1。表面積対体積比:
*生物が大きくなると、その体積は表面積よりも速く増加します。これは、表面積と体積の比率が減少することを意味します。
*表面積は、ガス、栄養素、廃棄物の交換に不可欠です。 表面積と体積比が小さくなると、より大きな生物がこれらの材料を効率的に交換するのが難しくなります。
2。物理的制約:
* 重力: より大きな生物はより多くの体重をサポートする必要があり、それが骨や筋肉にストレスをかける可能性があります。
* 構造の制限: 骨や外骨格などの構造を構築するために使用される材料は、壊れる前に非常に多くのストレスにのみ耐えることができます。
* 拡散: 生物が大きくなるにつれて、体内の栄養素と廃棄物の拡散の距離が増加し、効率が低下します。
3。生理学的制約:
* 代謝率: より大きな生物は、身体機能を維持するためにより多くのエネルギーを必要とします。ただし、代謝率はサイズに比例して増加することはなく、エネルギー需要を満たすのが難しくなります。
* 循環システム: より大きな生物には、体全体に酸素と栄養素を供給するために、より複雑な循環系が必要です。これは、サイズが増加するにつれて非効率になる可能性があります。
* 廃棄物の除去: より大きな生物はより多くの廃棄物を生成し、それを除去するために効率的なシステムが必要です。
4。環境要因:
* 食品の可用性: より大きな生物は、エネルギーニーズを維持するためにより多くの食物を必要とします。 これは、リソースが不足している環境で制限される可能性があります。
* 捕食: より大きな生物は、特にゆっくりしているか、機動性が限られている場合、捕食者に対してより脆弱になる可能性があります。
* 生息地の可用性: 大型生物は、動き回って食物を見つけるためにより多くのスペースを必要とする場合があります。
5。進化の歴史:
* 自然選択: 時間が経つにつれて、進化は環境に最適な生物を支持します。これは、多くの場合、生存と繁殖に最適なサイズを選択することを意味します。
例:
* 昆虫: それらの外骨格は、大きなサイズをサポートするほど強力ではなく、ガス交換の拡散に依存しています。ガス交換は短い距離でのみ効率的です。
* クジラ: 彼らは、断熱用のBlubberなどの特殊な適応と、その大きなサイズに対処するための複雑な循環系などを進化させました。
* 木: それらの高さは、水と栄養素を葉まで輸送する能力によって制限されています。
要約すると、生物のサイズは、多くの要因間の微妙なバランスの結果です。これらの要因によって課せられる限界は、種の進化的軌跡と地球上の生命の多様性を形成します。