同，它们有坚硬的外壳，是一种攻防兼备的物种。作为早期登上大陆的先锋动物类群，它们已经具备了一套可以短期适应陆地的呼吸系统，因此可以两栖生活，不过还不能离开岸边太远。它们在海洋中横行了2亿多年，甚至在距今2.5亿年前的时候还出现了2米多长的大家伙——巨型羽翅鲎，它们凶残至极，虽然群居，但很可能同类相食。

广翅鲎为什么有那么厚重的铠甲？原因就是有更大的生物对它们虎视眈眈，那就是角石。角石属于贝类，根据现有的化石来看，它们中有些体型极为巨大，最初估计可能有11米长，现在看来多少有些夸张，但至少也有6米，而且这仅是贝壳的长度。在它们面前，即使最大的广翅鲎也只是个小家伙。

巨大的昆虫也在随后出现，已经灭绝的原蜓类曾经非常巨大，令人印象深刻。其中，出现在距今3亿年前的早二叠世的古原蜓翼展可以达到71厘米，是已知最大的古蜻蜓类。这种古原蜓是凶猛的掠食者，可以想象，它们游曳在古地球沼泽和森林的上空，迅猛地落在疏于防范的动物头顶。由于体型很大，它们几乎可以捕食当时所有的昆虫，甚至能够捕猎一些小脊椎动物。

新贵崛起

在早期无脊椎动物统治的时代，脊椎动物们已经作为物种新贵悄然崛起了。下颌在鱼形动物中的出现，使得它们获得了咬合能力，由于以内骨骼为支撑，鱼形动物具备了比同体型无脊椎动物更强的力量。盾皮鱼就是这样的生物，其中的泰雷尔邓氏鱼更是登上海洋猎食者的顶峰，其生活于距今3.8亿～3.6亿年前的泥盆纪晚期，长达10米，重 3.6 吨，是当时最大的海洋捕食者。同样游曳在泥盆纪晚期海洋中的还有霸鱼，它与邓氏鱼体型相仿，但缺乏尖牙利齿，很可能是滤食性的。

之后，随着更先进的鲨鱼和硬骨鱼类的出现，它们从小到大，逐渐成为海洋的霸主，原始的盾皮鱼开始走上绝路。在水陆交接处，两栖动物崛起并且成长为巨型动物，如引螈可以长到2米长，而它的后辈普氏锯齿螈生活在距今约2.7亿年前的二叠纪，体长可以达到9米，成为有史以来最大的两栖动物。

就在两栖动物兴盛的同时，爬行动物以更强的陆地适应能力占据了优势。在二叠纪中晚期开始出现了一类特殊的爬行动物——类哺乳动物，它们中也出现了一些大体型者，尤其是笨重的二齿兽类。二齿兽类的典型代表是肯氏兽，它可以长到3米长，重达1吨。肯氏兽最引人注意的是它们沉重的头骨从嘴的两边伸出两个类似吸血鬼一样的长牙，“二齿”因此得名。肯氏兽的嘴的末端有喙，能够切碎坚硬的植物。它们用长牙和喙掘土，取食营养丰富的贮藏根以及类似的东西。尽管类哺乳动物的后代是当今地球上占据主导地位的动物类群之一，但它们却没有在这个地质时期继续蓬勃发展起来，相反，它们在三叠纪慢慢衰亡，到侏罗纪时，整个类群只剩下小型食虫哺乳动物。不过还好，就是这些残存的渺小希望成就了今天多样的哺乳动物，当然也包括如象和鲸等大型动物。

之后，接管星球的便是另一类爬行动物——恐龙，这些巨兽和翼龙、鱼龙等，足足统治了地球1.6亿年之久，直至6500万年前的大灭绝事件，唯一留下的后代便是今天的鸟类。

巨化利弊

从动物进化史中，我们可以发现一条规律：不管是无脊椎动物还是脊椎动物，所有巨兽最终都走向了衰亡，无一幸存至今，而幸存下来的恰恰是小型化的同类。

从生物进化的角度来看，适度增大体型确实是进化的趋势。有一个“体型增大定律”被进化生物学家所认可，它的前半部分内容是，在进化的每一个小分支中，都是从小体型开始，然后逐渐增大，直到最大体型。

关于动物体型增大的原因，众说纷纭。一般认为，处于上升期的生物类群较同时期的其他物种更先进，生命力更强，在新的环境中获得了丰富的食物，或者开辟了新的食物资源。当它们数量繁殖到一定程度以后，种间竞争便开始加剧，这时有几种机制会推动物种体型的增大。

第一个机制是，增大体型可以使动物在与利用相同生存资源的物种竞争时获得武力优势，从而在这条道路上继续进化下去；第二个机制是，有些还未开发的生存资源可能只有大体型才能获取，一些物种为了利用这些资源而增大体型，其代表就是开发树冠资源的长颈鹿；第三个机制是，适度增大体型可以提高奔跑的速度和耐久力，对捕食者而言可以提高捕食的成功率，而对被捕食者而言则可以增加逃生的概率；第四个则是巨型化对食草动物来讲可以起到保护作用，减少猎食者对它们的伤害，这也是陆地上最大的动物都是食草动物的原因。

但大型化也要面临相应的问题，如体重达7吨的非洲象能推倒树木，搬动超过1吨的重物，但这只相当于50千克的人搬动10千克的物体。人类几乎可以移动和自己等重的物品，从这个角度来讲，大型动物被“虚弱化”了。高大的身体和巨大的体重对它们的骨骼、关节和心脏等器官造成严峻的挑战，使得单位体重的行动能力减弱。而它们一旦摔倒就可能严重受伤，因为重心降低所释放出的重力势能即使不能震断骨头也往往会伤及内脏。

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体积越大，相对表面积就越小，热量将无法及时散出，很可能引起恒温动物体温过高。为了防止此类情况出现，大象、河马等动物体表很少有毛，目的就是加快散热。同样的原因，肺部和消化道因缺少足够的交换面积也会出现问题。对于昆虫来讲，要增大体型更困难，它们缺乏内骨骼作为支撑，更重要的是，它们的呼吸系统是一些原始的管状结构，这些气管从气门开始，分支成遍布机体的微型气管。尽管呼吸效率低下，但是二叠纪时的大气压高于现代，达到了35%的氧气浓度，这为它们提供了足够的支持。

事实上，对物种来讲，使身体变大远比变小要困难，因为每一次增大体积都必须解决相应而来的困难，而且困难会越来越大，这需要足够长的时间来积累基因突变。化石记录表明，哺乳动物的体型从老鼠那么大进化到大象那么大，需要大约2400万代，也就是数千万年以上的时间，而岛屿中大象矮化成“大猪”只用了大约4000年。更有研究表明，灵长目动物的体态特殊，是哺乳动物中最难增大的；化石记录也证明，人类体型是增大速度最慢的。

没落之始

但是，“体型增大定律”的后半部分却不怎么美好——当物种体型达到最大以后，接下来往往就要面临灭绝的危险。

如果我们回溯物种的进化历程就会发现，那些曾经的巨型生物已全部灭绝。如果关注这些灭绝事件，我们会发现每次都伴随着环境的巨变。为什么环境的变化更容易给这些大型动物以打击呢？目前有一些假说。一方面，环境变化往往会对植物造成影响，使植物的生产力降低，还会引起植被的演替，那些巨大的动物因无法获得足够的食物而死亡。另一方面，由于大型动物所需的生存资源多，它们的领地更大，这必然导致种群密度降低，一旦环境恶化，种群密度下降的情况就会被严重放大，个体相遇困难，繁殖机会减少或发生近亲繁殖，后代适应性因此减弱，种群走向灭亡。

我国著名古生物学家裴文中先生认为这一观点还需要修正，他以大熊猫和豺为例，这两种动物现在都已濒临灭绝，但它们并非是在体型最大的时候走上绝路的，因为它们现在都比最鼎盛时的体型小了一些。因此，裴先生提出的观点是，动物在体型开始由大变小的过程中发生灭绝。对此的解释是，当一个物种适应性减弱或者受到竞争压力时，包括食物在内的生存资源减少，不足以维持其鼎盛时期的体型，因此随着体型的减小，群体也开始衰败。

不得不承认，随着现代人类的活动，我们正在改变着环境，污染物的排放和温室气体造成的气候变暖正是具体表现。尤其是温室效应，随着全球平均气温的升高，冰川融化，洋流因此受到影响，进而造成了各地小气候紊乱，出现了许多极端情况，如冬天更冷，夏天更热。动物的生存资源也受到了影响。

新加坡国立大学生物学家大卫·比克福德曾估计，全球平均气温每上升1℃，植物体型可能缩小3%～17%，而动物体型缩小的比例可达6%～22%。据统计，苏格兰圣基达岛上的索艾绵羊在最近24年内体型平均缩小了5%（2千克），腿平均缩短了1.3厘米。近期，在对比近300个北极熊头骨标本后，科研人员发现其头骨尺寸在过去百年里缩小了2%～9%，体态也变得更加苗条，这可能是食物不足引起的。美国的科学家更是统计到了29种野生动物的体型比20年前小了1/5，生育年龄则平均提前了1/4。澳大利亚的鸟类同样也被发现在变小。

当然也有反例，有些动物的体型大了起来，这很可能是局部气候异常的影响，如加利福尼亚中部的鸟类正在增大，其体重和翼展都增加了2%～5%不等。而一些地区则因为冬季缩短，结果昆虫、蜘蛛等的取食周期增长而造成体型增大……

至于人类，很可能也无法置身世外。有学者认为，如果继续任由其发展下去，在几万年的时间内，人类和许多大型哺乳动物的体型都可能缩小一半。如果没有在缩小的过程中灭绝的话，那时人类的身高将只有1米左右——这大概不是一个好消息。

【责任编辑】庞 云