'如果蟲子變得比人大?那太好了,連殺蟲劑都免了'

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如果蟲子變得比人大?那太好了,連殺蟲劑都免了


巨型昆蟲是科幻電影很好的素材來源。不起眼的小蟲子可能以輻射或是藥物等各種因素髮生變異,變異後的巨型蟲子體長几百米,翅膀撲動的聲音宛若天雷,經過的地方都變為一片荒蕪。

巨型蟲子,人類是沒有對付過的,一般的利器拿它沒有辦法。於是勇士出現,以舍小家為大家的精神與巨蟲搏鬥。幾個回合下來,巨蟲毫髮無傷,勇士卻已體力不支。就在巨型蟲子打算給予其最後一擊的時候,勇士buff加成,爆發出無比強大的力量將巨蟲消滅,拯救了世界。

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如果蟲子變得比人大?那太好了,連殺蟲劑都免了


巨型昆蟲是科幻電影很好的素材來源。不起眼的小蟲子可能以輻射或是藥物等各種因素髮生變異,變異後的巨型蟲子體長几百米,翅膀撲動的聲音宛若天雷,經過的地方都變為一片荒蕪。

巨型蟲子,人類是沒有對付過的,一般的利器拿它沒有辦法。於是勇士出現,以舍小家為大家的精神與巨蟲搏鬥。幾個回合下來,巨蟲毫髮無傷,勇士卻已體力不支。就在巨型蟲子打算給予其最後一擊的時候,勇士buff加成,爆發出無比強大的力量將巨蟲消滅,拯救了世界。

如果蟲子變得比人大?那太好了,連殺蟲劑都免了

《星河戰隊》劇照

雖是科幻,但人們總習慣於將其影射到現實中,考慮著如果出現了巨型昆蟲,我們該怎麼辦,也許還會想著自己是否是那個可以拯救世界的英雄。

這次不說你異想天開了。因為如果蟲子真的變大了,或許真的可以圓你的英雄夢。只不過你不需要有超能力,只要往蟲子面前一站,它們沒準就會全部倒下。當然不是因為你的氣場太強大,它們只不過是被自己憋死的。

蟲子自己把自己憋死,聽起來也有些難以置信,不過這確確實實是巨型昆蟲來到當下世界的下場。當然,巨型昆蟲也是存在過的。

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如果蟲子變得比人大?那太好了,連殺蟲劑都免了


巨型昆蟲是科幻電影很好的素材來源。不起眼的小蟲子可能以輻射或是藥物等各種因素髮生變異,變異後的巨型蟲子體長几百米,翅膀撲動的聲音宛若天雷,經過的地方都變為一片荒蕪。

巨型蟲子,人類是沒有對付過的,一般的利器拿它沒有辦法。於是勇士出現,以舍小家為大家的精神與巨蟲搏鬥。幾個回合下來,巨蟲毫髮無傷,勇士卻已體力不支。就在巨型蟲子打算給予其最後一擊的時候,勇士buff加成,爆發出無比強大的力量將巨蟲消滅,拯救了世界。

如果蟲子變得比人大?那太好了,連殺蟲劑都免了

《星河戰隊》劇照

雖是科幻,但人們總習慣於將其影射到現實中,考慮著如果出現了巨型昆蟲,我們該怎麼辦,也許還會想著自己是否是那個可以拯救世界的英雄。

這次不說你異想天開了。因為如果蟲子真的變大了,或許真的可以圓你的英雄夢。只不過你不需要有超能力,只要往蟲子面前一站,它們沒準就會全部倒下。當然不是因為你的氣場太強大,它們只不過是被自己憋死的。

蟲子自己把自己憋死,聽起來也有些難以置信,不過這確確實實是巨型昆蟲來到當下世界的下場。當然,巨型昆蟲也是存在過的。

如果蟲子變得比人大?那太好了,連殺蟲劑都免了


1880年,在法國南部的科芒特里,煤礦工人們意外挖出了一塊有著超大翅膀的巨型昆蟲化石。法國古生物學家查爾斯·布隆尼亞特於1885年在仔細的觀察研究後將其命名為“巨脈蜻蜓”。1979年人們在德比郡的博爾索弗發現了另外一塊巨脈蜻蜓的化石,現存放在巴黎的法國國立自然史博物館內。

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如果蟲子變得比人大?那太好了,連殺蟲劑都免了


巨型昆蟲是科幻電影很好的素材來源。不起眼的小蟲子可能以輻射或是藥物等各種因素髮生變異,變異後的巨型蟲子體長几百米,翅膀撲動的聲音宛若天雷,經過的地方都變為一片荒蕪。

巨型蟲子,人類是沒有對付過的,一般的利器拿它沒有辦法。於是勇士出現,以舍小家為大家的精神與巨蟲搏鬥。幾個回合下來,巨蟲毫髮無傷,勇士卻已體力不支。就在巨型蟲子打算給予其最後一擊的時候,勇士buff加成,爆發出無比強大的力量將巨蟲消滅,拯救了世界。

如果蟲子變得比人大?那太好了,連殺蟲劑都免了

《星河戰隊》劇照

雖是科幻,但人們總習慣於將其影射到現實中,考慮著如果出現了巨型昆蟲,我們該怎麼辦,也許還會想著自己是否是那個可以拯救世界的英雄。

這次不說你異想天開了。因為如果蟲子真的變大了,或許真的可以圓你的英雄夢。只不過你不需要有超能力,只要往蟲子面前一站,它們沒準就會全部倒下。當然不是因為你的氣場太強大,它們只不過是被自己憋死的。

蟲子自己把自己憋死,聽起來也有些難以置信,不過這確確實實是巨型昆蟲來到當下世界的下場。當然,巨型昆蟲也是存在過的。

如果蟲子變得比人大?那太好了,連殺蟲劑都免了


1880年,在法國南部的科芒特里,煤礦工人們意外挖出了一塊有著超大翅膀的巨型昆蟲化石。法國古生物學家查爾斯·布隆尼亞特於1885年在仔細的觀察研究後將其命名為“巨脈蜻蜓”。1979年人們在德比郡的博爾索弗發現了另外一塊巨脈蜻蜓的化石,現存放在巴黎的法國國立自然史博物館內。

如果蟲子變得比人大?那太好了,連殺蟲劑都免了

巨脈蜻蜓化石

這種蜻蜓與現代的蜻蜓在外表上比較相似,但是巨脈蜻蜓翅膀展開可長達75釐米,是現代蜻蜓的6倍左右,也是地球上有史以來最大的昆蟲

這種與現代老鷹一般大小的蜻蜓以其他的飛行或者爬行類昆蟲為食,甚至會吃一些小的早期兩棲類動物。邁克爾·克瑞奇頓的小說《侏羅紀公園》裡提到的巨型蜻蜓,便來源於此。

巨脈蜻蜓生活於距今3億年左右的石炭紀,沒錯,比生活於距今2.5億年至6500萬年的體型巨大的恐龍更早地存在於這個世界。除了巨脈蜻蜓,食指長度的蚊子,1.55米長的千足蟲,還有2.6米長的巨型蜈蚣等等,都是這一時代的產物,因而石炭紀也被稱為“巨蟲時代”

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如果蟲子變得比人大?那太好了,連殺蟲劑都免了


巨型昆蟲是科幻電影很好的素材來源。不起眼的小蟲子可能以輻射或是藥物等各種因素髮生變異,變異後的巨型蟲子體長几百米,翅膀撲動的聲音宛若天雷,經過的地方都變為一片荒蕪。

巨型蟲子,人類是沒有對付過的,一般的利器拿它沒有辦法。於是勇士出現,以舍小家為大家的精神與巨蟲搏鬥。幾個回合下來,巨蟲毫髮無傷,勇士卻已體力不支。就在巨型蟲子打算給予其最後一擊的時候,勇士buff加成,爆發出無比強大的力量將巨蟲消滅,拯救了世界。

如果蟲子變得比人大?那太好了,連殺蟲劑都免了

《星河戰隊》劇照

雖是科幻,但人們總習慣於將其影射到現實中,考慮著如果出現了巨型昆蟲,我們該怎麼辦,也許還會想著自己是否是那個可以拯救世界的英雄。

這次不說你異想天開了。因為如果蟲子真的變大了,或許真的可以圓你的英雄夢。只不過你不需要有超能力,只要往蟲子面前一站,它們沒準就會全部倒下。當然不是因為你的氣場太強大,它們只不過是被自己憋死的。

蟲子自己把自己憋死,聽起來也有些難以置信,不過這確確實實是巨型昆蟲來到當下世界的下場。當然,巨型昆蟲也是存在過的。

如果蟲子變得比人大?那太好了,連殺蟲劑都免了


1880年,在法國南部的科芒特里,煤礦工人們意外挖出了一塊有著超大翅膀的巨型昆蟲化石。法國古生物學家查爾斯·布隆尼亞特於1885年在仔細的觀察研究後將其命名為“巨脈蜻蜓”。1979年人們在德比郡的博爾索弗發現了另外一塊巨脈蜻蜓的化石,現存放在巴黎的法國國立自然史博物館內。

如果蟲子變得比人大?那太好了,連殺蟲劑都免了

巨脈蜻蜓化石

這種蜻蜓與現代的蜻蜓在外表上比較相似,但是巨脈蜻蜓翅膀展開可長達75釐米,是現代蜻蜓的6倍左右,也是地球上有史以來最大的昆蟲

這種與現代老鷹一般大小的蜻蜓以其他的飛行或者爬行類昆蟲為食,甚至會吃一些小的早期兩棲類動物。邁克爾·克瑞奇頓的小說《侏羅紀公園》裡提到的巨型蜻蜓,便來源於此。

巨脈蜻蜓生活於距今3億年左右的石炭紀,沒錯,比生活於距今2.5億年至6500萬年的體型巨大的恐龍更早地存在於這個世界。除了巨脈蜻蜓,食指長度的蚊子,1.55米長的千足蟲,還有2.6米長的巨型蜈蚣等等,都是這一時代的產物,因而石炭紀也被稱為“巨蟲時代”

如果蟲子變得比人大?那太好了,連殺蟲劑都免了

石炭紀的森林與巨蟲

這類巨型節肢動物在地球上生活了大約5000萬年,在距今約3.06億年的石炭紀晚期的生物大滅絕中消失,之後的“大復甦”並沒有使其體型恢復到石炭紀時的水平。隨著時間的推移與生命的演進,蟲子漸漸變成了現在這樣的大小。

既然蟲子是可以長得很大的,並且曾經主宰著這個世界,那現在為什麼卻變成了最微小的生物之一,而且一拖鞋就能被拍死呢?

2012年美國加州大學聖克魯斯分校的古生物學家馬修·克拉彭傑瑞德·卡爾發表文章稱,他們編纂了一個涵蓋了過去3.2億年的10500多個昆蟲化石的數據庫,以顯示它們的翼長在演進過程中的變化。

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如果蟲子變得比人大?那太好了,連殺蟲劑都免了


巨型昆蟲是科幻電影很好的素材來源。不起眼的小蟲子可能以輻射或是藥物等各種因素髮生變異,變異後的巨型蟲子體長几百米,翅膀撲動的聲音宛若天雷,經過的地方都變為一片荒蕪。

巨型蟲子,人類是沒有對付過的,一般的利器拿它沒有辦法。於是勇士出現,以舍小家為大家的精神與巨蟲搏鬥。幾個回合下來,巨蟲毫髮無傷,勇士卻已體力不支。就在巨型蟲子打算給予其最後一擊的時候,勇士buff加成,爆發出無比強大的力量將巨蟲消滅,拯救了世界。

如果蟲子變得比人大?那太好了,連殺蟲劑都免了

《星河戰隊》劇照

雖是科幻,但人們總習慣於將其影射到現實中,考慮著如果出現了巨型昆蟲,我們該怎麼辦,也許還會想著自己是否是那個可以拯救世界的英雄。

這次不說你異想天開了。因為如果蟲子真的變大了,或許真的可以圓你的英雄夢。只不過你不需要有超能力,只要往蟲子面前一站,它們沒準就會全部倒下。當然不是因為你的氣場太強大,它們只不過是被自己憋死的。

蟲子自己把自己憋死,聽起來也有些難以置信,不過這確確實實是巨型昆蟲來到當下世界的下場。當然,巨型昆蟲也是存在過的。

如果蟲子變得比人大?那太好了,連殺蟲劑都免了


1880年,在法國南部的科芒特里,煤礦工人們意外挖出了一塊有著超大翅膀的巨型昆蟲化石。法國古生物學家查爾斯·布隆尼亞特於1885年在仔細的觀察研究後將其命名為“巨脈蜻蜓”。1979年人們在德比郡的博爾索弗發現了另外一塊巨脈蜻蜓的化石,現存放在巴黎的法國國立自然史博物館內。

如果蟲子變得比人大?那太好了,連殺蟲劑都免了

巨脈蜻蜓化石

這種蜻蜓與現代的蜻蜓在外表上比較相似,但是巨脈蜻蜓翅膀展開可長達75釐米,是現代蜻蜓的6倍左右,也是地球上有史以來最大的昆蟲

這種與現代老鷹一般大小的蜻蜓以其他的飛行或者爬行類昆蟲為食,甚至會吃一些小的早期兩棲類動物。邁克爾·克瑞奇頓的小說《侏羅紀公園》裡提到的巨型蜻蜓,便來源於此。

巨脈蜻蜓生活於距今3億年左右的石炭紀,沒錯,比生活於距今2.5億年至6500萬年的體型巨大的恐龍更早地存在於這個世界。除了巨脈蜻蜓,食指長度的蚊子,1.55米長的千足蟲,還有2.6米長的巨型蜈蚣等等,都是這一時代的產物,因而石炭紀也被稱為“巨蟲時代”

如果蟲子變得比人大?那太好了,連殺蟲劑都免了

石炭紀的森林與巨蟲

這類巨型節肢動物在地球上生活了大約5000萬年,在距今約3.06億年的石炭紀晚期的生物大滅絕中消失,之後的“大復甦”並沒有使其體型恢復到石炭紀時的水平。隨著時間的推移與生命的演進,蟲子漸漸變成了現在這樣的大小。

既然蟲子是可以長得很大的,並且曾經主宰著這個世界,那現在為什麼卻變成了最微小的生物之一,而且一拖鞋就能被拍死呢?

2012年美國加州大學聖克魯斯分校的古生物學家馬修·克拉彭傑瑞德·卡爾發表文章稱,他們編纂了一個涵蓋了過去3.2億年的10500多個昆蟲化石的數據庫,以顯示它們的翼長在演進過程中的變化。

如果蟲子變得比人大?那太好了,連殺蟲劑都免了

3.2億年來昆蟲翼長和大氣中氧氣濃度的變化圖

他們發現,在昆蟲進化的前1.5億年中,其體型大小與當時的氧氣濃度有一定的相關性,在含氧量高的環境中,昆蟲往往有更大的體型;但是之後這種關聯性消失了,昆蟲也出現了小型化趨勢。在大約6000萬年前,昆蟲的最大尺寸進一步縮小。

昆蟲體型開始出現縮小趨勢的時間點,恰逢鳥類捕食技巧的增強。通過化石研究發現當時的鳥類獲得了相應解剖結構,其捕食能力大大提高。體型偏大的昆蟲,因容易被發現以及行動相對不敏捷而容易受到捕食。而在6000萬年前,蝙蝠的進化、白堊紀大滅絕或者鳥類的進一步飛行特化的發生,很好地解釋了昆蟲體型的進一步縮小。

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巨型昆蟲是科幻電影很好的素材來源。不起眼的小蟲子可能以輻射或是藥物等各種因素髮生變異,變異後的巨型蟲子體長几百米,翅膀撲動的聲音宛若天雷,經過的地方都變為一片荒蕪。

巨型蟲子,人類是沒有對付過的,一般的利器拿它沒有辦法。於是勇士出現,以舍小家為大家的精神與巨蟲搏鬥。幾個回合下來,巨蟲毫髮無傷,勇士卻已體力不支。就在巨型蟲子打算給予其最後一擊的時候,勇士buff加成,爆發出無比強大的力量將巨蟲消滅,拯救了世界。

如果蟲子變得比人大?那太好了,連殺蟲劑都免了

《星河戰隊》劇照

雖是科幻,但人們總習慣於將其影射到現實中,考慮著如果出現了巨型昆蟲,我們該怎麼辦,也許還會想著自己是否是那個可以拯救世界的英雄。

這次不說你異想天開了。因為如果蟲子真的變大了,或許真的可以圓你的英雄夢。只不過你不需要有超能力,只要往蟲子面前一站,它們沒準就會全部倒下。當然不是因為你的氣場太強大,它們只不過是被自己憋死的。

蟲子自己把自己憋死,聽起來也有些難以置信,不過這確確實實是巨型昆蟲來到當下世界的下場。當然,巨型昆蟲也是存在過的。

如果蟲子變得比人大?那太好了,連殺蟲劑都免了


1880年,在法國南部的科芒特里,煤礦工人們意外挖出了一塊有著超大翅膀的巨型昆蟲化石。法國古生物學家查爾斯·布隆尼亞特於1885年在仔細的觀察研究後將其命名為“巨脈蜻蜓”。1979年人們在德比郡的博爾索弗發現了另外一塊巨脈蜻蜓的化石,現存放在巴黎的法國國立自然史博物館內。

如果蟲子變得比人大?那太好了,連殺蟲劑都免了

巨脈蜻蜓化石

這種蜻蜓與現代的蜻蜓在外表上比較相似,但是巨脈蜻蜓翅膀展開可長達75釐米,是現代蜻蜓的6倍左右,也是地球上有史以來最大的昆蟲

這種與現代老鷹一般大小的蜻蜓以其他的飛行或者爬行類昆蟲為食,甚至會吃一些小的早期兩棲類動物。邁克爾·克瑞奇頓的小說《侏羅紀公園》裡提到的巨型蜻蜓,便來源於此。

巨脈蜻蜓生活於距今3億年左右的石炭紀,沒錯,比生活於距今2.5億年至6500萬年的體型巨大的恐龍更早地存在於這個世界。除了巨脈蜻蜓,食指長度的蚊子,1.55米長的千足蟲,還有2.6米長的巨型蜈蚣等等,都是這一時代的產物,因而石炭紀也被稱為“巨蟲時代”

如果蟲子變得比人大?那太好了,連殺蟲劑都免了

石炭紀的森林與巨蟲

這類巨型節肢動物在地球上生活了大約5000萬年,在距今約3.06億年的石炭紀晚期的生物大滅絕中消失,之後的“大復甦”並沒有使其體型恢復到石炭紀時的水平。隨著時間的推移與生命的演進,蟲子漸漸變成了現在這樣的大小。

既然蟲子是可以長得很大的,並且曾經主宰著這個世界,那現在為什麼卻變成了最微小的生物之一,而且一拖鞋就能被拍死呢?

2012年美國加州大學聖克魯斯分校的古生物學家馬修·克拉彭傑瑞德·卡爾發表文章稱,他們編纂了一個涵蓋了過去3.2億年的10500多個昆蟲化石的數據庫,以顯示它們的翼長在演進過程中的變化。

如果蟲子變得比人大?那太好了,連殺蟲劑都免了

3.2億年來昆蟲翼長和大氣中氧氣濃度的變化圖

他們發現,在昆蟲進化的前1.5億年中,其體型大小與當時的氧氣濃度有一定的相關性,在含氧量高的環境中,昆蟲往往有更大的體型;但是之後這種關聯性消失了,昆蟲也出現了小型化趨勢。在大約6000萬年前,昆蟲的最大尺寸進一步縮小。

昆蟲體型開始出現縮小趨勢的時間點,恰逢鳥類捕食技巧的增強。通過化石研究發現當時的鳥類獲得了相應解剖結構,其捕食能力大大提高。體型偏大的昆蟲,因容易被發現以及行動相對不敏捷而容易受到捕食。而在6000萬年前,蝙蝠的進化、白堊紀大滅絕或者鳥類的進一步飛行特化的發生,很好地解釋了昆蟲體型的進一步縮小。

如果蟲子變得比人大?那太好了,連殺蟲劑都免了

鳥類的演變


那麼在天敵出現之前,與昆蟲體型有明顯關聯性的氧氣濃度,是否是一個制約因素呢?

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如果蟲子變得比人大?那太好了,連殺蟲劑都免了


巨型昆蟲是科幻電影很好的素材來源。不起眼的小蟲子可能以輻射或是藥物等各種因素髮生變異,變異後的巨型蟲子體長几百米,翅膀撲動的聲音宛若天雷,經過的地方都變為一片荒蕪。

巨型蟲子,人類是沒有對付過的,一般的利器拿它沒有辦法。於是勇士出現,以舍小家為大家的精神與巨蟲搏鬥。幾個回合下來,巨蟲毫髮無傷,勇士卻已體力不支。就在巨型蟲子打算給予其最後一擊的時候,勇士buff加成,爆發出無比強大的力量將巨蟲消滅,拯救了世界。

如果蟲子變得比人大?那太好了,連殺蟲劑都免了

《星河戰隊》劇照

雖是科幻,但人們總習慣於將其影射到現實中,考慮著如果出現了巨型昆蟲,我們該怎麼辦,也許還會想著自己是否是那個可以拯救世界的英雄。

這次不說你異想天開了。因為如果蟲子真的變大了,或許真的可以圓你的英雄夢。只不過你不需要有超能力,只要往蟲子面前一站,它們沒準就會全部倒下。當然不是因為你的氣場太強大,它們只不過是被自己憋死的。

蟲子自己把自己憋死,聽起來也有些難以置信,不過這確確實實是巨型昆蟲來到當下世界的下場。當然,巨型昆蟲也是存在過的。

如果蟲子變得比人大?那太好了,連殺蟲劑都免了


1880年,在法國南部的科芒特里,煤礦工人們意外挖出了一塊有著超大翅膀的巨型昆蟲化石。法國古生物學家查爾斯·布隆尼亞特於1885年在仔細的觀察研究後將其命名為“巨脈蜻蜓”。1979年人們在德比郡的博爾索弗發現了另外一塊巨脈蜻蜓的化石,現存放在巴黎的法國國立自然史博物館內。

如果蟲子變得比人大?那太好了,連殺蟲劑都免了

巨脈蜻蜓化石

這種蜻蜓與現代的蜻蜓在外表上比較相似,但是巨脈蜻蜓翅膀展開可長達75釐米,是現代蜻蜓的6倍左右,也是地球上有史以來最大的昆蟲

這種與現代老鷹一般大小的蜻蜓以其他的飛行或者爬行類昆蟲為食,甚至會吃一些小的早期兩棲類動物。邁克爾·克瑞奇頓的小說《侏羅紀公園》裡提到的巨型蜻蜓,便來源於此。

巨脈蜻蜓生活於距今3億年左右的石炭紀,沒錯,比生活於距今2.5億年至6500萬年的體型巨大的恐龍更早地存在於這個世界。除了巨脈蜻蜓,食指長度的蚊子,1.55米長的千足蟲,還有2.6米長的巨型蜈蚣等等,都是這一時代的產物,因而石炭紀也被稱為“巨蟲時代”

如果蟲子變得比人大?那太好了,連殺蟲劑都免了

石炭紀的森林與巨蟲

這類巨型節肢動物在地球上生活了大約5000萬年,在距今約3.06億年的石炭紀晚期的生物大滅絕中消失,之後的“大復甦”並沒有使其體型恢復到石炭紀時的水平。隨著時間的推移與生命的演進,蟲子漸漸變成了現在這樣的大小。

既然蟲子是可以長得很大的,並且曾經主宰著這個世界,那現在為什麼卻變成了最微小的生物之一,而且一拖鞋就能被拍死呢?

2012年美國加州大學聖克魯斯分校的古生物學家馬修·克拉彭傑瑞德·卡爾發表文章稱,他們編纂了一個涵蓋了過去3.2億年的10500多個昆蟲化石的數據庫,以顯示它們的翼長在演進過程中的變化。

如果蟲子變得比人大?那太好了,連殺蟲劑都免了

3.2億年來昆蟲翼長和大氣中氧氣濃度的變化圖

他們發現,在昆蟲進化的前1.5億年中,其體型大小與當時的氧氣濃度有一定的相關性,在含氧量高的環境中,昆蟲往往有更大的體型;但是之後這種關聯性消失了,昆蟲也出現了小型化趨勢。在大約6000萬年前,昆蟲的最大尺寸進一步縮小。

昆蟲體型開始出現縮小趨勢的時間點,恰逢鳥類捕食技巧的增強。通過化石研究發現當時的鳥類獲得了相應解剖結構,其捕食能力大大提高。體型偏大的昆蟲,因容易被發現以及行動相對不敏捷而容易受到捕食。而在6000萬年前,蝙蝠的進化、白堊紀大滅絕或者鳥類的進一步飛行特化的發生,很好地解釋了昆蟲體型的進一步縮小。

如果蟲子變得比人大?那太好了,連殺蟲劑都免了

鳥類的演變


那麼在天敵出現之前,與昆蟲體型有明顯關聯性的氧氣濃度,是否是一個制約因素呢?

如果蟲子變得比人大?那太好了,連殺蟲劑都免了

巨蟲生活的時代,氧含量確實十分豐富。石炭紀是植物世界大繁盛的代表時期,當時氣候溫暖溼潤,極有利於植物的生長。陸生植物從濱海走向陸地,形成一片一片的森林與沼澤。喬木高大,灌木茂密,有些喬木高達三四十米。茂密的森林改變著陸地面貌的同時,大量的光合作用也影響著大氣的組成。

現在大氣中氧氣含量約為21%,而美國耶魯大學生物學家羅伯特·貝爾納等人在一項古氣候研究顯示,石炭紀地球大氣層中氧氣含量可高達35%左右,遠遠大於現在的水平。

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巨型昆蟲是科幻電影很好的素材來源。不起眼的小蟲子可能以輻射或是藥物等各種因素髮生變異,變異後的巨型蟲子體長几百米,翅膀撲動的聲音宛若天雷,經過的地方都變為一片荒蕪。

巨型蟲子,人類是沒有對付過的,一般的利器拿它沒有辦法。於是勇士出現,以舍小家為大家的精神與巨蟲搏鬥。幾個回合下來,巨蟲毫髮無傷,勇士卻已體力不支。就在巨型蟲子打算給予其最後一擊的時候,勇士buff加成,爆發出無比強大的力量將巨蟲消滅,拯救了世界。

如果蟲子變得比人大?那太好了,連殺蟲劑都免了

《星河戰隊》劇照

雖是科幻,但人們總習慣於將其影射到現實中,考慮著如果出現了巨型昆蟲,我們該怎麼辦,也許還會想著自己是否是那個可以拯救世界的英雄。

這次不說你異想天開了。因為如果蟲子真的變大了,或許真的可以圓你的英雄夢。只不過你不需要有超能力,只要往蟲子面前一站,它們沒準就會全部倒下。當然不是因為你的氣場太強大,它們只不過是被自己憋死的。

蟲子自己把自己憋死,聽起來也有些難以置信,不過這確確實實是巨型昆蟲來到當下世界的下場。當然,巨型昆蟲也是存在過的。

如果蟲子變得比人大?那太好了,連殺蟲劑都免了


1880年,在法國南部的科芒特里,煤礦工人們意外挖出了一塊有著超大翅膀的巨型昆蟲化石。法國古生物學家查爾斯·布隆尼亞特於1885年在仔細的觀察研究後將其命名為“巨脈蜻蜓”。1979年人們在德比郡的博爾索弗發現了另外一塊巨脈蜻蜓的化石,現存放在巴黎的法國國立自然史博物館內。

如果蟲子變得比人大?那太好了,連殺蟲劑都免了

巨脈蜻蜓化石

這種蜻蜓與現代的蜻蜓在外表上比較相似,但是巨脈蜻蜓翅膀展開可長達75釐米,是現代蜻蜓的6倍左右,也是地球上有史以來最大的昆蟲

這種與現代老鷹一般大小的蜻蜓以其他的飛行或者爬行類昆蟲為食,甚至會吃一些小的早期兩棲類動物。邁克爾·克瑞奇頓的小說《侏羅紀公園》裡提到的巨型蜻蜓,便來源於此。

巨脈蜻蜓生活於距今3億年左右的石炭紀,沒錯,比生活於距今2.5億年至6500萬年的體型巨大的恐龍更早地存在於這個世界。除了巨脈蜻蜓,食指長度的蚊子,1.55米長的千足蟲,還有2.6米長的巨型蜈蚣等等,都是這一時代的產物,因而石炭紀也被稱為“巨蟲時代”

如果蟲子變得比人大?那太好了,連殺蟲劑都免了

石炭紀的森林與巨蟲

這類巨型節肢動物在地球上生活了大約5000萬年,在距今約3.06億年的石炭紀晚期的生物大滅絕中消失,之後的“大復甦”並沒有使其體型恢復到石炭紀時的水平。隨著時間的推移與生命的演進,蟲子漸漸變成了現在這樣的大小。

既然蟲子是可以長得很大的,並且曾經主宰著這個世界,那現在為什麼卻變成了最微小的生物之一,而且一拖鞋就能被拍死呢?

2012年美國加州大學聖克魯斯分校的古生物學家馬修·克拉彭傑瑞德·卡爾發表文章稱,他們編纂了一個涵蓋了過去3.2億年的10500多個昆蟲化石的數據庫,以顯示它們的翼長在演進過程中的變化。

如果蟲子變得比人大?那太好了,連殺蟲劑都免了

3.2億年來昆蟲翼長和大氣中氧氣濃度的變化圖

他們發現,在昆蟲進化的前1.5億年中,其體型大小與當時的氧氣濃度有一定的相關性,在含氧量高的環境中,昆蟲往往有更大的體型;但是之後這種關聯性消失了,昆蟲也出現了小型化趨勢。在大約6000萬年前,昆蟲的最大尺寸進一步縮小。

昆蟲體型開始出現縮小趨勢的時間點,恰逢鳥類捕食技巧的增強。通過化石研究發現當時的鳥類獲得了相應解剖結構,其捕食能力大大提高。體型偏大的昆蟲,因容易被發現以及行動相對不敏捷而容易受到捕食。而在6000萬年前,蝙蝠的進化、白堊紀大滅絕或者鳥類的進一步飛行特化的發生,很好地解釋了昆蟲體型的進一步縮小。

如果蟲子變得比人大?那太好了,連殺蟲劑都免了

鳥類的演變


那麼在天敵出現之前,與昆蟲體型有明顯關聯性的氧氣濃度,是否是一個制約因素呢?

如果蟲子變得比人大?那太好了,連殺蟲劑都免了

巨蟲生活的時代,氧含量確實十分豐富。石炭紀是植物世界大繁盛的代表時期,當時氣候溫暖溼潤,極有利於植物的生長。陸生植物從濱海走向陸地,形成一片一片的森林與沼澤。喬木高大,灌木茂密,有些喬木高達三四十米。茂密的森林改變著陸地面貌的同時,大量的光合作用也影響著大氣的組成。

現在大氣中氧氣含量約為21%,而美國耶魯大學生物學家羅伯特·貝爾納等人在一項古氣候研究顯示,石炭紀地球大氣層中氧氣含量可高達35%左右,遠遠大於現在的水平。

如果蟲子變得比人大?那太好了,連殺蟲劑都免了

宗普,薛進莊.不同生物地球化學模型估計的顯生宙大氣氧含量變化

實線:貝爾納等的模型,淺灰點線:貝爾納模型,黑色虛線:伯格曼模型

科學家將同一代的蜻蜓在不同的含氧條件下進行培養。結果發現高氧環境下蜻蜓的體長比正常條件下的蜻蜓長20%-25%,並且長的更快。雖然不及石炭紀那種大小,還是能夠說明氧濃度對蜻蜓的體長有一定的影響。而這種影響具體的發生方式要從昆蟲的呼吸作用說起。

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如果蟲子變得比人大?那太好了,連殺蟲劑都免了


巨型昆蟲是科幻電影很好的素材來源。不起眼的小蟲子可能以輻射或是藥物等各種因素髮生變異,變異後的巨型蟲子體長几百米,翅膀撲動的聲音宛若天雷,經過的地方都變為一片荒蕪。

巨型蟲子,人類是沒有對付過的,一般的利器拿它沒有辦法。於是勇士出現,以舍小家為大家的精神與巨蟲搏鬥。幾個回合下來,巨蟲毫髮無傷,勇士卻已體力不支。就在巨型蟲子打算給予其最後一擊的時候,勇士buff加成,爆發出無比強大的力量將巨蟲消滅,拯救了世界。

如果蟲子變得比人大?那太好了,連殺蟲劑都免了

《星河戰隊》劇照

雖是科幻,但人們總習慣於將其影射到現實中,考慮著如果出現了巨型昆蟲,我們該怎麼辦,也許還會想著自己是否是那個可以拯救世界的英雄。

這次不說你異想天開了。因為如果蟲子真的變大了,或許真的可以圓你的英雄夢。只不過你不需要有超能力,只要往蟲子面前一站,它們沒準就會全部倒下。當然不是因為你的氣場太強大,它們只不過是被自己憋死的。

蟲子自己把自己憋死,聽起來也有些難以置信,不過這確確實實是巨型昆蟲來到當下世界的下場。當然,巨型昆蟲也是存在過的。

如果蟲子變得比人大?那太好了,連殺蟲劑都免了


1880年,在法國南部的科芒特里,煤礦工人們意外挖出了一塊有著超大翅膀的巨型昆蟲化石。法國古生物學家查爾斯·布隆尼亞特於1885年在仔細的觀察研究後將其命名為“巨脈蜻蜓”。1979年人們在德比郡的博爾索弗發現了另外一塊巨脈蜻蜓的化石,現存放在巴黎的法國國立自然史博物館內。

如果蟲子變得比人大?那太好了,連殺蟲劑都免了

巨脈蜻蜓化石

這種蜻蜓與現代的蜻蜓在外表上比較相似,但是巨脈蜻蜓翅膀展開可長達75釐米,是現代蜻蜓的6倍左右,也是地球上有史以來最大的昆蟲

這種與現代老鷹一般大小的蜻蜓以其他的飛行或者爬行類昆蟲為食,甚至會吃一些小的早期兩棲類動物。邁克爾·克瑞奇頓的小說《侏羅紀公園》裡提到的巨型蜻蜓,便來源於此。

巨脈蜻蜓生活於距今3億年左右的石炭紀,沒錯,比生活於距今2.5億年至6500萬年的體型巨大的恐龍更早地存在於這個世界。除了巨脈蜻蜓,食指長度的蚊子,1.55米長的千足蟲,還有2.6米長的巨型蜈蚣等等,都是這一時代的產物,因而石炭紀也被稱為“巨蟲時代”

如果蟲子變得比人大?那太好了,連殺蟲劑都免了

石炭紀的森林與巨蟲

這類巨型節肢動物在地球上生活了大約5000萬年,在距今約3.06億年的石炭紀晚期的生物大滅絕中消失,之後的“大復甦”並沒有使其體型恢復到石炭紀時的水平。隨著時間的推移與生命的演進,蟲子漸漸變成了現在這樣的大小。

既然蟲子是可以長得很大的,並且曾經主宰著這個世界,那現在為什麼卻變成了最微小的生物之一,而且一拖鞋就能被拍死呢?

2012年美國加州大學聖克魯斯分校的古生物學家馬修·克拉彭傑瑞德·卡爾發表文章稱,他們編纂了一個涵蓋了過去3.2億年的10500多個昆蟲化石的數據庫,以顯示它們的翼長在演進過程中的變化。

如果蟲子變得比人大?那太好了,連殺蟲劑都免了

3.2億年來昆蟲翼長和大氣中氧氣濃度的變化圖

他們發現,在昆蟲進化的前1.5億年中,其體型大小與當時的氧氣濃度有一定的相關性,在含氧量高的環境中,昆蟲往往有更大的體型;但是之後這種關聯性消失了,昆蟲也出現了小型化趨勢。在大約6000萬年前,昆蟲的最大尺寸進一步縮小。

昆蟲體型開始出現縮小趨勢的時間點,恰逢鳥類捕食技巧的增強。通過化石研究發現當時的鳥類獲得了相應解剖結構,其捕食能力大大提高。體型偏大的昆蟲,因容易被發現以及行動相對不敏捷而容易受到捕食。而在6000萬年前,蝙蝠的進化、白堊紀大滅絕或者鳥類的進一步飛行特化的發生,很好地解釋了昆蟲體型的進一步縮小。

如果蟲子變得比人大?那太好了,連殺蟲劑都免了

鳥類的演變


那麼在天敵出現之前,與昆蟲體型有明顯關聯性的氧氣濃度,是否是一個制約因素呢?

如果蟲子變得比人大?那太好了,連殺蟲劑都免了

巨蟲生活的時代,氧含量確實十分豐富。石炭紀是植物世界大繁盛的代表時期,當時氣候溫暖溼潤,極有利於植物的生長。陸生植物從濱海走向陸地,形成一片一片的森林與沼澤。喬木高大,灌木茂密,有些喬木高達三四十米。茂密的森林改變著陸地面貌的同時,大量的光合作用也影響著大氣的組成。

現在大氣中氧氣含量約為21%,而美國耶魯大學生物學家羅伯特·貝爾納等人在一項古氣候研究顯示,石炭紀地球大氣層中氧氣含量可高達35%左右,遠遠大於現在的水平。

如果蟲子變得比人大?那太好了,連殺蟲劑都免了

宗普,薛進莊.不同生物地球化學模型估計的顯生宙大氣氧含量變化

實線:貝爾納等的模型,淺灰點線:貝爾納模型,黑色虛線:伯格曼模型

科學家將同一代的蜻蜓在不同的含氧條件下進行培養。結果發現高氧環境下蜻蜓的體長比正常條件下的蜻蜓長20%-25%,並且長的更快。雖然不及石炭紀那種大小,還是能夠說明氧濃度對蜻蜓的體長有一定的影響。而這種影響具體的發生方式要從昆蟲的呼吸作用說起。

如果蟲子變得比人大?那太好了,連殺蟲劑都免了

高氧含量環境下的蜻蜓體長要比正常條件下的蜻蜓長20%-25%

麻雀雖小五臟俱全,但是你聽說過蟲子有心肝脾肺腎嗎?打蟑螂的時候,一拖鞋下去爆出來的只是一堆白乎乎的粘稠物。遇到蟲子時,大多數人會選擇避而遠之,所以可能很少會去仔細地觀察一隻昆蟲。

但是觀察昆蟲的解剖結構,我們會發現,它們根本就沒有肺,那它是怎麼呼吸的?如果養過蠶寶寶或者見過毛毛蟲的話,你一定會對它們身體側面的幾排或黑或紅的小點有印象。這就是大多數昆蟲的呼吸系統的組成成分之一——氣門

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如果蟲子變得比人大?那太好了,連殺蟲劑都免了


巨型昆蟲是科幻電影很好的素材來源。不起眼的小蟲子可能以輻射或是藥物等各種因素髮生變異,變異後的巨型蟲子體長几百米,翅膀撲動的聲音宛若天雷,經過的地方都變為一片荒蕪。

巨型蟲子,人類是沒有對付過的,一般的利器拿它沒有辦法。於是勇士出現,以舍小家為大家的精神與巨蟲搏鬥。幾個回合下來,巨蟲毫髮無傷,勇士卻已體力不支。就在巨型蟲子打算給予其最後一擊的時候,勇士buff加成,爆發出無比強大的力量將巨蟲消滅,拯救了世界。

如果蟲子變得比人大?那太好了,連殺蟲劑都免了

《星河戰隊》劇照

雖是科幻,但人們總習慣於將其影射到現實中,考慮著如果出現了巨型昆蟲,我們該怎麼辦,也許還會想著自己是否是那個可以拯救世界的英雄。

這次不說你異想天開了。因為如果蟲子真的變大了,或許真的可以圓你的英雄夢。只不過你不需要有超能力,只要往蟲子面前一站,它們沒準就會全部倒下。當然不是因為你的氣場太強大,它們只不過是被自己憋死的。

蟲子自己把自己憋死,聽起來也有些難以置信,不過這確確實實是巨型昆蟲來到當下世界的下場。當然,巨型昆蟲也是存在過的。

如果蟲子變得比人大?那太好了,連殺蟲劑都免了


1880年,在法國南部的科芒特里,煤礦工人們意外挖出了一塊有著超大翅膀的巨型昆蟲化石。法國古生物學家查爾斯·布隆尼亞特於1885年在仔細的觀察研究後將其命名為“巨脈蜻蜓”。1979年人們在德比郡的博爾索弗發現了另外一塊巨脈蜻蜓的化石,現存放在巴黎的法國國立自然史博物館內。

如果蟲子變得比人大?那太好了,連殺蟲劑都免了

巨脈蜻蜓化石

這種蜻蜓與現代的蜻蜓在外表上比較相似,但是巨脈蜻蜓翅膀展開可長達75釐米,是現代蜻蜓的6倍左右,也是地球上有史以來最大的昆蟲

這種與現代老鷹一般大小的蜻蜓以其他的飛行或者爬行類昆蟲為食,甚至會吃一些小的早期兩棲類動物。邁克爾·克瑞奇頓的小說《侏羅紀公園》裡提到的巨型蜻蜓,便來源於此。

巨脈蜻蜓生活於距今3億年左右的石炭紀,沒錯,比生活於距今2.5億年至6500萬年的體型巨大的恐龍更早地存在於這個世界。除了巨脈蜻蜓,食指長度的蚊子,1.55米長的千足蟲,還有2.6米長的巨型蜈蚣等等,都是這一時代的產物,因而石炭紀也被稱為“巨蟲時代”

如果蟲子變得比人大?那太好了,連殺蟲劑都免了

石炭紀的森林與巨蟲

這類巨型節肢動物在地球上生活了大約5000萬年,在距今約3.06億年的石炭紀晚期的生物大滅絕中消失,之後的“大復甦”並沒有使其體型恢復到石炭紀時的水平。隨著時間的推移與生命的演進,蟲子漸漸變成了現在這樣的大小。

既然蟲子是可以長得很大的,並且曾經主宰著這個世界,那現在為什麼卻變成了最微小的生物之一,而且一拖鞋就能被拍死呢?

2012年美國加州大學聖克魯斯分校的古生物學家馬修·克拉彭傑瑞德·卡爾發表文章稱,他們編纂了一個涵蓋了過去3.2億年的10500多個昆蟲化石的數據庫,以顯示它們的翼長在演進過程中的變化。

如果蟲子變得比人大?那太好了,連殺蟲劑都免了

3.2億年來昆蟲翼長和大氣中氧氣濃度的變化圖

他們發現,在昆蟲進化的前1.5億年中,其體型大小與當時的氧氣濃度有一定的相關性,在含氧量高的環境中,昆蟲往往有更大的體型;但是之後這種關聯性消失了,昆蟲也出現了小型化趨勢。在大約6000萬年前,昆蟲的最大尺寸進一步縮小。

昆蟲體型開始出現縮小趨勢的時間點,恰逢鳥類捕食技巧的增強。通過化石研究發現當時的鳥類獲得了相應解剖結構,其捕食能力大大提高。體型偏大的昆蟲,因容易被發現以及行動相對不敏捷而容易受到捕食。而在6000萬年前,蝙蝠的進化、白堊紀大滅絕或者鳥類的進一步飛行特化的發生,很好地解釋了昆蟲體型的進一步縮小。

如果蟲子變得比人大?那太好了,連殺蟲劑都免了

鳥類的演變


那麼在天敵出現之前,與昆蟲體型有明顯關聯性的氧氣濃度,是否是一個制約因素呢?

如果蟲子變得比人大?那太好了,連殺蟲劑都免了

巨蟲生活的時代,氧含量確實十分豐富。石炭紀是植物世界大繁盛的代表時期,當時氣候溫暖溼潤,極有利於植物的生長。陸生植物從濱海走向陸地,形成一片一片的森林與沼澤。喬木高大,灌木茂密,有些喬木高達三四十米。茂密的森林改變著陸地面貌的同時,大量的光合作用也影響著大氣的組成。

現在大氣中氧氣含量約為21%,而美國耶魯大學生物學家羅伯特·貝爾納等人在一項古氣候研究顯示,石炭紀地球大氣層中氧氣含量可高達35%左右,遠遠大於現在的水平。

如果蟲子變得比人大?那太好了,連殺蟲劑都免了

宗普,薛進莊.不同生物地球化學模型估計的顯生宙大氣氧含量變化

實線:貝爾納等的模型,淺灰點線:貝爾納模型,黑色虛線:伯格曼模型

科學家將同一代的蜻蜓在不同的含氧條件下進行培養。結果發現高氧環境下蜻蜓的體長比正常條件下的蜻蜓長20%-25%,並且長的更快。雖然不及石炭紀那種大小,還是能夠說明氧濃度對蜻蜓的體長有一定的影響。而這種影響具體的發生方式要從昆蟲的呼吸作用說起。

如果蟲子變得比人大?那太好了,連殺蟲劑都免了

高氧含量環境下的蜻蜓體長要比正常條件下的蜻蜓長20%-25%

麻雀雖小五臟俱全,但是你聽說過蟲子有心肝脾肺腎嗎?打蟑螂的時候,一拖鞋下去爆出來的只是一堆白乎乎的粘稠物。遇到蟲子時,大多數人會選擇避而遠之,所以可能很少會去仔細地觀察一隻昆蟲。

但是觀察昆蟲的解剖結構,我們會發現,它們根本就沒有肺,那它是怎麼呼吸的?如果養過蠶寶寶或者見過毛毛蟲的話,你一定會對它們身體側面的幾排或黑或紅的小點有印象。這就是大多數昆蟲的呼吸系統的組成成分之一——氣門

如果蟲子變得比人大?那太好了,連殺蟲劑都免了


氣門與昆蟲體內的氣管相接,氣管分支末端形成微細盲管可伸入組織內或細胞表面。大部分的昆蟲全身都像這樣佈滿了發達的網狀結構,這樣便使得外界的氧氣可以自上而下運送到身體各處,如此構成了絕大多數陸棲昆蟲的氣門-氣管呼吸系統。

我們平時會看見昆蟲的嘴在動,它們不過是單純地進食而已。你矇住它的嘴巴,它也不會窒息。

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如果蟲子變得比人大?那太好了,連殺蟲劑都免了


巨型昆蟲是科幻電影很好的素材來源。不起眼的小蟲子可能以輻射或是藥物等各種因素髮生變異,變異後的巨型蟲子體長几百米,翅膀撲動的聲音宛若天雷,經過的地方都變為一片荒蕪。

巨型蟲子,人類是沒有對付過的,一般的利器拿它沒有辦法。於是勇士出現,以舍小家為大家的精神與巨蟲搏鬥。幾個回合下來,巨蟲毫髮無傷,勇士卻已體力不支。就在巨型蟲子打算給予其最後一擊的時候,勇士buff加成,爆發出無比強大的力量將巨蟲消滅,拯救了世界。

如果蟲子變得比人大?那太好了,連殺蟲劑都免了

《星河戰隊》劇照

雖是科幻,但人們總習慣於將其影射到現實中,考慮著如果出現了巨型昆蟲,我們該怎麼辦,也許還會想著自己是否是那個可以拯救世界的英雄。

這次不說你異想天開了。因為如果蟲子真的變大了,或許真的可以圓你的英雄夢。只不過你不需要有超能力,只要往蟲子面前一站,它們沒準就會全部倒下。當然不是因為你的氣場太強大,它們只不過是被自己憋死的。

蟲子自己把自己憋死,聽起來也有些難以置信,不過這確確實實是巨型昆蟲來到當下世界的下場。當然,巨型昆蟲也是存在過的。

如果蟲子變得比人大?那太好了,連殺蟲劑都免了


1880年,在法國南部的科芒特里,煤礦工人們意外挖出了一塊有著超大翅膀的巨型昆蟲化石。法國古生物學家查爾斯·布隆尼亞特於1885年在仔細的觀察研究後將其命名為“巨脈蜻蜓”。1979年人們在德比郡的博爾索弗發現了另外一塊巨脈蜻蜓的化石,現存放在巴黎的法國國立自然史博物館內。

如果蟲子變得比人大?那太好了,連殺蟲劑都免了

巨脈蜻蜓化石

這種蜻蜓與現代的蜻蜓在外表上比較相似,但是巨脈蜻蜓翅膀展開可長達75釐米,是現代蜻蜓的6倍左右,也是地球上有史以來最大的昆蟲

這種與現代老鷹一般大小的蜻蜓以其他的飛行或者爬行類昆蟲為食,甚至會吃一些小的早期兩棲類動物。邁克爾·克瑞奇頓的小說《侏羅紀公園》裡提到的巨型蜻蜓,便來源於此。

巨脈蜻蜓生活於距今3億年左右的石炭紀,沒錯,比生活於距今2.5億年至6500萬年的體型巨大的恐龍更早地存在於這個世界。除了巨脈蜻蜓,食指長度的蚊子,1.55米長的千足蟲,還有2.6米長的巨型蜈蚣等等,都是這一時代的產物,因而石炭紀也被稱為“巨蟲時代”

如果蟲子變得比人大?那太好了,連殺蟲劑都免了

石炭紀的森林與巨蟲

這類巨型節肢動物在地球上生活了大約5000萬年,在距今約3.06億年的石炭紀晚期的生物大滅絕中消失,之後的“大復甦”並沒有使其體型恢復到石炭紀時的水平。隨著時間的推移與生命的演進,蟲子漸漸變成了現在這樣的大小。

既然蟲子是可以長得很大的,並且曾經主宰著這個世界,那現在為什麼卻變成了最微小的生物之一,而且一拖鞋就能被拍死呢?

2012年美國加州大學聖克魯斯分校的古生物學家馬修·克拉彭傑瑞德·卡爾發表文章稱,他們編纂了一個涵蓋了過去3.2億年的10500多個昆蟲化石的數據庫,以顯示它們的翼長在演進過程中的變化。

如果蟲子變得比人大?那太好了,連殺蟲劑都免了

3.2億年來昆蟲翼長和大氣中氧氣濃度的變化圖

他們發現,在昆蟲進化的前1.5億年中,其體型大小與當時的氧氣濃度有一定的相關性,在含氧量高的環境中,昆蟲往往有更大的體型;但是之後這種關聯性消失了,昆蟲也出現了小型化趨勢。在大約6000萬年前,昆蟲的最大尺寸進一步縮小。

昆蟲體型開始出現縮小趨勢的時間點,恰逢鳥類捕食技巧的增強。通過化石研究發現當時的鳥類獲得了相應解剖結構,其捕食能力大大提高。體型偏大的昆蟲,因容易被發現以及行動相對不敏捷而容易受到捕食。而在6000萬年前,蝙蝠的進化、白堊紀大滅絕或者鳥類的進一步飛行特化的發生,很好地解釋了昆蟲體型的進一步縮小。

如果蟲子變得比人大?那太好了,連殺蟲劑都免了

鳥類的演變


那麼在天敵出現之前,與昆蟲體型有明顯關聯性的氧氣濃度,是否是一個制約因素呢?

如果蟲子變得比人大?那太好了,連殺蟲劑都免了

巨蟲生活的時代,氧含量確實十分豐富。石炭紀是植物世界大繁盛的代表時期,當時氣候溫暖溼潤,極有利於植物的生長。陸生植物從濱海走向陸地,形成一片一片的森林與沼澤。喬木高大,灌木茂密,有些喬木高達三四十米。茂密的森林改變著陸地面貌的同時,大量的光合作用也影響著大氣的組成。

現在大氣中氧氣含量約為21%,而美國耶魯大學生物學家羅伯特·貝爾納等人在一項古氣候研究顯示,石炭紀地球大氣層中氧氣含量可高達35%左右,遠遠大於現在的水平。

如果蟲子變得比人大?那太好了,連殺蟲劑都免了

宗普,薛進莊.不同生物地球化學模型估計的顯生宙大氣氧含量變化

實線:貝爾納等的模型,淺灰點線:貝爾納模型,黑色虛線:伯格曼模型

科學家將同一代的蜻蜓在不同的含氧條件下進行培養。結果發現高氧環境下蜻蜓的體長比正常條件下的蜻蜓長20%-25%,並且長的更快。雖然不及石炭紀那種大小,還是能夠說明氧濃度對蜻蜓的體長有一定的影響。而這種影響具體的發生方式要從昆蟲的呼吸作用說起。

如果蟲子變得比人大?那太好了,連殺蟲劑都免了

高氧含量環境下的蜻蜓體長要比正常條件下的蜻蜓長20%-25%

麻雀雖小五臟俱全,但是你聽說過蟲子有心肝脾肺腎嗎?打蟑螂的時候,一拖鞋下去爆出來的只是一堆白乎乎的粘稠物。遇到蟲子時,大多數人會選擇避而遠之,所以可能很少會去仔細地觀察一隻昆蟲。

但是觀察昆蟲的解剖結構,我們會發現,它們根本就沒有肺,那它是怎麼呼吸的?如果養過蠶寶寶或者見過毛毛蟲的話,你一定會對它們身體側面的幾排或黑或紅的小點有印象。這就是大多數昆蟲的呼吸系統的組成成分之一——氣門

如果蟲子變得比人大?那太好了,連殺蟲劑都免了


氣門與昆蟲體內的氣管相接,氣管分支末端形成微細盲管可伸入組織內或細胞表面。大部分的昆蟲全身都像這樣佈滿了發達的網狀結構,這樣便使得外界的氧氣可以自上而下運送到身體各處,如此構成了絕大多數陸棲昆蟲的氣門-氣管呼吸系統。

我們平時會看見昆蟲的嘴在動,它們不過是單純地進食而已。你矇住它的嘴巴,它也不會窒息。

如果蟲子變得比人大?那太好了,連殺蟲劑都免了


這種用全身呼吸的生物,也在用全身進行著思考。昆蟲的腦子叫做“神經節”,遍佈於身體各處,控制著附近的器官,使昆蟲得以呼吸、進食和消化。比如說對於有翅的昆蟲,其位於胸部的神經節就控制著它們的爬行與飛行。

所以當昆蟲失去自己的頭部之後,他們仍舊可以蹦躂幾天,最後死於飢餓與缺水。

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如果蟲子變得比人大?那太好了,連殺蟲劑都免了


巨型昆蟲是科幻電影很好的素材來源。不起眼的小蟲子可能以輻射或是藥物等各種因素髮生變異,變異後的巨型蟲子體長几百米,翅膀撲動的聲音宛若天雷,經過的地方都變為一片荒蕪。

巨型蟲子,人類是沒有對付過的,一般的利器拿它沒有辦法。於是勇士出現,以舍小家為大家的精神與巨蟲搏鬥。幾個回合下來,巨蟲毫髮無傷,勇士卻已體力不支。就在巨型蟲子打算給予其最後一擊的時候,勇士buff加成,爆發出無比強大的力量將巨蟲消滅,拯救了世界。

如果蟲子變得比人大?那太好了,連殺蟲劑都免了

《星河戰隊》劇照

雖是科幻,但人們總習慣於將其影射到現實中,考慮著如果出現了巨型昆蟲,我們該怎麼辦,也許還會想著自己是否是那個可以拯救世界的英雄。

這次不說你異想天開了。因為如果蟲子真的變大了,或許真的可以圓你的英雄夢。只不過你不需要有超能力,只要往蟲子面前一站,它們沒準就會全部倒下。當然不是因為你的氣場太強大,它們只不過是被自己憋死的。

蟲子自己把自己憋死,聽起來也有些難以置信,不過這確確實實是巨型昆蟲來到當下世界的下場。當然,巨型昆蟲也是存在過的。

如果蟲子變得比人大?那太好了,連殺蟲劑都免了


1880年,在法國南部的科芒特里,煤礦工人們意外挖出了一塊有著超大翅膀的巨型昆蟲化石。法國古生物學家查爾斯·布隆尼亞特於1885年在仔細的觀察研究後將其命名為“巨脈蜻蜓”。1979年人們在德比郡的博爾索弗發現了另外一塊巨脈蜻蜓的化石,現存放在巴黎的法國國立自然史博物館內。

如果蟲子變得比人大?那太好了,連殺蟲劑都免了

巨脈蜻蜓化石

這種蜻蜓與現代的蜻蜓在外表上比較相似,但是巨脈蜻蜓翅膀展開可長達75釐米,是現代蜻蜓的6倍左右,也是地球上有史以來最大的昆蟲

這種與現代老鷹一般大小的蜻蜓以其他的飛行或者爬行類昆蟲為食,甚至會吃一些小的早期兩棲類動物。邁克爾·克瑞奇頓的小說《侏羅紀公園》裡提到的巨型蜻蜓,便來源於此。

巨脈蜻蜓生活於距今3億年左右的石炭紀,沒錯,比生活於距今2.5億年至6500萬年的體型巨大的恐龍更早地存在於這個世界。除了巨脈蜻蜓,食指長度的蚊子,1.55米長的千足蟲,還有2.6米長的巨型蜈蚣等等,都是這一時代的產物,因而石炭紀也被稱為“巨蟲時代”

如果蟲子變得比人大?那太好了,連殺蟲劑都免了

石炭紀的森林與巨蟲

這類巨型節肢動物在地球上生活了大約5000萬年,在距今約3.06億年的石炭紀晚期的生物大滅絕中消失,之後的“大復甦”並沒有使其體型恢復到石炭紀時的水平。隨著時間的推移與生命的演進,蟲子漸漸變成了現在這樣的大小。

既然蟲子是可以長得很大的,並且曾經主宰著這個世界,那現在為什麼卻變成了最微小的生物之一,而且一拖鞋就能被拍死呢?

2012年美國加州大學聖克魯斯分校的古生物學家馬修·克拉彭傑瑞德·卡爾發表文章稱,他們編纂了一個涵蓋了過去3.2億年的10500多個昆蟲化石的數據庫,以顯示它們的翼長在演進過程中的變化。

如果蟲子變得比人大?那太好了,連殺蟲劑都免了

3.2億年來昆蟲翼長和大氣中氧氣濃度的變化圖

他們發現,在昆蟲進化的前1.5億年中,其體型大小與當時的氧氣濃度有一定的相關性,在含氧量高的環境中,昆蟲往往有更大的體型;但是之後這種關聯性消失了,昆蟲也出現了小型化趨勢。在大約6000萬年前,昆蟲的最大尺寸進一步縮小。

昆蟲體型開始出現縮小趨勢的時間點,恰逢鳥類捕食技巧的增強。通過化石研究發現當時的鳥類獲得了相應解剖結構,其捕食能力大大提高。體型偏大的昆蟲,因容易被發現以及行動相對不敏捷而容易受到捕食。而在6000萬年前,蝙蝠的進化、白堊紀大滅絕或者鳥類的進一步飛行特化的發生,很好地解釋了昆蟲體型的進一步縮小。

如果蟲子變得比人大?那太好了,連殺蟲劑都免了

鳥類的演變


那麼在天敵出現之前,與昆蟲體型有明顯關聯性的氧氣濃度,是否是一個制約因素呢?

如果蟲子變得比人大?那太好了,連殺蟲劑都免了

巨蟲生活的時代,氧含量確實十分豐富。石炭紀是植物世界大繁盛的代表時期,當時氣候溫暖溼潤,極有利於植物的生長。陸生植物從濱海走向陸地,形成一片一片的森林與沼澤。喬木高大,灌木茂密,有些喬木高達三四十米。茂密的森林改變著陸地面貌的同時,大量的光合作用也影響著大氣的組成。

現在大氣中氧氣含量約為21%,而美國耶魯大學生物學家羅伯特·貝爾納等人在一項古氣候研究顯示,石炭紀地球大氣層中氧氣含量可高達35%左右,遠遠大於現在的水平。

如果蟲子變得比人大?那太好了,連殺蟲劑都免了

宗普,薛進莊.不同生物地球化學模型估計的顯生宙大氣氧含量變化

實線:貝爾納等的模型,淺灰點線:貝爾納模型,黑色虛線:伯格曼模型

科學家將同一代的蜻蜓在不同的含氧條件下進行培養。結果發現高氧環境下蜻蜓的體長比正常條件下的蜻蜓長20%-25%,並且長的更快。雖然不及石炭紀那種大小,還是能夠說明氧濃度對蜻蜓的體長有一定的影響。而這種影響具體的發生方式要從昆蟲的呼吸作用說起。

如果蟲子變得比人大?那太好了,連殺蟲劑都免了

高氧含量環境下的蜻蜓體長要比正常條件下的蜻蜓長20%-25%

麻雀雖小五臟俱全,但是你聽說過蟲子有心肝脾肺腎嗎?打蟑螂的時候,一拖鞋下去爆出來的只是一堆白乎乎的粘稠物。遇到蟲子時,大多數人會選擇避而遠之,所以可能很少會去仔細地觀察一隻昆蟲。

但是觀察昆蟲的解剖結構,我們會發現,它們根本就沒有肺,那它是怎麼呼吸的?如果養過蠶寶寶或者見過毛毛蟲的話,你一定會對它們身體側面的幾排或黑或紅的小點有印象。這就是大多數昆蟲的呼吸系統的組成成分之一——氣門

如果蟲子變得比人大?那太好了,連殺蟲劑都免了


氣門與昆蟲體內的氣管相接,氣管分支末端形成微細盲管可伸入組織內或細胞表面。大部分的昆蟲全身都像這樣佈滿了發達的網狀結構,這樣便使得外界的氧氣可以自上而下運送到身體各處,如此構成了絕大多數陸棲昆蟲的氣門-氣管呼吸系統。

我們平時會看見昆蟲的嘴在動,它們不過是單純地進食而已。你矇住它的嘴巴,它也不會窒息。

如果蟲子變得比人大?那太好了,連殺蟲劑都免了


這種用全身呼吸的生物,也在用全身進行著思考。昆蟲的腦子叫做“神經節”,遍佈於身體各處,控制著附近的器官,使昆蟲得以呼吸、進食和消化。比如說對於有翅的昆蟲,其位於胸部的神經節就控制著它們的爬行與飛行。

所以當昆蟲失去自己的頭部之後,他們仍舊可以蹦躂幾天,最後死於飢餓與缺水。

如果蟲子變得比人大?那太好了,連殺蟲劑都免了

這種全然不同的生理結構,導致對昆蟲來說,其體型越大,需要的氣管就越長,氧氣最後運送到遠處細胞的時間會更長,但是氧氣量更少,從而影響正常的生命活動。而當氧氣含量充足的時候,即使昆蟲的體型很大,也可以有足夠的氧氣輸送至體內各處。

"
如果蟲子變得比人大?那太好了,連殺蟲劑都免了


巨型昆蟲是科幻電影很好的素材來源。不起眼的小蟲子可能以輻射或是藥物等各種因素髮生變異,變異後的巨型蟲子體長几百米,翅膀撲動的聲音宛若天雷,經過的地方都變為一片荒蕪。

巨型蟲子,人類是沒有對付過的,一般的利器拿它沒有辦法。於是勇士出現,以舍小家為大家的精神與巨蟲搏鬥。幾個回合下來,巨蟲毫髮無傷,勇士卻已體力不支。就在巨型蟲子打算給予其最後一擊的時候,勇士buff加成,爆發出無比強大的力量將巨蟲消滅,拯救了世界。

如果蟲子變得比人大?那太好了,連殺蟲劑都免了

《星河戰隊》劇照

雖是科幻,但人們總習慣於將其影射到現實中,考慮著如果出現了巨型昆蟲,我們該怎麼辦,也許還會想著自己是否是那個可以拯救世界的英雄。

這次不說你異想天開了。因為如果蟲子真的變大了,或許真的可以圓你的英雄夢。只不過你不需要有超能力,只要往蟲子面前一站,它們沒準就會全部倒下。當然不是因為你的氣場太強大,它們只不過是被自己憋死的。

蟲子自己把自己憋死,聽起來也有些難以置信,不過這確確實實是巨型昆蟲來到當下世界的下場。當然,巨型昆蟲也是存在過的。

如果蟲子變得比人大?那太好了,連殺蟲劑都免了


1880年,在法國南部的科芒特里,煤礦工人們意外挖出了一塊有著超大翅膀的巨型昆蟲化石。法國古生物學家查爾斯·布隆尼亞特於1885年在仔細的觀察研究後將其命名為“巨脈蜻蜓”。1979年人們在德比郡的博爾索弗發現了另外一塊巨脈蜻蜓的化石,現存放在巴黎的法國國立自然史博物館內。

如果蟲子變得比人大?那太好了,連殺蟲劑都免了

巨脈蜻蜓化石

這種蜻蜓與現代的蜻蜓在外表上比較相似,但是巨脈蜻蜓翅膀展開可長達75釐米,是現代蜻蜓的6倍左右,也是地球上有史以來最大的昆蟲

這種與現代老鷹一般大小的蜻蜓以其他的飛行或者爬行類昆蟲為食,甚至會吃一些小的早期兩棲類動物。邁克爾·克瑞奇頓的小說《侏羅紀公園》裡提到的巨型蜻蜓,便來源於此。

巨脈蜻蜓生活於距今3億年左右的石炭紀,沒錯,比生活於距今2.5億年至6500萬年的體型巨大的恐龍更早地存在於這個世界。除了巨脈蜻蜓,食指長度的蚊子,1.55米長的千足蟲,還有2.6米長的巨型蜈蚣等等,都是這一時代的產物,因而石炭紀也被稱為“巨蟲時代”

如果蟲子變得比人大?那太好了,連殺蟲劑都免了

石炭紀的森林與巨蟲

這類巨型節肢動物在地球上生活了大約5000萬年,在距今約3.06億年的石炭紀晚期的生物大滅絕中消失,之後的“大復甦”並沒有使其體型恢復到石炭紀時的水平。隨著時間的推移與生命的演進,蟲子漸漸變成了現在這樣的大小。

既然蟲子是可以長得很大的,並且曾經主宰著這個世界,那現在為什麼卻變成了最微小的生物之一,而且一拖鞋就能被拍死呢?

2012年美國加州大學聖克魯斯分校的古生物學家馬修·克拉彭傑瑞德·卡爾發表文章稱,他們編纂了一個涵蓋了過去3.2億年的10500多個昆蟲化石的數據庫,以顯示它們的翼長在演進過程中的變化。

如果蟲子變得比人大?那太好了,連殺蟲劑都免了

3.2億年來昆蟲翼長和大氣中氧氣濃度的變化圖

他們發現,在昆蟲進化的前1.5億年中,其體型大小與當時的氧氣濃度有一定的相關性,在含氧量高的環境中,昆蟲往往有更大的體型;但是之後這種關聯性消失了,昆蟲也出現了小型化趨勢。在大約6000萬年前,昆蟲的最大尺寸進一步縮小。

昆蟲體型開始出現縮小趨勢的時間點,恰逢鳥類捕食技巧的增強。通過化石研究發現當時的鳥類獲得了相應解剖結構,其捕食能力大大提高。體型偏大的昆蟲,因容易被發現以及行動相對不敏捷而容易受到捕食。而在6000萬年前,蝙蝠的進化、白堊紀大滅絕或者鳥類的進一步飛行特化的發生,很好地解釋了昆蟲體型的進一步縮小。

如果蟲子變得比人大?那太好了,連殺蟲劑都免了

鳥類的演變


那麼在天敵出現之前,與昆蟲體型有明顯關聯性的氧氣濃度,是否是一個制約因素呢?

如果蟲子變得比人大?那太好了,連殺蟲劑都免了

巨蟲生活的時代,氧含量確實十分豐富。石炭紀是植物世界大繁盛的代表時期,當時氣候溫暖溼潤,極有利於植物的生長。陸生植物從濱海走向陸地,形成一片一片的森林與沼澤。喬木高大,灌木茂密,有些喬木高達三四十米。茂密的森林改變著陸地面貌的同時,大量的光合作用也影響著大氣的組成。

現在大氣中氧氣含量約為21%,而美國耶魯大學生物學家羅伯特·貝爾納等人在一項古氣候研究顯示,石炭紀地球大氣層中氧氣含量可高達35%左右,遠遠大於現在的水平。

如果蟲子變得比人大?那太好了,連殺蟲劑都免了

宗普,薛進莊.不同生物地球化學模型估計的顯生宙大氣氧含量變化

實線:貝爾納等的模型,淺灰點線:貝爾納模型,黑色虛線:伯格曼模型

科學家將同一代的蜻蜓在不同的含氧條件下進行培養。結果發現高氧環境下蜻蜓的體長比正常條件下的蜻蜓長20%-25%,並且長的更快。雖然不及石炭紀那種大小,還是能夠說明氧濃度對蜻蜓的體長有一定的影響。而這種影響具體的發生方式要從昆蟲的呼吸作用說起。

如果蟲子變得比人大?那太好了,連殺蟲劑都免了

高氧含量環境下的蜻蜓體長要比正常條件下的蜻蜓長20%-25%

麻雀雖小五臟俱全,但是你聽說過蟲子有心肝脾肺腎嗎?打蟑螂的時候,一拖鞋下去爆出來的只是一堆白乎乎的粘稠物。遇到蟲子時,大多數人會選擇避而遠之,所以可能很少會去仔細地觀察一隻昆蟲。

但是觀察昆蟲的解剖結構,我們會發現,它們根本就沒有肺,那它是怎麼呼吸的?如果養過蠶寶寶或者見過毛毛蟲的話,你一定會對它們身體側面的幾排或黑或紅的小點有印象。這就是大多數昆蟲的呼吸系統的組成成分之一——氣門

如果蟲子變得比人大?那太好了,連殺蟲劑都免了


氣門與昆蟲體內的氣管相接,氣管分支末端形成微細盲管可伸入組織內或細胞表面。大部分的昆蟲全身都像這樣佈滿了發達的網狀結構,這樣便使得外界的氧氣可以自上而下運送到身體各處,如此構成了絕大多數陸棲昆蟲的氣門-氣管呼吸系統。

我們平時會看見昆蟲的嘴在動,它們不過是單純地進食而已。你矇住它的嘴巴,它也不會窒息。

如果蟲子變得比人大?那太好了,連殺蟲劑都免了


這種用全身呼吸的生物,也在用全身進行著思考。昆蟲的腦子叫做“神經節”,遍佈於身體各處,控制著附近的器官,使昆蟲得以呼吸、進食和消化。比如說對於有翅的昆蟲,其位於胸部的神經節就控制著它們的爬行與飛行。

所以當昆蟲失去自己的頭部之後,他們仍舊可以蹦躂幾天,最後死於飢餓與缺水。

如果蟲子變得比人大?那太好了,連殺蟲劑都免了

這種全然不同的生理結構,導致對昆蟲來說,其體型越大,需要的氣管就越長,氧氣最後運送到遠處細胞的時間會更長,但是氧氣量更少,從而影響正常的生命活動。而當氧氣含量充足的時候,即使昆蟲的體型很大,也可以有足夠的氧氣輸送至體內各處。

如果蟲子變得比人大?那太好了,連殺蟲劑都免了

不同大小的昆蟲呼吸時,氧氣在氣管中的運動情況

https://evolution.berkeley.edu/evolibrary/article/000_0_0/constraint_16

體型較大的昆蟲氣管較長,氧氣到達相應細胞所需時間長,而含量卻很低,便會導致細胞沒有及時充足的氧氣供應而死亡。

在目前的氧氣含量情況下,氣管長度已經達到了極限,攝入的氧氣量可以滿足它們正常的飛行或者爬行的需要。一旦體型再增大,昆蟲就無法正常生活。

現在有些所謂的“巨型昆蟲”為了避免氧氣的不充分所帶來的影響,儘可能的使自己變得細長,比如現在最大的昆蟲是中國的一種竹節蟲,其體長可達62.4釐米。

還有些昆蟲體長不及竹節蟲,但是體型也不小。僅生活在新西蘭的幾個島嶼中的巨沙螽,其成年後可以長到10釐米左右,體重可達80多克,是一般蝗蟲的50多倍。因為生活在孤立的島嶼中,缺乏大型天敵,所以巨沙螽從兩億年前到現在其形體特徵幾乎沒有改變。

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如果蟲子變得比人大?那太好了,連殺蟲劑都免了


巨型昆蟲是科幻電影很好的素材來源。不起眼的小蟲子可能以輻射或是藥物等各種因素髮生變異,變異後的巨型蟲子體長几百米,翅膀撲動的聲音宛若天雷,經過的地方都變為一片荒蕪。

巨型蟲子,人類是沒有對付過的,一般的利器拿它沒有辦法。於是勇士出現,以舍小家為大家的精神與巨蟲搏鬥。幾個回合下來,巨蟲毫髮無傷,勇士卻已體力不支。就在巨型蟲子打算給予其最後一擊的時候,勇士buff加成,爆發出無比強大的力量將巨蟲消滅,拯救了世界。

如果蟲子變得比人大?那太好了,連殺蟲劑都免了

《星河戰隊》劇照

雖是科幻,但人們總習慣於將其影射到現實中,考慮著如果出現了巨型昆蟲,我們該怎麼辦,也許還會想著自己是否是那個可以拯救世界的英雄。

這次不說你異想天開了。因為如果蟲子真的變大了,或許真的可以圓你的英雄夢。只不過你不需要有超能力,只要往蟲子面前一站,它們沒準就會全部倒下。當然不是因為你的氣場太強大,它們只不過是被自己憋死的。

蟲子自己把自己憋死,聽起來也有些難以置信,不過這確確實實是巨型昆蟲來到當下世界的下場。當然,巨型昆蟲也是存在過的。

如果蟲子變得比人大?那太好了,連殺蟲劑都免了


1880年,在法國南部的科芒特里,煤礦工人們意外挖出了一塊有著超大翅膀的巨型昆蟲化石。法國古生物學家查爾斯·布隆尼亞特於1885年在仔細的觀察研究後將其命名為“巨脈蜻蜓”。1979年人們在德比郡的博爾索弗發現了另外一塊巨脈蜻蜓的化石,現存放在巴黎的法國國立自然史博物館內。

如果蟲子變得比人大?那太好了,連殺蟲劑都免了

巨脈蜻蜓化石

這種蜻蜓與現代的蜻蜓在外表上比較相似,但是巨脈蜻蜓翅膀展開可長達75釐米,是現代蜻蜓的6倍左右,也是地球上有史以來最大的昆蟲

這種與現代老鷹一般大小的蜻蜓以其他的飛行或者爬行類昆蟲為食,甚至會吃一些小的早期兩棲類動物。邁克爾·克瑞奇頓的小說《侏羅紀公園》裡提到的巨型蜻蜓,便來源於此。

巨脈蜻蜓生活於距今3億年左右的石炭紀,沒錯,比生活於距今2.5億年至6500萬年的體型巨大的恐龍更早地存在於這個世界。除了巨脈蜻蜓,食指長度的蚊子,1.55米長的千足蟲,還有2.6米長的巨型蜈蚣等等,都是這一時代的產物,因而石炭紀也被稱為“巨蟲時代”

如果蟲子變得比人大?那太好了,連殺蟲劑都免了

石炭紀的森林與巨蟲

這類巨型節肢動物在地球上生活了大約5000萬年,在距今約3.06億年的石炭紀晚期的生物大滅絕中消失,之後的“大復甦”並沒有使其體型恢復到石炭紀時的水平。隨著時間的推移與生命的演進,蟲子漸漸變成了現在這樣的大小。

既然蟲子是可以長得很大的,並且曾經主宰著這個世界,那現在為什麼卻變成了最微小的生物之一,而且一拖鞋就能被拍死呢?

2012年美國加州大學聖克魯斯分校的古生物學家馬修·克拉彭傑瑞德·卡爾發表文章稱,他們編纂了一個涵蓋了過去3.2億年的10500多個昆蟲化石的數據庫,以顯示它們的翼長在演進過程中的變化。

如果蟲子變得比人大?那太好了,連殺蟲劑都免了

3.2億年來昆蟲翼長和大氣中氧氣濃度的變化圖

他們發現,在昆蟲進化的前1.5億年中,其體型大小與當時的氧氣濃度有一定的相關性,在含氧量高的環境中,昆蟲往往有更大的體型;但是之後這種關聯性消失了,昆蟲也出現了小型化趨勢。在大約6000萬年前,昆蟲的最大尺寸進一步縮小。

昆蟲體型開始出現縮小趨勢的時間點,恰逢鳥類捕食技巧的增強。通過化石研究發現當時的鳥類獲得了相應解剖結構,其捕食能力大大提高。體型偏大的昆蟲,因容易被發現以及行動相對不敏捷而容易受到捕食。而在6000萬年前,蝙蝠的進化、白堊紀大滅絕或者鳥類的進一步飛行特化的發生,很好地解釋了昆蟲體型的進一步縮小。

如果蟲子變得比人大?那太好了,連殺蟲劑都免了

鳥類的演變


那麼在天敵出現之前,與昆蟲體型有明顯關聯性的氧氣濃度,是否是一個制約因素呢?

如果蟲子變得比人大?那太好了,連殺蟲劑都免了

巨蟲生活的時代,氧含量確實十分豐富。石炭紀是植物世界大繁盛的代表時期,當時氣候溫暖溼潤,極有利於植物的生長。陸生植物從濱海走向陸地,形成一片一片的森林與沼澤。喬木高大,灌木茂密,有些喬木高達三四十米。茂密的森林改變著陸地面貌的同時,大量的光合作用也影響著大氣的組成。

現在大氣中氧氣含量約為21%,而美國耶魯大學生物學家羅伯特·貝爾納等人在一項古氣候研究顯示,石炭紀地球大氣層中氧氣含量可高達35%左右,遠遠大於現在的水平。

如果蟲子變得比人大?那太好了,連殺蟲劑都免了

宗普,薛進莊.不同生物地球化學模型估計的顯生宙大氣氧含量變化

實線:貝爾納等的模型,淺灰點線:貝爾納模型,黑色虛線:伯格曼模型

科學家將同一代的蜻蜓在不同的含氧條件下進行培養。結果發現高氧環境下蜻蜓的體長比正常條件下的蜻蜓長20%-25%,並且長的更快。雖然不及石炭紀那種大小,還是能夠說明氧濃度對蜻蜓的體長有一定的影響。而這種影響具體的發生方式要從昆蟲的呼吸作用說起。

如果蟲子變得比人大?那太好了,連殺蟲劑都免了

高氧含量環境下的蜻蜓體長要比正常條件下的蜻蜓長20%-25%

麻雀雖小五臟俱全,但是你聽說過蟲子有心肝脾肺腎嗎?打蟑螂的時候,一拖鞋下去爆出來的只是一堆白乎乎的粘稠物。遇到蟲子時,大多數人會選擇避而遠之,所以可能很少會去仔細地觀察一隻昆蟲。

但是觀察昆蟲的解剖結構,我們會發現,它們根本就沒有肺,那它是怎麼呼吸的?如果養過蠶寶寶或者見過毛毛蟲的話,你一定會對它們身體側面的幾排或黑或紅的小點有印象。這就是大多數昆蟲的呼吸系統的組成成分之一——氣門

如果蟲子變得比人大?那太好了,連殺蟲劑都免了


氣門與昆蟲體內的氣管相接,氣管分支末端形成微細盲管可伸入組織內或細胞表面。大部分的昆蟲全身都像這樣佈滿了發達的網狀結構,這樣便使得外界的氧氣可以自上而下運送到身體各處,如此構成了絕大多數陸棲昆蟲的氣門-氣管呼吸系統。

我們平時會看見昆蟲的嘴在動,它們不過是單純地進食而已。你矇住它的嘴巴,它也不會窒息。

如果蟲子變得比人大?那太好了,連殺蟲劑都免了


這種用全身呼吸的生物,也在用全身進行著思考。昆蟲的腦子叫做“神經節”,遍佈於身體各處,控制著附近的器官,使昆蟲得以呼吸、進食和消化。比如說對於有翅的昆蟲,其位於胸部的神經節就控制著它們的爬行與飛行。

所以當昆蟲失去自己的頭部之後,他們仍舊可以蹦躂幾天,最後死於飢餓與缺水。

如果蟲子變得比人大?那太好了,連殺蟲劑都免了

這種全然不同的生理結構,導致對昆蟲來說,其體型越大,需要的氣管就越長,氧氣最後運送到遠處細胞的時間會更長,但是氧氣量更少,從而影響正常的生命活動。而當氧氣含量充足的時候,即使昆蟲的體型很大,也可以有足夠的氧氣輸送至體內各處。

如果蟲子變得比人大?那太好了,連殺蟲劑都免了

不同大小的昆蟲呼吸時,氧氣在氣管中的運動情況

https://evolution.berkeley.edu/evolibrary/article/000_0_0/constraint_16

體型較大的昆蟲氣管較長,氧氣到達相應細胞所需時間長,而含量卻很低,便會導致細胞沒有及時充足的氧氣供應而死亡。

在目前的氧氣含量情況下,氣管長度已經達到了極限,攝入的氧氣量可以滿足它們正常的飛行或者爬行的需要。一旦體型再增大,昆蟲就無法正常生活。

現在有些所謂的“巨型昆蟲”為了避免氧氣的不充分所帶來的影響,儘可能的使自己變得細長,比如現在最大的昆蟲是中國的一種竹節蟲,其體長可達62.4釐米。

還有些昆蟲體長不及竹節蟲,但是體型也不小。僅生活在新西蘭的幾個島嶼中的巨沙螽,其成年後可以長到10釐米左右,體重可達80多克,是一般蝗蟲的50多倍。因為生活在孤立的島嶼中,缺乏大型天敵,所以巨沙螽從兩億年前到現在其形體特徵幾乎沒有改變。

如果蟲子變得比人大?那太好了,連殺蟲劑都免了

巨沙螽

另外,生活在南美洲的亞馬遜雨林中的泰坦甲蟲是世界上最大的甲蟲之一,成年後可達17釐米,比人的手掌還大。有趣的是成年甲蟲從不進食,而是到處飛來飛去尋找配偶。

"
如果蟲子變得比人大?那太好了,連殺蟲劑都免了


巨型昆蟲是科幻電影很好的素材來源。不起眼的小蟲子可能以輻射或是藥物等各種因素髮生變異,變異後的巨型蟲子體長几百米,翅膀撲動的聲音宛若天雷,經過的地方都變為一片荒蕪。

巨型蟲子,人類是沒有對付過的,一般的利器拿它沒有辦法。於是勇士出現,以舍小家為大家的精神與巨蟲搏鬥。幾個回合下來,巨蟲毫髮無傷,勇士卻已體力不支。就在巨型蟲子打算給予其最後一擊的時候,勇士buff加成,爆發出無比強大的力量將巨蟲消滅,拯救了世界。

如果蟲子變得比人大?那太好了,連殺蟲劑都免了

《星河戰隊》劇照

雖是科幻,但人們總習慣於將其影射到現實中,考慮著如果出現了巨型昆蟲,我們該怎麼辦,也許還會想著自己是否是那個可以拯救世界的英雄。

這次不說你異想天開了。因為如果蟲子真的變大了,或許真的可以圓你的英雄夢。只不過你不需要有超能力,只要往蟲子面前一站,它們沒準就會全部倒下。當然不是因為你的氣場太強大,它們只不過是被自己憋死的。

蟲子自己把自己憋死,聽起來也有些難以置信,不過這確確實實是巨型昆蟲來到當下世界的下場。當然,巨型昆蟲也是存在過的。

如果蟲子變得比人大?那太好了,連殺蟲劑都免了


1880年,在法國南部的科芒特里,煤礦工人們意外挖出了一塊有著超大翅膀的巨型昆蟲化石。法國古生物學家查爾斯·布隆尼亞特於1885年在仔細的觀察研究後將其命名為“巨脈蜻蜓”。1979年人們在德比郡的博爾索弗發現了另外一塊巨脈蜻蜓的化石,現存放在巴黎的法國國立自然史博物館內。

如果蟲子變得比人大?那太好了,連殺蟲劑都免了

巨脈蜻蜓化石

這種蜻蜓與現代的蜻蜓在外表上比較相似,但是巨脈蜻蜓翅膀展開可長達75釐米,是現代蜻蜓的6倍左右,也是地球上有史以來最大的昆蟲

這種與現代老鷹一般大小的蜻蜓以其他的飛行或者爬行類昆蟲為食,甚至會吃一些小的早期兩棲類動物。邁克爾·克瑞奇頓的小說《侏羅紀公園》裡提到的巨型蜻蜓,便來源於此。

巨脈蜻蜓生活於距今3億年左右的石炭紀,沒錯,比生活於距今2.5億年至6500萬年的體型巨大的恐龍更早地存在於這個世界。除了巨脈蜻蜓,食指長度的蚊子,1.55米長的千足蟲,還有2.6米長的巨型蜈蚣等等,都是這一時代的產物,因而石炭紀也被稱為“巨蟲時代”

如果蟲子變得比人大?那太好了,連殺蟲劑都免了

石炭紀的森林與巨蟲

這類巨型節肢動物在地球上生活了大約5000萬年,在距今約3.06億年的石炭紀晚期的生物大滅絕中消失,之後的“大復甦”並沒有使其體型恢復到石炭紀時的水平。隨著時間的推移與生命的演進,蟲子漸漸變成了現在這樣的大小。

既然蟲子是可以長得很大的,並且曾經主宰著這個世界,那現在為什麼卻變成了最微小的生物之一,而且一拖鞋就能被拍死呢?

2012年美國加州大學聖克魯斯分校的古生物學家馬修·克拉彭傑瑞德·卡爾發表文章稱,他們編纂了一個涵蓋了過去3.2億年的10500多個昆蟲化石的數據庫,以顯示它們的翼長在演進過程中的變化。

如果蟲子變得比人大?那太好了,連殺蟲劑都免了

3.2億年來昆蟲翼長和大氣中氧氣濃度的變化圖

他們發現,在昆蟲進化的前1.5億年中,其體型大小與當時的氧氣濃度有一定的相關性,在含氧量高的環境中,昆蟲往往有更大的體型;但是之後這種關聯性消失了,昆蟲也出現了小型化趨勢。在大約6000萬年前,昆蟲的最大尺寸進一步縮小。

昆蟲體型開始出現縮小趨勢的時間點,恰逢鳥類捕食技巧的增強。通過化石研究發現當時的鳥類獲得了相應解剖結構,其捕食能力大大提高。體型偏大的昆蟲,因容易被發現以及行動相對不敏捷而容易受到捕食。而在6000萬年前,蝙蝠的進化、白堊紀大滅絕或者鳥類的進一步飛行特化的發生,很好地解釋了昆蟲體型的進一步縮小。

如果蟲子變得比人大?那太好了,連殺蟲劑都免了

鳥類的演變


那麼在天敵出現之前,與昆蟲體型有明顯關聯性的氧氣濃度,是否是一個制約因素呢?

如果蟲子變得比人大?那太好了,連殺蟲劑都免了

巨蟲生活的時代,氧含量確實十分豐富。石炭紀是植物世界大繁盛的代表時期,當時氣候溫暖溼潤,極有利於植物的生長。陸生植物從濱海走向陸地,形成一片一片的森林與沼澤。喬木高大,灌木茂密,有些喬木高達三四十米。茂密的森林改變著陸地面貌的同時,大量的光合作用也影響著大氣的組成。

現在大氣中氧氣含量約為21%,而美國耶魯大學生物學家羅伯特·貝爾納等人在一項古氣候研究顯示,石炭紀地球大氣層中氧氣含量可高達35%左右,遠遠大於現在的水平。

如果蟲子變得比人大?那太好了,連殺蟲劑都免了

宗普,薛進莊.不同生物地球化學模型估計的顯生宙大氣氧含量變化

實線:貝爾納等的模型,淺灰點線:貝爾納模型,黑色虛線:伯格曼模型

科學家將同一代的蜻蜓在不同的含氧條件下進行培養。結果發現高氧環境下蜻蜓的體長比正常條件下的蜻蜓長20%-25%,並且長的更快。雖然不及石炭紀那種大小,還是能夠說明氧濃度對蜻蜓的體長有一定的影響。而這種影響具體的發生方式要從昆蟲的呼吸作用說起。

如果蟲子變得比人大?那太好了,連殺蟲劑都免了

高氧含量環境下的蜻蜓體長要比正常條件下的蜻蜓長20%-25%

麻雀雖小五臟俱全,但是你聽說過蟲子有心肝脾肺腎嗎?打蟑螂的時候,一拖鞋下去爆出來的只是一堆白乎乎的粘稠物。遇到蟲子時,大多數人會選擇避而遠之,所以可能很少會去仔細地觀察一隻昆蟲。

但是觀察昆蟲的解剖結構,我們會發現,它們根本就沒有肺,那它是怎麼呼吸的?如果養過蠶寶寶或者見過毛毛蟲的話,你一定會對它們身體側面的幾排或黑或紅的小點有印象。這就是大多數昆蟲的呼吸系統的組成成分之一——氣門

如果蟲子變得比人大?那太好了,連殺蟲劑都免了


氣門與昆蟲體內的氣管相接,氣管分支末端形成微細盲管可伸入組織內或細胞表面。大部分的昆蟲全身都像這樣佈滿了發達的網狀結構,這樣便使得外界的氧氣可以自上而下運送到身體各處,如此構成了絕大多數陸棲昆蟲的氣門-氣管呼吸系統。

我們平時會看見昆蟲的嘴在動,它們不過是單純地進食而已。你矇住它的嘴巴,它也不會窒息。

如果蟲子變得比人大?那太好了,連殺蟲劑都免了


這種用全身呼吸的生物,也在用全身進行著思考。昆蟲的腦子叫做“神經節”,遍佈於身體各處,控制著附近的器官,使昆蟲得以呼吸、進食和消化。比如說對於有翅的昆蟲,其位於胸部的神經節就控制著它們的爬行與飛行。

所以當昆蟲失去自己的頭部之後,他們仍舊可以蹦躂幾天,最後死於飢餓與缺水。

如果蟲子變得比人大?那太好了,連殺蟲劑都免了

這種全然不同的生理結構,導致對昆蟲來說,其體型越大,需要的氣管就越長,氧氣最後運送到遠處細胞的時間會更長,但是氧氣量更少,從而影響正常的生命活動。而當氧氣含量充足的時候,即使昆蟲的體型很大,也可以有足夠的氧氣輸送至體內各處。

如果蟲子變得比人大?那太好了,連殺蟲劑都免了

不同大小的昆蟲呼吸時,氧氣在氣管中的運動情況

https://evolution.berkeley.edu/evolibrary/article/000_0_0/constraint_16

體型較大的昆蟲氣管較長,氧氣到達相應細胞所需時間長,而含量卻很低,便會導致細胞沒有及時充足的氧氣供應而死亡。

在目前的氧氣含量情況下,氣管長度已經達到了極限,攝入的氧氣量可以滿足它們正常的飛行或者爬行的需要。一旦體型再增大,昆蟲就無法正常生活。

現在有些所謂的“巨型昆蟲”為了避免氧氣的不充分所帶來的影響,儘可能的使自己變得細長,比如現在最大的昆蟲是中國的一種竹節蟲,其體長可達62.4釐米。

還有些昆蟲體長不及竹節蟲,但是體型也不小。僅生活在新西蘭的幾個島嶼中的巨沙螽,其成年後可以長到10釐米左右,體重可達80多克,是一般蝗蟲的50多倍。因為生活在孤立的島嶼中,缺乏大型天敵,所以巨沙螽從兩億年前到現在其形體特徵幾乎沒有改變。

如果蟲子變得比人大?那太好了,連殺蟲劑都免了

巨沙螽

另外,生活在南美洲的亞馬遜雨林中的泰坦甲蟲是世界上最大的甲蟲之一,成年後可達17釐米,比人的手掌還大。有趣的是成年甲蟲從不進食,而是到處飛來飛去尋找配偶。

如果蟲子變得比人大?那太好了,連殺蟲劑都免了


但並不是所有的實驗都顯示出昆蟲體型與氧氣濃度的相關性。亞利桑那大學的昆蟲研究員喬恩·哈里森和他的同事展開了更深入的研究。

他們以蝗蟲、米蟲、果蠅以及一些其他昆蟲為研究對象,將同種昆蟲分別飼養於含有不同氧氣濃度的環境中。結果發現高氧環境中的個體不一定會變大,同樣的,在低氧環境中的個體也不一定會出現變小的趨勢。

後來科學家又用果蠅做了相同的實驗,得到的結果與喬恩的實驗結果一致,即有的果蠅在高氧環境中體型增大,有的並沒有。

但是在氧氣含量高,氣壓也高的情況下,他們發現,實驗果蠅培育到第五代時,身體尺寸增長了20%。實驗結果表明,氣壓可能也會影響昆蟲體型的大小。

"
如果蟲子變得比人大?那太好了,連殺蟲劑都免了


巨型昆蟲是科幻電影很好的素材來源。不起眼的小蟲子可能以輻射或是藥物等各種因素髮生變異,變異後的巨型蟲子體長几百米,翅膀撲動的聲音宛若天雷,經過的地方都變為一片荒蕪。

巨型蟲子,人類是沒有對付過的,一般的利器拿它沒有辦法。於是勇士出現,以舍小家為大家的精神與巨蟲搏鬥。幾個回合下來,巨蟲毫髮無傷,勇士卻已體力不支。就在巨型蟲子打算給予其最後一擊的時候,勇士buff加成,爆發出無比強大的力量將巨蟲消滅,拯救了世界。

如果蟲子變得比人大?那太好了,連殺蟲劑都免了

《星河戰隊》劇照

雖是科幻,但人們總習慣於將其影射到現實中,考慮著如果出現了巨型昆蟲,我們該怎麼辦,也許還會想著自己是否是那個可以拯救世界的英雄。

這次不說你異想天開了。因為如果蟲子真的變大了,或許真的可以圓你的英雄夢。只不過你不需要有超能力,只要往蟲子面前一站,它們沒準就會全部倒下。當然不是因為你的氣場太強大,它們只不過是被自己憋死的。

蟲子自己把自己憋死,聽起來也有些難以置信,不過這確確實實是巨型昆蟲來到當下世界的下場。當然,巨型昆蟲也是存在過的。

如果蟲子變得比人大?那太好了,連殺蟲劑都免了


1880年,在法國南部的科芒特里,煤礦工人們意外挖出了一塊有著超大翅膀的巨型昆蟲化石。法國古生物學家查爾斯·布隆尼亞特於1885年在仔細的觀察研究後將其命名為“巨脈蜻蜓”。1979年人們在德比郡的博爾索弗發現了另外一塊巨脈蜻蜓的化石,現存放在巴黎的法國國立自然史博物館內。

如果蟲子變得比人大?那太好了,連殺蟲劑都免了

巨脈蜻蜓化石

這種蜻蜓與現代的蜻蜓在外表上比較相似,但是巨脈蜻蜓翅膀展開可長達75釐米,是現代蜻蜓的6倍左右,也是地球上有史以來最大的昆蟲

這種與現代老鷹一般大小的蜻蜓以其他的飛行或者爬行類昆蟲為食,甚至會吃一些小的早期兩棲類動物。邁克爾·克瑞奇頓的小說《侏羅紀公園》裡提到的巨型蜻蜓,便來源於此。

巨脈蜻蜓生活於距今3億年左右的石炭紀,沒錯,比生活於距今2.5億年至6500萬年的體型巨大的恐龍更早地存在於這個世界。除了巨脈蜻蜓,食指長度的蚊子,1.55米長的千足蟲,還有2.6米長的巨型蜈蚣等等,都是這一時代的產物,因而石炭紀也被稱為“巨蟲時代”

如果蟲子變得比人大?那太好了,連殺蟲劑都免了

石炭紀的森林與巨蟲

這類巨型節肢動物在地球上生活了大約5000萬年,在距今約3.06億年的石炭紀晚期的生物大滅絕中消失,之後的“大復甦”並沒有使其體型恢復到石炭紀時的水平。隨著時間的推移與生命的演進,蟲子漸漸變成了現在這樣的大小。

既然蟲子是可以長得很大的,並且曾經主宰著這個世界,那現在為什麼卻變成了最微小的生物之一,而且一拖鞋就能被拍死呢?

2012年美國加州大學聖克魯斯分校的古生物學家馬修·克拉彭傑瑞德·卡爾發表文章稱,他們編纂了一個涵蓋了過去3.2億年的10500多個昆蟲化石的數據庫,以顯示它們的翼長在演進過程中的變化。

如果蟲子變得比人大?那太好了,連殺蟲劑都免了

3.2億年來昆蟲翼長和大氣中氧氣濃度的變化圖

他們發現,在昆蟲進化的前1.5億年中,其體型大小與當時的氧氣濃度有一定的相關性,在含氧量高的環境中,昆蟲往往有更大的體型;但是之後這種關聯性消失了,昆蟲也出現了小型化趨勢。在大約6000萬年前,昆蟲的最大尺寸進一步縮小。

昆蟲體型開始出現縮小趨勢的時間點,恰逢鳥類捕食技巧的增強。通過化石研究發現當時的鳥類獲得了相應解剖結構,其捕食能力大大提高。體型偏大的昆蟲,因容易被發現以及行動相對不敏捷而容易受到捕食。而在6000萬年前,蝙蝠的進化、白堊紀大滅絕或者鳥類的進一步飛行特化的發生,很好地解釋了昆蟲體型的進一步縮小。

如果蟲子變得比人大?那太好了,連殺蟲劑都免了

鳥類的演變


那麼在天敵出現之前,與昆蟲體型有明顯關聯性的氧氣濃度,是否是一個制約因素呢?

如果蟲子變得比人大?那太好了,連殺蟲劑都免了

巨蟲生活的時代,氧含量確實十分豐富。石炭紀是植物世界大繁盛的代表時期,當時氣候溫暖溼潤,極有利於植物的生長。陸生植物從濱海走向陸地,形成一片一片的森林與沼澤。喬木高大,灌木茂密,有些喬木高達三四十米。茂密的森林改變著陸地面貌的同時,大量的光合作用也影響著大氣的組成。

現在大氣中氧氣含量約為21%,而美國耶魯大學生物學家羅伯特·貝爾納等人在一項古氣候研究顯示,石炭紀地球大氣層中氧氣含量可高達35%左右,遠遠大於現在的水平。

如果蟲子變得比人大?那太好了,連殺蟲劑都免了

宗普,薛進莊.不同生物地球化學模型估計的顯生宙大氣氧含量變化

實線:貝爾納等的模型,淺灰點線:貝爾納模型,黑色虛線:伯格曼模型

科學家將同一代的蜻蜓在不同的含氧條件下進行培養。結果發現高氧環境下蜻蜓的體長比正常條件下的蜻蜓長20%-25%,並且長的更快。雖然不及石炭紀那種大小,還是能夠說明氧濃度對蜻蜓的體長有一定的影響。而這種影響具體的發生方式要從昆蟲的呼吸作用說起。

如果蟲子變得比人大?那太好了,連殺蟲劑都免了

高氧含量環境下的蜻蜓體長要比正常條件下的蜻蜓長20%-25%

麻雀雖小五臟俱全,但是你聽說過蟲子有心肝脾肺腎嗎?打蟑螂的時候,一拖鞋下去爆出來的只是一堆白乎乎的粘稠物。遇到蟲子時,大多數人會選擇避而遠之,所以可能很少會去仔細地觀察一隻昆蟲。

但是觀察昆蟲的解剖結構,我們會發現,它們根本就沒有肺,那它是怎麼呼吸的?如果養過蠶寶寶或者見過毛毛蟲的話,你一定會對它們身體側面的幾排或黑或紅的小點有印象。這就是大多數昆蟲的呼吸系統的組成成分之一——氣門

如果蟲子變得比人大?那太好了,連殺蟲劑都免了


氣門與昆蟲體內的氣管相接,氣管分支末端形成微細盲管可伸入組織內或細胞表面。大部分的昆蟲全身都像這樣佈滿了發達的網狀結構,這樣便使得外界的氧氣可以自上而下運送到身體各處,如此構成了絕大多數陸棲昆蟲的氣門-氣管呼吸系統。

我們平時會看見昆蟲的嘴在動,它們不過是單純地進食而已。你矇住它的嘴巴,它也不會窒息。

如果蟲子變得比人大?那太好了,連殺蟲劑都免了


這種用全身呼吸的生物,也在用全身進行著思考。昆蟲的腦子叫做“神經節”,遍佈於身體各處,控制著附近的器官,使昆蟲得以呼吸、進食和消化。比如說對於有翅的昆蟲,其位於胸部的神經節就控制著它們的爬行與飛行。

所以當昆蟲失去自己的頭部之後,他們仍舊可以蹦躂幾天,最後死於飢餓與缺水。

如果蟲子變得比人大?那太好了,連殺蟲劑都免了

這種全然不同的生理結構,導致對昆蟲來說,其體型越大,需要的氣管就越長,氧氣最後運送到遠處細胞的時間會更長,但是氧氣量更少,從而影響正常的生命活動。而當氧氣含量充足的時候,即使昆蟲的體型很大,也可以有足夠的氧氣輸送至體內各處。

如果蟲子變得比人大?那太好了,連殺蟲劑都免了

不同大小的昆蟲呼吸時,氧氣在氣管中的運動情況

https://evolution.berkeley.edu/evolibrary/article/000_0_0/constraint_16

體型較大的昆蟲氣管較長,氧氣到達相應細胞所需時間長,而含量卻很低,便會導致細胞沒有及時充足的氧氣供應而死亡。

在目前的氧氣含量情況下,氣管長度已經達到了極限,攝入的氧氣量可以滿足它們正常的飛行或者爬行的需要。一旦體型再增大,昆蟲就無法正常生活。

現在有些所謂的“巨型昆蟲”為了避免氧氣的不充分所帶來的影響,儘可能的使自己變得細長,比如現在最大的昆蟲是中國的一種竹節蟲,其體長可達62.4釐米。

還有些昆蟲體長不及竹節蟲,但是體型也不小。僅生活在新西蘭的幾個島嶼中的巨沙螽,其成年後可以長到10釐米左右,體重可達80多克,是一般蝗蟲的50多倍。因為生活在孤立的島嶼中,缺乏大型天敵,所以巨沙螽從兩億年前到現在其形體特徵幾乎沒有改變。

如果蟲子變得比人大?那太好了,連殺蟲劑都免了

巨沙螽

另外,生活在南美洲的亞馬遜雨林中的泰坦甲蟲是世界上最大的甲蟲之一,成年後可達17釐米,比人的手掌還大。有趣的是成年甲蟲從不進食,而是到處飛來飛去尋找配偶。

如果蟲子變得比人大?那太好了,連殺蟲劑都免了


但並不是所有的實驗都顯示出昆蟲體型與氧氣濃度的相關性。亞利桑那大學的昆蟲研究員喬恩·哈里森和他的同事展開了更深入的研究。

他們以蝗蟲、米蟲、果蠅以及一些其他昆蟲為研究對象,將同種昆蟲分別飼養於含有不同氧氣濃度的環境中。結果發現高氧環境中的個體不一定會變大,同樣的,在低氧環境中的個體也不一定會出現變小的趨勢。

後來科學家又用果蠅做了相同的實驗,得到的結果與喬恩的實驗結果一致,即有的果蠅在高氧環境中體型增大,有的並沒有。

但是在氧氣含量高,氣壓也高的情況下,他們發現,實驗果蠅培育到第五代時,身體尺寸增長了20%。實驗結果表明,氣壓可能也會影響昆蟲體型的大小。

如果蟲子變得比人大?那太好了,連殺蟲劑都免了


那麼昆蟲為何放棄巨大的體型,反而走向小型化道路呢?這仍值得深入研究,但這無疑是適應環境的結果。一般來說強勢的動物都會朝著巨大化發展,在穩定環境中大型個體在搶佔棲息地、捕食求偶中更為有利。

寒武紀大爆發後,強勢的物種體型都不小,包括曾經剛剛稱霸陸地的昆蟲。但是昆蟲後續的發展顛覆了這個規律,小型化讓它們幾乎佔領了地球上每一處生態環境,昆蟲的種類和個體數量都是全球之最,是最成功的一類動物。

人家好不容易走出了一條嶄新的道路來,我們卻總是要搞什麼巨大化的幻想,有問過人家昆蟲的感受嗎?


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如果蟲子變得比人大?那太好了,連殺蟲劑都免了


巨型昆蟲是科幻電影很好的素材來源。不起眼的小蟲子可能以輻射或是藥物等各種因素髮生變異,變異後的巨型蟲子體長几百米,翅膀撲動的聲音宛若天雷,經過的地方都變為一片荒蕪。

巨型蟲子,人類是沒有對付過的,一般的利器拿它沒有辦法。於是勇士出現,以舍小家為大家的精神與巨蟲搏鬥。幾個回合下來,巨蟲毫髮無傷,勇士卻已體力不支。就在巨型蟲子打算給予其最後一擊的時候,勇士buff加成,爆發出無比強大的力量將巨蟲消滅,拯救了世界。

如果蟲子變得比人大?那太好了,連殺蟲劑都免了

《星河戰隊》劇照

雖是科幻,但人們總習慣於將其影射到現實中,考慮著如果出現了巨型昆蟲,我們該怎麼辦,也許還會想著自己是否是那個可以拯救世界的英雄。

這次不說你異想天開了。因為如果蟲子真的變大了,或許真的可以圓你的英雄夢。只不過你不需要有超能力,只要往蟲子面前一站,它們沒準就會全部倒下。當然不是因為你的氣場太強大,它們只不過是被自己憋死的。

蟲子自己把自己憋死,聽起來也有些難以置信,不過這確確實實是巨型昆蟲來到當下世界的下場。當然,巨型昆蟲也是存在過的。

如果蟲子變得比人大?那太好了,連殺蟲劑都免了


1880年,在法國南部的科芒特里,煤礦工人們意外挖出了一塊有著超大翅膀的巨型昆蟲化石。法國古生物學家查爾斯·布隆尼亞特於1885年在仔細的觀察研究後將其命名為“巨脈蜻蜓”。1979年人們在德比郡的博爾索弗發現了另外一塊巨脈蜻蜓的化石,現存放在巴黎的法國國立自然史博物館內。

如果蟲子變得比人大?那太好了,連殺蟲劑都免了

巨脈蜻蜓化石

這種蜻蜓與現代的蜻蜓在外表上比較相似,但是巨脈蜻蜓翅膀展開可長達75釐米,是現代蜻蜓的6倍左右,也是地球上有史以來最大的昆蟲

這種與現代老鷹一般大小的蜻蜓以其他的飛行或者爬行類昆蟲為食,甚至會吃一些小的早期兩棲類動物。邁克爾·克瑞奇頓的小說《侏羅紀公園》裡提到的巨型蜻蜓,便來源於此。

巨脈蜻蜓生活於距今3億年左右的石炭紀,沒錯,比生活於距今2.5億年至6500萬年的體型巨大的恐龍更早地存在於這個世界。除了巨脈蜻蜓,食指長度的蚊子,1.55米長的千足蟲,還有2.6米長的巨型蜈蚣等等,都是這一時代的產物,因而石炭紀也被稱為“巨蟲時代”

如果蟲子變得比人大?那太好了,連殺蟲劑都免了

石炭紀的森林與巨蟲

這類巨型節肢動物在地球上生活了大約5000萬年,在距今約3.06億年的石炭紀晚期的生物大滅絕中消失,之後的“大復甦”並沒有使其體型恢復到石炭紀時的水平。隨著時間的推移與生命的演進,蟲子漸漸變成了現在這樣的大小。

既然蟲子是可以長得很大的,並且曾經主宰著這個世界,那現在為什麼卻變成了最微小的生物之一,而且一拖鞋就能被拍死呢?

2012年美國加州大學聖克魯斯分校的古生物學家馬修·克拉彭傑瑞德·卡爾發表文章稱,他們編纂了一個涵蓋了過去3.2億年的10500多個昆蟲化石的數據庫,以顯示它們的翼長在演進過程中的變化。

如果蟲子變得比人大?那太好了,連殺蟲劑都免了

3.2億年來昆蟲翼長和大氣中氧氣濃度的變化圖

他們發現,在昆蟲進化的前1.5億年中,其體型大小與當時的氧氣濃度有一定的相關性,在含氧量高的環境中,昆蟲往往有更大的體型;但是之後這種關聯性消失了,昆蟲也出現了小型化趨勢。在大約6000萬年前,昆蟲的最大尺寸進一步縮小。

昆蟲體型開始出現縮小趨勢的時間點,恰逢鳥類捕食技巧的增強。通過化石研究發現當時的鳥類獲得了相應解剖結構,其捕食能力大大提高。體型偏大的昆蟲,因容易被發現以及行動相對不敏捷而容易受到捕食。而在6000萬年前,蝙蝠的進化、白堊紀大滅絕或者鳥類的進一步飛行特化的發生,很好地解釋了昆蟲體型的進一步縮小。

如果蟲子變得比人大?那太好了,連殺蟲劑都免了

鳥類的演變


那麼在天敵出現之前,與昆蟲體型有明顯關聯性的氧氣濃度,是否是一個制約因素呢?

如果蟲子變得比人大?那太好了,連殺蟲劑都免了

巨蟲生活的時代,氧含量確實十分豐富。石炭紀是植物世界大繁盛的代表時期,當時氣候溫暖溼潤,極有利於植物的生長。陸生植物從濱海走向陸地,形成一片一片的森林與沼澤。喬木高大,灌木茂密,有些喬木高達三四十米。茂密的森林改變著陸地面貌的同時,大量的光合作用也影響著大氣的組成。

現在大氣中氧氣含量約為21%,而美國耶魯大學生物學家羅伯特·貝爾納等人在一項古氣候研究顯示,石炭紀地球大氣層中氧氣含量可高達35%左右,遠遠大於現在的水平。

如果蟲子變得比人大?那太好了,連殺蟲劑都免了

宗普,薛進莊.不同生物地球化學模型估計的顯生宙大氣氧含量變化

實線:貝爾納等的模型,淺灰點線:貝爾納模型,黑色虛線:伯格曼模型

科學家將同一代的蜻蜓在不同的含氧條件下進行培養。結果發現高氧環境下蜻蜓的體長比正常條件下的蜻蜓長20%-25%,並且長的更快。雖然不及石炭紀那種大小,還是能夠說明氧濃度對蜻蜓的體長有一定的影響。而這種影響具體的發生方式要從昆蟲的呼吸作用說起。

如果蟲子變得比人大?那太好了,連殺蟲劑都免了

高氧含量環境下的蜻蜓體長要比正常條件下的蜻蜓長20%-25%

麻雀雖小五臟俱全,但是你聽說過蟲子有心肝脾肺腎嗎?打蟑螂的時候,一拖鞋下去爆出來的只是一堆白乎乎的粘稠物。遇到蟲子時,大多數人會選擇避而遠之,所以可能很少會去仔細地觀察一隻昆蟲。

但是觀察昆蟲的解剖結構,我們會發現,它們根本就沒有肺,那它是怎麼呼吸的?如果養過蠶寶寶或者見過毛毛蟲的話,你一定會對它們身體側面的幾排或黑或紅的小點有印象。這就是大多數昆蟲的呼吸系統的組成成分之一——氣門

如果蟲子變得比人大?那太好了,連殺蟲劑都免了


氣門與昆蟲體內的氣管相接,氣管分支末端形成微細盲管可伸入組織內或細胞表面。大部分的昆蟲全身都像這樣佈滿了發達的網狀結構,這樣便使得外界的氧氣可以自上而下運送到身體各處,如此構成了絕大多數陸棲昆蟲的氣門-氣管呼吸系統。

我們平時會看見昆蟲的嘴在動,它們不過是單純地進食而已。你矇住它的嘴巴,它也不會窒息。

如果蟲子變得比人大?那太好了,連殺蟲劑都免了


這種用全身呼吸的生物,也在用全身進行著思考。昆蟲的腦子叫做“神經節”,遍佈於身體各處,控制著附近的器官,使昆蟲得以呼吸、進食和消化。比如說對於有翅的昆蟲,其位於胸部的神經節就控制著它們的爬行與飛行。

所以當昆蟲失去自己的頭部之後,他們仍舊可以蹦躂幾天,最後死於飢餓與缺水。

如果蟲子變得比人大?那太好了,連殺蟲劑都免了

這種全然不同的生理結構,導致對昆蟲來說,其體型越大,需要的氣管就越長,氧氣最後運送到遠處細胞的時間會更長,但是氧氣量更少,從而影響正常的生命活動。而當氧氣含量充足的時候,即使昆蟲的體型很大,也可以有足夠的氧氣輸送至體內各處。

如果蟲子變得比人大?那太好了,連殺蟲劑都免了

不同大小的昆蟲呼吸時,氧氣在氣管中的運動情況

https://evolution.berkeley.edu/evolibrary/article/000_0_0/constraint_16

體型較大的昆蟲氣管較長,氧氣到達相應細胞所需時間長,而含量卻很低,便會導致細胞沒有及時充足的氧氣供應而死亡。

在目前的氧氣含量情況下,氣管長度已經達到了極限,攝入的氧氣量可以滿足它們正常的飛行或者爬行的需要。一旦體型再增大,昆蟲就無法正常生活。

現在有些所謂的“巨型昆蟲”為了避免氧氣的不充分所帶來的影響,儘可能的使自己變得細長,比如現在最大的昆蟲是中國的一種竹節蟲,其體長可達62.4釐米。

還有些昆蟲體長不及竹節蟲,但是體型也不小。僅生活在新西蘭的幾個島嶼中的巨沙螽,其成年後可以長到10釐米左右,體重可達80多克,是一般蝗蟲的50多倍。因為生活在孤立的島嶼中,缺乏大型天敵,所以巨沙螽從兩億年前到現在其形體特徵幾乎沒有改變。

如果蟲子變得比人大?那太好了,連殺蟲劑都免了

巨沙螽

另外,生活在南美洲的亞馬遜雨林中的泰坦甲蟲是世界上最大的甲蟲之一,成年後可達17釐米,比人的手掌還大。有趣的是成年甲蟲從不進食,而是到處飛來飛去尋找配偶。

如果蟲子變得比人大?那太好了,連殺蟲劑都免了


但並不是所有的實驗都顯示出昆蟲體型與氧氣濃度的相關性。亞利桑那大學的昆蟲研究員喬恩·哈里森和他的同事展開了更深入的研究。

他們以蝗蟲、米蟲、果蠅以及一些其他昆蟲為研究對象,將同種昆蟲分別飼養於含有不同氧氣濃度的環境中。結果發現高氧環境中的個體不一定會變大,同樣的,在低氧環境中的個體也不一定會出現變小的趨勢。

後來科學家又用果蠅做了相同的實驗,得到的結果與喬恩的實驗結果一致,即有的果蠅在高氧環境中體型增大,有的並沒有。

但是在氧氣含量高,氣壓也高的情況下,他們發現,實驗果蠅培育到第五代時,身體尺寸增長了20%。實驗結果表明,氣壓可能也會影響昆蟲體型的大小。

如果蟲子變得比人大?那太好了,連殺蟲劑都免了


那麼昆蟲為何放棄巨大的體型,反而走向小型化道路呢?這仍值得深入研究,但這無疑是適應環境的結果。一般來說強勢的動物都會朝著巨大化發展,在穩定環境中大型個體在搶佔棲息地、捕食求偶中更為有利。

寒武紀大爆發後,強勢的物種體型都不小,包括曾經剛剛稱霸陸地的昆蟲。但是昆蟲後續的發展顛覆了這個規律,小型化讓它們幾乎佔領了地球上每一處生態環境,昆蟲的種類和個體數量都是全球之最,是最成功的一類動物。

人家好不容易走出了一條嶄新的道路來,我們卻總是要搞什麼巨大化的幻想,有問過人家昆蟲的感受嗎?


如果蟲子變得比人大?那太好了,連殺蟲劑都免了

捕食和競爭取代大氣氧濃度成為限制史前昆蟲體型的主要因素 中國化石網 2012/6/05

昆蟲的祖先是誰?它們有翅嗎? 來源:《10000個科學難題——生物學卷》P39-41 作者:動物所/張魁豔 中國農業大學/楊定

宗普,薛進莊.地質歷史時期大氣氧含量與生物多樣性的協同演變[J].生物學通報,2015,50(04):1-5.

Robert A. Berner. GEOCARBSULF: A combined model for Phanerozoic atmospheric O2 and CO2[J]. Geochimica et Cosmochimica Acta,2005,70(23).

Cannell Alan E R. The engineering of the giant dragonflies of the Permian: revised body mass, power, air supply, thermoregulation and the role of air density.[J]. The Journal of experimental biology,2018,221(Pt 19).

Clapham Matthew E,Karr Jered A. Environmental and biotic controls on the evolutionary history of insect body size.[J]. Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America,2012,109(27).

李萍. 昆蟲呼吸系統中“肺”的研究[D].西北農林科技大學,2001.

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如果蟲子變得比人大?那太好了,連殺蟲劑都免了


巨型昆蟲是科幻電影很好的素材來源。不起眼的小蟲子可能以輻射或是藥物等各種因素髮生變異,變異後的巨型蟲子體長几百米,翅膀撲動的聲音宛若天雷,經過的地方都變為一片荒蕪。

巨型蟲子,人類是沒有對付過的,一般的利器拿它沒有辦法。於是勇士出現,以舍小家為大家的精神與巨蟲搏鬥。幾個回合下來,巨蟲毫髮無傷,勇士卻已體力不支。就在巨型蟲子打算給予其最後一擊的時候,勇士buff加成,爆發出無比強大的力量將巨蟲消滅,拯救了世界。

如果蟲子變得比人大?那太好了,連殺蟲劑都免了

《星河戰隊》劇照

雖是科幻,但人們總習慣於將其影射到現實中,考慮著如果出現了巨型昆蟲,我們該怎麼辦,也許還會想著自己是否是那個可以拯救世界的英雄。

這次不說你異想天開了。因為如果蟲子真的變大了,或許真的可以圓你的英雄夢。只不過你不需要有超能力,只要往蟲子面前一站,它們沒準就會全部倒下。當然不是因為你的氣場太強大,它們只不過是被自己憋死的。

蟲子自己把自己憋死,聽起來也有些難以置信,不過這確確實實是巨型昆蟲來到當下世界的下場。當然,巨型昆蟲也是存在過的。

如果蟲子變得比人大?那太好了,連殺蟲劑都免了


1880年,在法國南部的科芒特里,煤礦工人們意外挖出了一塊有著超大翅膀的巨型昆蟲化石。法國古生物學家查爾斯·布隆尼亞特於1885年在仔細的觀察研究後將其命名為“巨脈蜻蜓”。1979年人們在德比郡的博爾索弗發現了另外一塊巨脈蜻蜓的化石,現存放在巴黎的法國國立自然史博物館內。

如果蟲子變得比人大?那太好了,連殺蟲劑都免了

巨脈蜻蜓化石

這種蜻蜓與現代的蜻蜓在外表上比較相似,但是巨脈蜻蜓翅膀展開可長達75釐米,是現代蜻蜓的6倍左右,也是地球上有史以來最大的昆蟲

這種與現代老鷹一般大小的蜻蜓以其他的飛行或者爬行類昆蟲為食,甚至會吃一些小的早期兩棲類動物。邁克爾·克瑞奇頓的小說《侏羅紀公園》裡提到的巨型蜻蜓,便來源於此。

巨脈蜻蜓生活於距今3億年左右的石炭紀,沒錯,比生活於距今2.5億年至6500萬年的體型巨大的恐龍更早地存在於這個世界。除了巨脈蜻蜓,食指長度的蚊子,1.55米長的千足蟲,還有2.6米長的巨型蜈蚣等等,都是這一時代的產物,因而石炭紀也被稱為“巨蟲時代”

如果蟲子變得比人大?那太好了,連殺蟲劑都免了

石炭紀的森林與巨蟲

這類巨型節肢動物在地球上生活了大約5000萬年,在距今約3.06億年的石炭紀晚期的生物大滅絕中消失,之後的“大復甦”並沒有使其體型恢復到石炭紀時的水平。隨著時間的推移與生命的演進,蟲子漸漸變成了現在這樣的大小。

既然蟲子是可以長得很大的,並且曾經主宰著這個世界,那現在為什麼卻變成了最微小的生物之一,而且一拖鞋就能被拍死呢?

2012年美國加州大學聖克魯斯分校的古生物學家馬修·克拉彭傑瑞德·卡爾發表文章稱,他們編纂了一個涵蓋了過去3.2億年的10500多個昆蟲化石的數據庫,以顯示它們的翼長在演進過程中的變化。

如果蟲子變得比人大?那太好了,連殺蟲劑都免了

3.2億年來昆蟲翼長和大氣中氧氣濃度的變化圖

他們發現,在昆蟲進化的前1.5億年中,其體型大小與當時的氧氣濃度有一定的相關性,在含氧量高的環境中,昆蟲往往有更大的體型;但是之後這種關聯性消失了,昆蟲也出現了小型化趨勢。在大約6000萬年前,昆蟲的最大尺寸進一步縮小。

昆蟲體型開始出現縮小趨勢的時間點,恰逢鳥類捕食技巧的增強。通過化石研究發現當時的鳥類獲得了相應解剖結構,其捕食能力大大提高。體型偏大的昆蟲,因容易被發現以及行動相對不敏捷而容易受到捕食。而在6000萬年前,蝙蝠的進化、白堊紀大滅絕或者鳥類的進一步飛行特化的發生,很好地解釋了昆蟲體型的進一步縮小。

如果蟲子變得比人大?那太好了,連殺蟲劑都免了

鳥類的演變


那麼在天敵出現之前,與昆蟲體型有明顯關聯性的氧氣濃度,是否是一個制約因素呢?

如果蟲子變得比人大?那太好了,連殺蟲劑都免了

巨蟲生活的時代,氧含量確實十分豐富。石炭紀是植物世界大繁盛的代表時期,當時氣候溫暖溼潤,極有利於植物的生長。陸生植物從濱海走向陸地,形成一片一片的森林與沼澤。喬木高大,灌木茂密,有些喬木高達三四十米。茂密的森林改變著陸地面貌的同時,大量的光合作用也影響著大氣的組成。

現在大氣中氧氣含量約為21%,而美國耶魯大學生物學家羅伯特·貝爾納等人在一項古氣候研究顯示,石炭紀地球大氣層中氧氣含量可高達35%左右,遠遠大於現在的水平。

如果蟲子變得比人大?那太好了,連殺蟲劑都免了

宗普,薛進莊.不同生物地球化學模型估計的顯生宙大氣氧含量變化

實線:貝爾納等的模型,淺灰點線:貝爾納模型,黑色虛線:伯格曼模型

科學家將同一代的蜻蜓在不同的含氧條件下進行培養。結果發現高氧環境下蜻蜓的體長比正常條件下的蜻蜓長20%-25%,並且長的更快。雖然不及石炭紀那種大小,還是能夠說明氧濃度對蜻蜓的體長有一定的影響。而這種影響具體的發生方式要從昆蟲的呼吸作用說起。

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高氧含量環境下的蜻蜓體長要比正常條件下的蜻蜓長20%-25%

麻雀雖小五臟俱全,但是你聽說過蟲子有心肝脾肺腎嗎?打蟑螂的時候,一拖鞋下去爆出來的只是一堆白乎乎的粘稠物。遇到蟲子時,大多數人會選擇避而遠之,所以可能很少會去仔細地觀察一隻昆蟲。

但是觀察昆蟲的解剖結構,我們會發現,它們根本就沒有肺,那它是怎麼呼吸的?如果養過蠶寶寶或者見過毛毛蟲的話,你一定會對它們身體側面的幾排或黑或紅的小點有印象。這就是大多數昆蟲的呼吸系統的組成成分之一——氣門

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氣門與昆蟲體內的氣管相接,氣管分支末端形成微細盲管可伸入組織內或細胞表面。大部分的昆蟲全身都像這樣佈滿了發達的網狀結構,這樣便使得外界的氧氣可以自上而下運送到身體各處,如此構成了絕大多數陸棲昆蟲的氣門-氣管呼吸系統。

我們平時會看見昆蟲的嘴在動,它們不過是單純地進食而已。你矇住它的嘴巴,它也不會窒息。

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這種用全身呼吸的生物,也在用全身進行著思考。昆蟲的腦子叫做“神經節”,遍佈於身體各處,控制著附近的器官,使昆蟲得以呼吸、進食和消化。比如說對於有翅的昆蟲,其位於胸部的神經節就控制著它們的爬行與飛行。

所以當昆蟲失去自己的頭部之後,他們仍舊可以蹦躂幾天,最後死於飢餓與缺水。

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這種全然不同的生理結構,導致對昆蟲來說,其體型越大,需要的氣管就越長,氧氣最後運送到遠處細胞的時間會更長,但是氧氣量更少,從而影響正常的生命活動。而當氧氣含量充足的時候,即使昆蟲的體型很大,也可以有足夠的氧氣輸送至體內各處。

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不同大小的昆蟲呼吸時,氧氣在氣管中的運動情況

https://evolution.berkeley.edu/evolibrary/article/000_0_0/constraint_16

體型較大的昆蟲氣管較長,氧氣到達相應細胞所需時間長,而含量卻很低,便會導致細胞沒有及時充足的氧氣供應而死亡。

在目前的氧氣含量情況下,氣管長度已經達到了極限,攝入的氧氣量可以滿足它們正常的飛行或者爬行的需要。一旦體型再增大,昆蟲就無法正常生活。

現在有些所謂的“巨型昆蟲”為了避免氧氣的不充分所帶來的影響,儘可能的使自己變得細長,比如現在最大的昆蟲是中國的一種竹節蟲,其體長可達62.4釐米。

還有些昆蟲體長不及竹節蟲,但是體型也不小。僅生活在新西蘭的幾個島嶼中的巨沙螽,其成年後可以長到10釐米左右,體重可達80多克,是一般蝗蟲的50多倍。因為生活在孤立的島嶼中,缺乏大型天敵,所以巨沙螽從兩億年前到現在其形體特徵幾乎沒有改變。

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巨沙螽

另外,生活在南美洲的亞馬遜雨林中的泰坦甲蟲是世界上最大的甲蟲之一,成年後可達17釐米,比人的手掌還大。有趣的是成年甲蟲從不進食,而是到處飛來飛去尋找配偶。

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但並不是所有的實驗都顯示出昆蟲體型與氧氣濃度的相關性。亞利桑那大學的昆蟲研究員喬恩·哈里森和他的同事展開了更深入的研究。

他們以蝗蟲、米蟲、果蠅以及一些其他昆蟲為研究對象,將同種昆蟲分別飼養於含有不同氧氣濃度的環境中。結果發現高氧環境中的個體不一定會變大,同樣的,在低氧環境中的個體也不一定會出現變小的趨勢。

後來科學家又用果蠅做了相同的實驗,得到的結果與喬恩的實驗結果一致,即有的果蠅在高氧環境中體型增大,有的並沒有。

但是在氧氣含量高,氣壓也高的情況下,他們發現,實驗果蠅培育到第五代時,身體尺寸增長了20%。實驗結果表明,氣壓可能也會影響昆蟲體型的大小。

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那麼昆蟲為何放棄巨大的體型,反而走向小型化道路呢?這仍值得深入研究,但這無疑是適應環境的結果。一般來說強勢的動物都會朝著巨大化發展,在穩定環境中大型個體在搶佔棲息地、捕食求偶中更為有利。

寒武紀大爆發後,強勢的物種體型都不小,包括曾經剛剛稱霸陸地的昆蟲。但是昆蟲後續的發展顛覆了這個規律,小型化讓它們幾乎佔領了地球上每一處生態環境,昆蟲的種類和個體數量都是全球之最,是最成功的一類動物。

人家好不容易走出了一條嶄新的道路來,我們卻總是要搞什麼巨大化的幻想,有問過人家昆蟲的感受嗎?


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捕食和競爭取代大氣氧濃度成為限制史前昆蟲體型的主要因素 中國化石網 2012/6/05

昆蟲的祖先是誰?它們有翅嗎? 來源:《10000個科學難題——生物學卷》P39-41 作者:動物所/張魁豔 中國農業大學/楊定

宗普,薛進莊.地質歷史時期大氣氧含量與生物多樣性的協同演變[J].生物學通報,2015,50(04):1-5.

Robert A. Berner. GEOCARBSULF: A combined model for Phanerozoic atmospheric O2 and CO2[J]. Geochimica et Cosmochimica Acta,2005,70(23).

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