为什么电影中巨兽不可能存在？ _小知识

图片：DariuszSankowski / CC0

文章插图

文章插图
苏澄宇，动物科学 / 动物营养 / 冷门问题收割者生物学中有一个概念叫“异速增加关系” ，即

生物的行为、形态以及所需能量等心理特征与体型之间存在着一种定量关系，也就是说这些生物学特征会跟着生物体型的转变而发生定量的转变 ，并且这个转变不是当作比例的。

这一概念最早由朱利安·赫胥黎(Julian Huxley)于1932年提出，可以用一个数学表达式暗示：

文章插图

E 为生物学变量（如动物的代谢率，可以理解为动物单元时候内耗损的能量）；
M 为体型（一般用体重暗示）；
3/4 为函数幂（也称标准因子）。

生物的行为、形态和心理等特征与体型不是等比例增加。 先假设生物学变量与体型是线性关系，也就是生物的体型越大，生物学变量值也就越大，则：标准因子=1；
【为什么电影中巨兽不可能存在？】这种环境在天然界是存在的，可是有前提的。举个例子，青蛙除了在蜕变后的几周的短临时期外都是线性发展的，是等比例的。但这种线性发展并不是持久的，为什么？

文章插图
线性增加的关系是由平方-立方定律决议的。当一个生物体的长度翻倍时，那么它的概况积将是本来的4倍，而它的体积和质量将是本来的8倍。
但在实际中这样的生物会呈现良多问题。

文章插图
先假设动物体型翻了一倍，此刻有8倍的生物组织来撑持它的保存，可是若是按照前面的说法，它的呼吸器官概况积应该酿成本来4倍，那么它的身体供需关系就会呈现不匹配的环境，原有的呼吸器官供给的氧气就不足以维持现有的体型能量耗损。
同样，当我们翻倍动物的体型时，骨头的面积是本来2倍，而质量却酿成了8倍，这是完全不合适的 。伽俐略在其《关于两个新科学的对话》中会商的典型例子就是关于兽类骨骼，即其骨骼因身体尺寸增添而会变得更健旺和增大。
后来，工程师托马斯·麦克马洪扩展了伽利略的不雅测规模。他测量了一些博物馆的动物标本，发现腿骨直径的转变可以用一个异速增的关系式来描述：即腿骨直径是其身高的3/2次方。这个指数导致较大的动物骨骼相对较粗。
例如，大象的股骨固然是狗的10倍长，但倒是比狗的粗20倍。这种骨骼比例关系被称为“弹性相似” ，这种骨骼比例的转变有助于连结恒定的应力，从而抵御欧拉掉稳。
如下图所示，拿大象的照片和斑从头至尾袋鼬的照片放大到划一大小去比力，很轻易发现大象的腿要粗得多。若是真的把斑从头至尾袋鼬按照自身的比例放大到大象那么大，按照上一段中的阐发，它必然站不起来，而大象为了能站立，它的腿必需很粗才行。