[坎贝尔生物学 第945页练习题] 对于一个大型动物，假设其内部体积与半径的立方（R^3）成正比，表面积与半径的平方（R^2）成正比，那么一个完美的球形身体对其与环境进行...

对于一个大型动物，假设其内部体积与半径的立方（R^3）成正比，表面积与半径的平方（R^2）成正比，那么一个完美的球形身体对其与环境进行物质交换会带来什么重大挑战？

  • A: 由于缺乏专门的肢体而导致移动困难。
  • B: 由于表面积与体积比低，导致与环境的物质（如氧气、营养物质、废物）交换效率低下。
  • C: 由于其形状，对捕食者的脆弱性增加。
  • D: 难以维持恒定的内部温度。

Explanation

随着动物体型的增大，其体积的增长速度远超表面积。球形虽然在给定表面积下使体积最大化，但对于大型物体而言，其表面积与体积之比非常低。这使得跨越表面的必需物质（如氧气、营养物质）的有效交换和废物产物的有效清除变得非常困难，因为相对于需要这些交换的代谢活跃体积，表面积不足。这是大型生物面临的一个基本挑战。