养只哥斯拉,你每天要花多少伙食费?

作者: 苏澄宇

来源: 中国科普博览

发布日期: 2019-06-14 11:21:55

本文通过科学分析哥斯拉的体型变化及其所需的能量,解释了如果现实中存在哥斯拉这样体型巨大的生物,它每天需要多少食物来维持生命。

哥斯拉是日本影史上最悠久,世界影史上公认最经典、最有名的怪兽角色,它的起源可比奥特曼悠久得多。近日《哥斯拉2:怪兽之王》的上映,可以说是在全世界掀起了一波怪兽电影的热潮。在朋友圈疯狂刷屏的同时,哥斯拉的“饭量”也引起了广大网友的好奇。哥斯拉(图片来源:百度百科)除了关心饭量的,还有一些细心的网友发现,尽管哥斯拉在荧幕上一直是庞然大物,但它的体型是一直在发生变化的。

从1954年初代哥斯拉诞生以来,哥斯拉的体型就发生着变化,一、二代哥斯拉的身高为50米,三代身高为80米,四、五代为100米,之后的六、七、八、九、十代又回到了初始设定50米左右,到了最新的几代又变大到110米左右。

历代哥斯拉高度对比(图片来源:Science杂志)这几天上映的《哥斯拉》的“红莲状态”体型更是达到了119.8米,也就是40层楼高,相当于中央电视台总部大楼的一半高,而体重为99634吨。如果现实中真的存在哥斯拉这样体型巨大的生物,那么它要吃多少才吃得饱?接下来我们来科学分析一下。

生物的行为、形态以及所需能量等生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随着生物体型的变化而产生定量的变化,而且这个变化不是成比例的,也就是异速增长关系。这一概念最早由朱利安·赫胥黎(Julian Huxley)于1932年提出。

这种关系可以用一个数学表达式表示:E = aM^b,E为生物学变量(如动物的代谢率,可以理解为动物单位时间内消耗的能量),M为体型(一般用体重表示),a为常数,b为函数幂(也称尺度因子)。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。

不同生物类群(包括单细胞生物)的代谢率与体重的关系(图片来源:Hemmingsen A M 1969, Rep Steno Mem Hosp Nordisk Insulinlaboratorium 9:1-110)后来科学家通过各种途径验证异速增长规律,研究发现 b=2/3 或 3/4 都得到了理论和实验研究的支持。但由于 b=2/3 的物理基础的限制,学者们近年来更倾向于 b=3/4。

而这一观点最早提出者是动物能量和营养学家 Max Kleiber,所以这一结论也被称为 Kleiber 规律。公式表示为:E= 70 M^¾,按照此结论,一只猫的重量是一只老鼠的100倍,它的代谢量比老鼠约大31倍。不同物种的身体大小与代谢率之间的关系 Kleiber (1947)(图片来源:Wikipedia)99634吨重的哥斯拉一天吃多少才管饱?

哥斯拉设定海报(图片来源:twitter)所以按照上面的理论,哥斯拉应该按照 E= 70 M^⅔ 来算,因为哥斯拉并不是哺乳动物,它的原型是一只蜥蜴。根据哥斯拉99634吨的重量来算,它每天需要约9972537千卡的热量来维持生命,一个成年男性也就是2200左右千卡的热量,换言之哥斯拉一天所需的能量是一个成年男性的4532倍左右。

为了“吃饱”,它必须以鲸鱼和大白鲨为食,但这么做实在太费劲了,所以大家也不难理解这种骨骼奇异、身体强健的怪兽为什么会选择吃核弹头了,毕竟想吃到这些方便多了……

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