# 科学家总结了动物进化的七条规则

自然界有一些规律可以解释我们在动物王国中看到的极端形状和大小。

动物的形状和大小各不相同，从巨大的大象和庞然大物的鱿鱼，到微小的狐猴和小小的青蛙。但是自然界的这种疯狂中有一些方法，尽管进化是不可预测的，但有一些既定的规则来解释动物如何形成这些极端形状。

以下是科学家们确定的七条规则，用来描述进化趋势。请记住，这些是一般趋势，并不适用于每个物种。即使是自然的规则也有例外。

# 伯格曼规则

伯格曼规则指出，动物在寒冷的气候中进化为更大的体型。这种趋势发生的原因是较大的动物具有较小的表面积与体积比，有助于减少热量损失。因此，相比较较小的动物，较大的身体更擅长保持热量。

例如，根据德克萨斯大学奥斯汀分校的研究，北极熊(Ursus maritimus)比生活在东南亚热带地区的太阳熊(Helarctos malayanus)高出两倍半以上。这条规则以德国生物学家卡尔·伯格曼(Carl Bergmann)的名字命名。

# 艾伦规则

艾伦规则指出，在寒冷的气候中，动物的附属肢体(如四肢、耳朵和尾巴)通常比温暖地区的亲属要小。与伯格曼的观察类似，这条规则与保持热量有关。

附属肢体通常比体积更大，因此较大的附属肢体比较小的附属肢体散热更快。例如，北极兔(Lepus arcticus)的腿和耳朵比美国沙漠兔(如黑尾兔(L. californicus)和羚羊兔(L. alleni))要短小。艾伦规则以美国动物学家乔尔·艾伦(Joel Allen)的名字命名。

# 平方立方定律

平方立方定律基于数学原理，即两个体积的比大于它们的表面积的比。这个原理意味着随着动物变得更大，它们的体积增长速度比表面积快，较大的动物最终会比它们的四肢能够支撑的质量更大。

平方立方定律对动物的体型有一个理论上的限制，据《生活科学》之前报道，科学家们认为陆地动物的重量限制大约是120吨(109公吨)。

# 岛屿规则

岛屿规则，也称为岛屿效应或福斯特规则，认为岛上的小动物往往会进化成为其大陆亲属的巨大版本，而大动物则会进化成为其大陆亲属的侏儒版本。

根据岛屿规则，尺寸范围极端的动物会朝着适合岛屿资源和捕食者(或缺乏捕食者)的中间尺寸发展。《自然生态与进化》杂志于2021年发表的一项研究发现，岛屿规则在哺乳动物、鸟类和爬行动物中普遍存在，例如巨型蜥蜴和灭绝的侏儒象。

# 岛屿鸟类进化为不会飞行的形态

《美国国家科学院院刊》于2016年发表的一项研究发现，岛屿鸟类会进化为不会飞行的形态。从灭绝的毛里求斯渡渡鸟(Raphus cucullatus)到现存的新西兰几维鸟，岛屿上的鸟类长期以来就存在着不会飞行的现象。然而，大多数岛屿鸟类仍然保留了飞行的能力。2016年的研究发现，即使是飞行的鸟类在岛屿上也会进化出较小的飞行肌肉和较长的腿，这意味着所有岛屿鸟类都在某种程度上朝着不会飞行的方向进化。这些特征在捕食者较少的岛屿上更为显著，暗示减少的捕食压力鼓励鸟类放弃飞行。

# 深海巨兽

无脊椎动物在深海中有进化为巨兽的趋势。想想巨型鱿鱼(Mesonychoteuthis hamiltoni)或巨大的螃蟹。较大的动物可以更远地寻找食物和交配，这可能有助于解释为什么在资源稀缺的深海中有如此多的巨兽存在，《生活科学》之前报道。较大的动物还具有更高效的新陈代谢和更大的能量储存能力。最后，深海是寒冷的，因此深海巨兽与伯格曼规则相一致，即寒冷气候会产生较大的动物。

# 伦斯规则

伦斯规则描述了性二态的趋势，即一性比另一性更大。该规则指出，在动物谱系中，当雌性比雄性更大时，性二态随着体型的增大而减小；而当雄性比雌性更大时，性二态随着体型的增大而增大。

《美国国家科学院院刊》于2004年发表的一项研究发现，在较大的滨鸟物种中，雄性通常比雌性更大，而物种中雄性越大，性二态越明显。相反，在较小的滨鸟中，雌性通常比雄性更大。