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当昆虫和人类一样大

作者:蔡文慧        发布日期:2023-03-23     

昆虫种类繁多,遍布全球,因其奇奇怪怪的能力,往往成为科幻电影中常客。特别是巨大化的昆虫往往成为电影中大杀器,带来极致感官刺激。

01

昆虫如何才能巨大化


决定昆虫体型最关键的因素是氧气含量,这是由昆虫的呼吸方式决定的。

昆虫是气孔呼吸结构,它的胸部和腹部两侧各有一排列整齐的圆形小孔,就是气门。依靠腹部的一张一缩,通过气门、气管进呼与吸。

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这种呼吸结构对长距离的气体运输效率较低,氧气输送到远处细胞的时间会比较长。体型越大的昆虫,气管就越长,只有氧气含量充足时,它才能顺利将氧气输送至身体各处。

不同大小的昆虫呼吸时,氧气在气管中的运动情况


(体型较大的昆虫气管较长,氧气到达相应细胞所需时间长,而含量却很低,便会导致细胞没有及时充足的氧气供应而死亡。)


考古研究也证实了这项理论。石炭纪时期,地球的氧气浓度高达35%,远超于现在的21%。也因此,那个时期被称为“巨虫时代”。

同时,现代科学家也对此进了试验,同一代的蜻蜓在高氧环境下的体长比正常条件下的蜻蜓长20%-25%,并且长的更快。

02

昆虫巨大化后


昆虫巨大化需要氧气做保障。氧气含量充足,昆虫就可以嚣张起来,但一旦氧气含量变小,昆虫的性命就危险了。

如果巨大化后的昆虫来到如今21%含氧量的地球,那么它将面临的处境只能是安静等死。因为氧气供应不上,它的反应就会变得迟钝,很可能无法移动,顶多只有脑袋部分可以动一动。此时,人类面对巨型昆虫,杀死它简直易如反掌。所以,不必担心地球会上演大战巨型昆虫的大戏哦。


03

巨大化的昆虫可以统治地球吗


如果地球含氧量充足,巨型昆虫可以和恐龙一样统治地球吗?

答案是不一定哦~

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3.2亿年来昆虫翼长和大气中氧气浓度的变化图

据科学研究(上图),在昆虫进化的前1.5亿年中,昆虫体型大小与氧气含量正相关。但这之后,这种关联性消失了,昆虫出现了小型化趋势。


以时间来看,鸟类及其祖先在昆虫小型化的道路上可谓是穷追猛赶。

根据昆虫化石研究来看,翼龙给“巨虫时代”的画上了句号,自翼龙家族崛起后,体长超过10厘米的昆虫几乎全部绝迹,翼龙灭绝后,鸟类继承了它们的能力。随着捕食能力的提高,体型偏大的昆虫,因容易被发现以及动相对不敏捷而更容易受到捕食。蝙蝠的进化更是提升了昆虫生存难度。


所以,你看,昆虫曾经是有机会发挥体型优势的,奈何“天敌”将其压制的死死的。