生物界有一個看起來比較矛盾的事實：

小尺寸的生物在進化上往往更有利，但生物卻又總是在想方設法、不遺余力地變大！

各種細胞 Wikimedia Commons

小尺寸的生物——包括微生物細菌、單細胞藻類和真菌等在種群數量級上大到難以想象，而且還有著超乎想象的多樣性。

不僅如此，小尺寸的生物還具有難以置信的適應彈性，可以在環境變化中生存下來，所以它們中的一些成員相當古老。

而作為對比，大尺寸的生物往往需要更長時間生長和成熟，因此它們的繁殖速度更慢，這降低了進化的速度，同時也失去了適應彈性。

所以，環境變化最先倒下的都是是大型生物。

比如6600萬年前，小行星撞擊導致恐龍滅絕的事件中，陸地上任何比家貓更大動物都滅絕了。

事實上，即便沒有大災難降臨，大尺寸的生物似乎也不太能夠應對物理和生物環境的長期發展，基本沒有什么大型生物可以長期演化下去的，通常在較短時間內就會走向滅絕。

那么，有趣的問題是，既然進化對小生物更有利，那生物為什么還會變大呢？

大部分生物確實都在想方設法地挑戰物理極限，讓自己變得更大，事實上這就像是一個“陷阱”一樣，且生物對此無法自拔。

圖：這個被稱為達爾文蘭花，它與授粉飛蛾都高度特化了，除了彼此無法再適應其它生物

為什么小生物更具適應性？

我們前面提到過，體積太大會導致進化速度慢和喪失適應彈性從而滅絕，除了因為成熟的時間變長了之外，還有一個根本原因，就是大尺寸的生物體需要更多的專業化來維持。

例如，較大的脊椎動物需要不成比例的厚骨骼和大肌肉，如果鼩鼱等比例長到大象大小的話，那么它們的骨骼也將無法支撐身體。

這種專業化在生物學上有一個專業的名詞來形容——叫做特化。

如果你了解這個名詞的話，你就會知道高度特化的物種有多脆弱了。

高度特化的特征意味著它只對特定的環境有效，而且越是高度的特化，它的機動性就越差，越難以發生改變。

大象其實即便沒有人類，也相當容易滅絕 Ikiwaner

這就是為什么幾乎所有大型生物都會走向滅絕，而不是繼續演化的原因，因為隨著體積變大，它們將用完所有“進化潛能”，直到無法做出任何改變去應對最簡單的變化。

小型生物正好相反，它們不需要太專業化，同時可以快速完成繁殖使命，積累基因突變來適應變化。

更重要的是，因為尺寸小，它們可以更精細地分配資源，將更多物種和個體容納在同一棲息地空間中，確保多樣化不易完全滅絕。

昆蟲是資源分配的大師，所以單個昆蟲類群的物種數量就超過了所有其他動物類群的總和，這使得它們可以稱得上是地球上最成功的動物類群。

另外，小尺寸生物因為不需要對自身生物體的維持做出太多努力，所以它們對環境的適應是我們遠超想象的。

那些較小的生命體，如一些古細菌可以在200°C 溫度的深海噴口生存，水熊蟲這樣的節肢動物也可以忍受高輻射的環境。

事實上，一些人認為微生物可以在隕石內完成星際旅行并存活下來，所以哪天你看到新聞說，太陽系其它地方的生命有著與地球生命共同的起源，不要覺得意外。

既然小尺寸生命如此強大，那么為什么生物還會選擇變大？

Wikimedia Commons

大體積的進化陷阱

古生物學家愛德華·科普（Edward Cope）曾提出，所有譜系中的個體在進化過程中都傾向于體型增大。

雖然有時候會存在一些例外，但生物在進化過程中確實傾向于變大，這點是毫無疑問的，那些傾向于變小的生物，通常是因為資源的限制，而且這種限制不至于導致其滅絕。

之所以生物傾向于變大，自然是因為越大越容易給它們帶來更多生存和繁殖的機會。

對于種群外部來說，較大的體型意味著能夠更容易躲避掠食者，捕食獵物，所以大象和鯨魚除了人類之外幾乎沒有天敵。

對于種群內部來說，較大的體型更能戰勝競爭對手，無論是動物，還是植物，還是其它生物類群，更大都意味著相較于同類可以得到更多生存資源。

細胞增大后，表面積和體積比值下降 Wikimedia Commons

對于個體來說，較大的生物體也往往更擅長保存熱量，這是因為隨著體積增加表面積與體積的比值會下降。

另一方面，這對于有性繁殖而言也是有利的，不僅僅體現在較大體型能在種群競爭中勝出，還有體型更大往往也意味著擁有更多的生殖細胞。

生物被“設計”成傳遞基因的使命，較大的體型無論從哪方面出發，它都對傳遞基因有利，所以生物傾向于變大，是可以理解的。

但就像我們前面提到的，這種有利只是眼前的，而不是長久的，它就像一個陷阱一樣。

另外，值得一提的是，在變大這件事上，地球的生命花了很長時間才找到方法。

單細胞生物的第一個證據可以追溯到大約38億年前，當時新形成的地球已經冷卻到足以讓有機生命出現的程度。

但是，單個細胞的大小有物理極限值，無論太大、還是太小都會導致細胞崩潰，太大的話營養輸送都會出問題，而太小的話它難以自我能量為此。

生物想要變大的唯一方法就是合作——變成多細胞， 而地球多細胞的出現時間不到10億年，在地球生命歷史的大部分時間里都是以簡單的單細胞存在的。

古老的藻類化石，圖源：S Bengston et al/PLOS Biology

同樣因為營養輸送問題，多細胞生物在變大這件事上其實只有兩種選擇：

一種是細胞合在一起之后彼此攤開，或者彼此連接，這樣它們不需要內部運輸系統也能維持生物體，古老的多細胞生物就是先找到這種簡單的變大方式，所以那些古老的多細胞生物要么是扁平的，要么線狀的。

不知道何時起，生物找到了另外一種方式——讓不同的細胞專門從事不同的工作，包括結構支撐、消化食物以及移動氧氣和二氧化碳等物質。

也正是找到了這種方式，地球生命在變大這條路上變得一發不可收拾，不停嘗試各種變大方式。

但似乎歷史已經說明一切，變大是一條不歸路。