图注:节胸蜈蚣化石
节胸蜈蚣,或者叫做远古蜈蚣虫,生活于3.4亿年前至2.9亿年前的石炭纪晚期,是已知的陆地上最大的无脊椎动物。
它们的体长范围在30厘米到2.3米之间,宽度至少有50厘米,这跟现在的蜈蚣完全不在一个量级。
由于缺少口部的化石,我们并不能确定它们的食性,但它们很有可能是吃草的,因为一些肠道化石中有蕨类孢子的残骸。
图注:巨型节胸蜈蚣
为什么能长那么大?
从上面我们的设问中你也可以猜到,这些远古昆虫之所以长那么大是与氧气含量有关的,这也基本是科学界的共识。
3亿年前的地球大气成分与现在并无大异,但其中的氧气含量却比现在高,大约在31%~35%之间。
主流的观点认为,正是高含量的氧气让这些节肢动物发展出了巨大体型,另外也有天敌较少的原因。
这里要说一下,昆虫并不像我们那样呼吸,它们的呼吸场所是气门,气门连接着主气管,主气管上又有通往各组织的支气管。
图注:昆虫的气门
相比之下,我们的气管只延伸到肺部,之后得通过血液将氧气运输到各组织并运出二氧化碳。
随着昆虫的成长,气管导管到达中心组织的时间会变长,气管也会变得更多且更宽,以满足身体的氧气需求。
主流的观点认为是吸入了更多的氧气导致了它们的巨大体型,但也有科学家认为它们是为了避免氧气中毒才长这么大的。
因为它们的幼虫并不能像成虫那样通过关闭气门来控制氧气的摄入量,通常是直接通过皮肤吸收氧气。
当它们发展成为体积更大的幼虫时,相对表面积就会变小,吸入的氧气百分比自然就比之前低了。
巨型昆虫还会出现吗?
如果地球上的氧气突增,巨型昆虫还会出现吗?参照3亿年前的例子这个问题的答案是肯定的,不过,有更确切的实验可以回答这个问题。
科学家做过这样的实验,在含氧量不同的装置中分别饲养蟑螂、蜻蜓、蚱蜢等12种昆虫,然后观察它们的形态变化。
他们发现,有10种昆虫在低氧环境在体积会变小,而在高氧环境中它们的反应各不相同,其中蜻蜓和蟑螂尤其瞩目。
低氧环境发育下的蜻蜓体型比正常的蜻蜓小20%,高氧环境下则比正常蜻蜓大15%,这种明显的体型变化跟巨脉蜻蜓遥遥呼应。