蝌蚪的变化(图片来源:giphy)
线性增长的关系是由平方-立方定律决定的。当一个生物体的长度翻倍时,那么它的表面积将是原来的4倍,而它的体积和质量将是原来的8倍。
但在现实中这样的生物会出现很多问题。
先假设动物体型翻了一倍,现在有8倍的生物组织来支持它的生存,但是如果按照前面的说法,它的呼吸器官表面积应该变成原来4倍,那么它的身体供需关系就会出现不匹配的情况,原有的呼吸器官提供的氧气就不足以维持现有的体型能量消耗。
同样,当我们翻倍动物的体型时,骨头的面积是原来2倍,而质量却变成了8倍,这是完全不合适的。
如下图所示,拿大象的照片和斑尾袋鼬的照片放大到同等大小去比较,很容易发现大象的腿要粗得多。如果真的把斑尾袋鼬按照自身的比例放大到大象那么大,按照上一段中的分析,它一定站不起来,而大象为了能站立,它的腿必须很粗才行。
上图为大象骨架,下图为斑尾袋鼬骨架
两者体型大小不一,骨骼大小也不一样
(图片来源:Wikipedia)
所以生物的行为、形态和生理等特征与体型之间的关系不会是完全等比例的,也就是异速增长,而非等速增长,所以这个b值是1以外的数值。
关于这个b值究竟是多少,不同科学家都提出了自己的想法。
生物学家Robert Henry Peters 在他的著作《体型的生态学意义》中,列出了1000多个异速增长公式以描述不同的动物特征与体重的关系。这些异速增长方程的尺度指数 b = 3/4 或 b=2/3。
《体型的生态学意义》
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