远古蜈蚣虫(远古巨蜓)

氧气是地球上生命所依赖的一种重要气体。虽然它只占大气中空气体的21%，但它影响着地球的方方面面。

它是许多有氧呼吸生物的主要原料，是物质燃烧必不可少的助燃剂。没有氧气，地球就不会有现在的生机。

在习惯了地球上由不同比例的气体组成的大气层后，我们很容易想象如果氧气消失或减少会带来的严重后果。

如果地球上的氧气增加一倍而不是减少，会发生什么？巨型昆虫会重现吗？

图注：巨脉蜻蜓化石图注:巨脉蜻蜓化石

巨大的古代昆虫

巨型昆虫只出现在电影和电视剧中，大部分是人们想象中的小昆虫变异的结果。

然而这种看似科幻的场景确实发生在地球上，只是年代久远，不太为人所知。

从发现的化石来看，大约3亿年前，地球上出现了巨大的物种。它们不是恐龙，而是节肢动物。

这些巨型节肢动物包括一些蜉蝣、蝎子、千足虫等。，其中最著名的是巨脉蜻蜓和蜈蚣。

巨尾蜻蜓又称巨尾蜻蜓或巨尾蜻蜓，生活在3亿年前的石炭纪，外形看起来与今天的蜻蜓基本相同。

从完整的化石标本来看，巨脉蜻蜓的翼展可达70厘米，体长估计接近半米，虽然没有明确的数据。

它们是地球上出现过的已知最大的飞虫。它们以其他昆虫和小型两栖动物为食，几乎等同于现在的食肉鸟类。

图注：节胸蜈蚣化石插图:蜈蚣化石

蜈蚣，或称古蜈蚣，生活在距今3.4亿年至2.9亿年前的石炭纪晚期，是陆地上已知最大的无脊椎动物。

它们的体长从30厘米到2.3米不等，宽度至少有50厘米，与今天的蜈蚣完全不同。

由于口腔中缺少化石，我们无法确定它们的食性，但它们很可能是吃草的，因为一些肠道化石中含有蕨类孢子的遗骸。

图注：巨型节胸蜈蚣描述:有关节胸的巨型蜈蚣

为什么能长这么大？

从我们上面的问题可以猜到，这些古昆虫之所以长这么大，和含氧量有关，这基本上是科学界的共识。

3亿年前的地球大气成分与今天相差不大，但其中的氧含量比今天高，约为31%~35%。

主流观点认为，是高含氧量让这些节肢动物发展成巨大的身体，也有天敌少的原因。

在这里，昆虫不像我们一样呼吸。它们呼吸的地方是瓣膜，瓣膜连接着主气管，主气管有支气管通向各个组织。

图注：昆虫的气门描述:昆虫的瓣膜

相比之下，我们的气管只延伸到肺部，然后还要把氧气输送到各个组织，把二氧化碳通过血液带出。

随着昆虫的生长，气管导管到达中心组织的时间会更长，气管会变得越来越宽，以满足机体的氧气需求。

主流观点认为呼吸更多的氧气导致它们体型巨大，但一些科学家认为它们长这么大是为了避免氧气中毒。

因为它们的幼虫不能像成虫一样通过关闭阀门来控制氧气的摄入，所以它们通常直接通过皮肤来吸收氧气。

当它们发育成较大的幼虫时，相对表面积会变小，吸入的氧气百分比自然会比以前低。

巨型昆虫还会出现吗？

如果地球上的氧气突然增加，巨型昆虫还会出现吗？参考3亿年前的例子，这个问题的答案是肯定的，但是还有更确切的实验来回答这个问题。

科学家做过这样的实验，把蟑螂、蜻蜓、蚱蜢等12种昆虫养在不同含氧量的装置里，然后观察它们的形态变化。

他们发现有10种昆虫在低氧环境下会变小，但在高氧环境下的反应不同，尤其是蜻蜓和蟑螂。

低氧环境下的蜻蜓体型比正常蜻蜓小20%，高氧环境下比正常蜻蜓大15%。这种明显的大小变化与巨大的脉蜻蜓相呼应。

图注：蜻蜓在含氧量增加的情况下变大照片:氧气含量增加时，蜻蜓会变大。

而蟑螂的体型在高氧环境下并没有变化，但这并不代表它们对高氧环境完全没有反应。

科学家用高分辨率X射线图像观察蟑螂后发现，它们的气管明显变小，这表明它们感受到了氧气的丰富，因此它们使用了更多的营养物质来发展其他器官。

更小的气管仍然可以满足蟑螂的需氧量，但也限制了它们的生长，包括生长速度和最终大小。

我们还可以看到，有些昆虫会随着氧气的增加而变大，有些则不会，而前者在几亿年前往往就有变大的先例。

最后

包括昆虫在内的节肢动物形态变化的关键在于它们的呼吸方式，这也是其他动物无法效仿的原因之一。

之后巨型昆虫的灭绝，很可能是因为含氧量降低。此外，鸟类的出现也让它们难以“无法无天”。

如果现在出现巨型昆虫，鸟类可能就不好对付了，因为鸟类没有祖先那么大，那么强壮。

但是昆虫还是很难无限扩张，因为地球上出现了一个新的更强大的物种——人类。