为何昆虫不是人的大小呢?现实中昆虫能长到科幻电影中那么大吗?



为什么昆虫不是人的大小呢?现实中昆虫能长到科幻电影中那么大吗?很多科幻电影都描写了巨大的昆虫,但实际上昆虫并没有那么大。为什么呢?虽然有很多假说,但谁也不知道正确的理由。蚁人登场以《死尸秀》等电影而知名的导演埃德加·赖特本周宣布,将制作一部关于漫画超级英雄蚁人的电影,蚁人可以缩小到蚂蚁大小,与蚂蚁兄弟通信。但是为什么实际昆虫没有它们大呢?位于坦佩的亚利桑那州立大学的昆虫生理学家约翰·哈里森说,虽然研究人员不知道确切的答案,但关于昆虫和其他节肢动物长不大的原因有几个假说。第一个假说是,昆虫的外骨骼可能还没有足够强壮,足以让昆虫变大。他说,哈里森在训练过程中学习到了这一理论,但几乎没有实验证据支持这一观点。他说,唯一能看到这个问题的研究发现,更大的节肢动物没有更厚的外骨骼。所以,对此没有直接的证据。
由于外骨骼不坚硬,随着昆虫的成长,它们需要蜕皮,脱落旧的皮肤,生长新的皮肤。科学家们表示,脆弱的皮肤会给尺寸设置上限。大型动物,尤其是没有骨骼保护的动物,对于捕食者来说,可能会更有吸引力。哈里森认为,“随着你的成长,你将拥有更多美味和脆弱的食物。”相关理论表明,变大会让你吃得更好,不管你有没有蜕皮。在一项研究中,随着鸟类的进化,古代苍蝇的体积变小,这表明小型生物能够避开饥饿的猛禽,将基因传递给鸟类。另一种可能性是,昆虫具有开放的循环系统,不像大多数脊椎动物那样,血液和体液被束缚在血管内。这是因为血液被向下吸引的重力阻碍了循环,使血液在整个庞大的身体中移动变得更加困难。最可能的假说,也是哈里森广泛研究的假说,是氧气的作用。昆虫通过被称为气管的小管子“呼吸”,气管被动地将氧气从大气输送到体细胞。根据理论,当昆虫达到特定的尺寸时,它们需要比通过气管移动时更多的氧气。
这个理论的支持来源于大约3亿年前,很多昆虫比现在大得多的事实。例如,有一只翅膀宽约6英尺(1.8米)的蜻蜓和一只蜂鸟大小的蚂蚁。过去,大气中的氧气含量大约是35%,现在是21%。哈里森的研究表明,在低氧状态下饲养,几乎所有的昆虫都会变小。它们中的大多数,在提供大量氧气的情况下会变大。他说,一个特定的物种,如果被赋予更多的氧气,在单一世代中可能会变大20%左右。体积大的昆虫似乎也需要更多的气管。“如果有更大的虫子化石,恐怕除了气管以外什么都没留下。”他说。而且,动物需要为其他器官和肌肉等提供空间。但是,这还没有被证明,科学家也没有正确理解为什么昆虫控制体型的生物学基础并不大或更广。那么,会有和人类一样大的蚂蚁吗?那应该不会发生。


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