史前巨大的節肢動物為何落幕？

最近有關於這張圖的真實性問題又被人們扒了出來，真相顯而易見。不過這張很有意思的圖片卻引發了我們對於大型節肢動物為何銷聲匿跡的關注。那些早已衰落的數百萬年前的巨大節肢動物和恐龍一樣讓人魂牽。

文 / 昆蟲學小魚

那些早已衰落的數百萬年前的巨大節肢動物

目前，主流的觀點是數百萬年來由於大氣中氧氣含量的改變，大型的節肢動物隨之而去，相比之下的小型個體得到了進入新時代的入場券。

內蒙古發現的巨大蜘蛛化石

之前，在內蒙古發現的巨大蜘蛛化石著實讓史前蛛形綱生物火了一把。類比現存的蜘蛛進行推測，它的網也許可以織得很大，但是實際上它的個頭並沒有大到離譜。

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電影《八腳怪》

其實無論是在互聯網時代還是在遠古恐龍統治時期，蜘蛛都不會像電影《八腳怪》中描述的那樣無限制生長，這主要是受到蛛形綱生物的獨特呼吸系統限制（下圖）。

它們的進氣系統和昆蟲類似（氣門等），這沒什麼大不了。多數蜘蛛有著一對和哺乳動物相近卻並無聯繫的呼吸器官，外觀呈薄膜片層狀，上面布滿淋巴系統間隔氣袋，稱為書肺或囊肺。

蜘蛛的呼吸器官

空氣從氣門流入到書肺薄膜上，通過密布的血淋巴直接進行氣體交換，再流進氣管，由末梢將氧帶入身體進行工作。這種呼吸器官註定蜘蛛不能長成汽車大小的進擊的巨蛛，否則它們不是哮喘就是肺炎，最終窒息。

再來看看昆蟲綱。

和人一樣，空氣對於蟲子們來說也是相當的重要，沒有空氣連小強都得嗝屁（通常殺蟲劑的原理就是快速阻斷呼吸過程中的重要環節）。昆蟲的呼吸系統由氣管系統組成，包括氣門，氣管，氣囊和微細氣管。呼吸方式有體壁呼吸，氣管鰓呼吸，氣泡氣膜呼吸，氣門氣管呼吸等，由於種類和生存方式的不同而有相應的差異。

長久以來，研究者認為昆蟲的呼吸方式是被動呼吸，效率比較低，只能在不同的狀態下調節氣門的閉合來簡單控制氣體流量。外界空氣由於氣壓差等因素由氣門進入，通過氣管直接與體液進行代謝，維持生命的穩定。

在地球早期的生態環境中，氧氣含量非常高。昆蟲有足夠的資本不停地擴大體型（再次重申，由於幾丁質外骨骼的限制，成蟲是不會長得更大的）。時過境遷，隨著氧的含量銳減，過大的體型意味著過長的氣體交換系統。在這種狀況下，低下的氧氣含量已經無法支撐巨型昆蟲的必要氧氣供應，於是它們慢慢地退出了歷史舞台。

可是之後科學家通過X光的手段介入，通過動態的展現，一切變得清晰，昆蟲，至少很多種昆蟲是可以主動呼吸的，它們可以自主控制大氣管的收縮運動。而且同哺乳動物的肺相比，效率也不低。

利用同步輻射產生高能X光研究昆蟲呼吸

這樣，前面的觀念似乎受到了極大的挑戰。

其實，就像恐龍的滅絕一樣，大型昆蟲的消失也有眾多其他的可能。例如，最有名的史前飛行昆蟲，像巨脈蜻蜓，它們都有著一個共同特點那就是有潮濕的童年，它們的幼蟲都是水棲，現如今它們的子孫依舊如此。也許，在水中的生活迫使它們對氧氣有更高的需求，從而受到更加強烈的生長刺激。

還有昆蟲都要經歷換齡，都要蛻皮。在它們的外骨骼遇到空氣逐漸堅硬之前，只能淪為俎上之肉任人宰割。這對捕食者的吸引力是特別大的，我們設想，也許在那些長毛的傢伙繁榮的時期，大型的節肢動物遭到了過度的捕殺，最終不得不告別這個星球。

滄海桑田，大陸已不再是整體，我們登上了舞台。不可否認的是，現存的節肢動物雖然個頭不大，卻佔據了不可替代的生態地位。它們遍布這個星球，神秘，優美，高效，同時也需要我們的保護。我們不會放棄追尋它們的祖先留下的印跡，直到真正的答案水落石出。

昆蟲學小魚| 昆蟲收集分類工作室創始人

本文轉發自作者新浪微博

參考資料

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