蜻蜓體型大小與老鷹相當，翼展接近一米———
遠古時(shí)代，地球大氣層中氧含量遠遠超出了今天的標準，而古生物學(xué)家通過(guò)化石標本得知遠古時(shí)代的昆蟲(chóng)體積普遍大于現代。那么，是不是當時(shí)的高氧大氣造就了古代的巨型昆蟲(chóng)？
3億年前石炭紀地球上生活著(zhù)巨型昆蟲(chóng)，蜻蜓翼展接近一米。
科學(xué)家們通過(guò)化石記錄發(fā)現，在恐龍之前，地球上就有巨大的物種存在，它們就是3億年前石炭紀的巨型節肢動(dòng)物，包括超大的蜉蝣昆蟲(chóng)、蝎子；吊蘭大小的蜘蛛；還有5英尺長(cháng)的千足蟲(chóng)，等等。其中最神奇的應是巨型蜻蜓，它們的翼展可以達到2英尺半（接近1米），有老鷹那么大，是地球上有史以來(lái)最大的昆蟲(chóng)。
3億年前，這些物種曾經(jīng)昌盛一時(shí)。那時(shí)大部分陸地都在熱帶，植物繁盛（后埋入地下形成煤炭，該時(shí)期因此稱(chēng)為石炭紀）。但經(jīng)過(guò)大約5000萬(wàn)年，從二疊紀的中期到晚期，這些巨型物種消亡了。
長(cháng)期以來(lái)，科學(xué)家們都猜測，也許是大氣中氧氣含量的變化在它們的興亡中起了關(guān)鍵作用?，F在，古生物學(xué)家開(kāi)始探究這些大小與現在的老鷹相當的遠古蜻蜓、蟑螂以及其它超型昆蟲(chóng)的興亡是否與超高的氧含量有關(guān)。
正方：高氧濃度造就了古代巨型昆蟲(chóng)
石炭紀地球大氣層中氧氣濃度高達35%
不久前，美國耶魯大學(xué)生物學(xué)家羅伯特·貝爾納等人發(fā)表的一項古氣候研究肯定了這個(gè)猜測。
研究者在報告中指出，石炭紀時(shí)地球大氣層中氧氣的濃度高達35%，比現在的21%要高很多。許多節肢動(dòng)物是通過(guò)遍布它們肌體中的微型氣管直接吸收氧氣，而不是通過(guò)血液間接吸收氧氣，所以高氧氣含量能促使昆蟲(chóng)向大個(gè)頭方向進(jìn)化。
這些認識來(lái)源于對遠古大蜻蜓的飛行機制的研究?？茖W(xué)家們長(cháng)期認為，那樣巨大的蜻蜓只能滑翔而不可能飛。航空工程師羅伊·貝克邁爾指出：“很明顯，它們是能飛行的。”其中關(guān)鍵條件之一是它們的翅膀可以擺動(dòng)、彎曲和扭轉?，F代蜻蜓就是靠彎曲和扭轉它們的雙翅來(lái)上升和前進(jìn)的。
化石資料表明，古蜻蜓的雙翅上有類(lèi)似于現代蜻蜓的褶皺結構，現代蜻蜓能扭動(dòng)外部的翅膀，而古蜻蜓可以緩緩地扭動(dòng)全部翅膀，所以它們也許不會(huì )飛得太快，但還是能飛的。
但是那么巨大的昆蟲(chóng)，就算是緩慢的飛行也會(huì )因肌肉運動(dòng)而產(chǎn)生大量熱量。因此，古代蜻蜓一定得有排出自身熱量的途徑，不然它們會(huì )被自己的體溫烤死。這一點(diǎn)是美國拉特格斯大學(xué)的昆蟲(chóng)學(xué)家邁克爾·梅最先指出的。
科學(xué)家發(fā)現，現代蜻蜓和其它昆蟲(chóng)一樣，體內有一種叫血淋巴的體液（即無(wú)脊椎動(dòng)物的血）在它們整個(gè)身體中循環(huán)流動(dòng)。當它們太熱的時(shí)候，會(huì )增加腹部血淋巴的流量，它們的腹部既長(cháng)且薄，可以通過(guò)對流，散去多余的熱量。這就像汽車(chē)的冷卻系統把熱量從發(fā)動(dòng)機處帶走一樣。
盡管還沒(méi)有找到直接證據，但梅認為很可能古代蜻蜓也有類(lèi)似的機制，使它們能長(cháng)時(shí)間飛行而不至于過(guò)熱。之所以沒(méi)有找到直接證據，是因為化石通常只保留下骨骼材料。
氧氣含量的多少可以決定昆蟲(chóng)的形體大小
為弄清楚高氧氣含量是否推動(dòng)了古代超大蜻蜓等節肢動(dòng)物的進(jìn)化，研究者對現代蜻蜓進(jìn)行了研究。原來(lái)，昆蟲(chóng)是通過(guò)它們身體上的氣孔系統來(lái)“呼吸”的。氣孔連著(zhù)氣管，而且由上往下又附著(zhù)更多層的越來(lái)越小的氣孔，由此把氧氣送到全身。在目前的氧氣水平下，氣孔系統的總長(cháng)度已經(jīng)達到極限；超過(guò)這個(gè)限度，氧氣的水平就會(huì )變得不夠。因此，根據這一該構造，可以有效判斷，氧氣含量的多少可以決定昆蟲(chóng)的形體大小。
也就是說(shuō)，在高濃度氧氣環(huán)境中，大個(gè)頭的昆蟲(chóng)就有進(jìn)化上的優(yōu)勢，它們可以獲得更多的氧氣。對海洋中的無(wú)脊椎動(dòng)物的研究也發(fā)現，在更冷和氧氣含量更高的水體中，那里的生物的體積也更大。
誠然，石炭紀時(shí)代的大氣氣壓確實(shí)比現在高。這就基本可以推斷那些遠古龐然大物的一個(gè)決定因素正是氧含量較高。但這究竟是怎樣導致它們體積變大的，目前科學(xué)家還很難回答。
反方：體型與氧氣含量也許并沒(méi)有必然聯(lián)系
昆蟲(chóng)通過(guò)各種技能適應氧氣濃度的變化
雖然貝爾納等人的分析很精彩，但一些科學(xué)家還是心存疑慮，甚至有的還提出了截然相反的結論。
為探究昆蟲(chóng)體型大小變化的根源，亞利桑那大學(xué)的昆蟲(chóng)研究員喬恩·哈里森和他的同事在不同的含氧量環(huán)境中喂養了蝗蟲(chóng)、米蟲(chóng)、果蠅以及其他昆蟲(chóng)，并對它們的大小進(jìn)行測量，以解答遠古地球的高氧大氣是否與古代巨型昆蟲(chóng)的進(jìn)化有關(guān)。
哈里森他們起先認為個(gè)體較大的昆蟲(chóng)在含氧量較低的環(huán)境中生存更困難，然而結果卻不是如此。例如，小蝗蟲(chóng)在低含氧量環(huán)境中尤其是氧氣濃度低于15%的環(huán)境中就無(wú)法生存，而成年蝗蟲(chóng)則可以在2%的氧氣含量環(huán)境中生存下來(lái)。
哈里森在美國地質(zhì)協(xié)會(huì )與加拿大地質(zhì)聯(lián)合大會(huì )上表示，在初步實(shí)驗中，他們將一些與自己祖先一樣都沒(méi)有呼吸器的現代昆蟲(chóng)放在富氧環(huán)境中，結果發(fā)現較高的氧氣含量并不必然產(chǎn)生較大的個(gè)體，而較低的氧氣含量也并沒(méi)必然會(huì )產(chǎn)生較小的個(gè)體。
哈里森解釋說(shuō)，昆蟲(chóng)通過(guò)各種各樣的技能來(lái)適應氧氣濃度的變化。這些技能包括增大氣孔和增加進(jìn)入身體的新鮮空氣量等。而在這些昆蟲(chóng)中，有的更善于增加吸入的新鮮空氣量，有的則更善于擴大氣孔的大小。也正是因為這些原因，使得他們對所研究的問(wèn)題有了不同的答案。
哈里森說(shuō)：“我想問(wèn)的是為什么現代昆蟲(chóng)的個(gè)體都如此??？”過(guò)去，研究人員猜想，與現在大氣含氧量為21%相比，石炭紀時(shí)期大氣含氧量達到35%，在這種環(huán)境中，更容易產(chǎn)生大型昆蟲(chóng)。而哈里森的研究卻發(fā)現，體型與氧含量也許并沒(méi)有必然聯(lián)系。
昆蟲(chóng)體型大小是否與氣壓高低有關(guān)
與此同時(shí)，耶魯大學(xué)古生物研究生約翰·凡登·布魯克斯也在鱷魚(yú)身上進(jìn)行了相同的實(shí)驗。試圖找到在二疊紀時(shí)期高達30%的氧氣含量環(huán)境是否會(huì )在生活其中的動(dòng)物骨骼中留下任何線(xiàn)索。結果發(fā)現，在一定的高氧含量環(huán)境中生活的鱷魚(yú)個(gè)頭更大。但氧含量超過(guò)27%或28%時(shí)，這種變化就不那么明顯了。布魯克斯還打算在下一步實(shí)驗中，將虹鳉放在不同氧含量的環(huán)境中喂養，并觀(guān)察在數代之后有什么變化。
此外，科學(xué)家通過(guò)對果蠅的研究發(fā)現，有的果蠅在高氧環(huán)境中體型增大，有的并沒(méi)有。但在氧氣含量高、氣壓也高的環(huán)境下，接受試驗的果蠅生活到第五代，身體尺寸增長(cháng)了20%。難道氣壓的高低也與昆蟲(chóng)大小有關(guān)？
這些實(shí)驗結果的不一致不能不讓人對先前的猜想產(chǎn)生疑問(wèn)：氧氣是否真的造就了古代巨型昆蟲(chóng)？遠古時(shí)代的巨型昆蟲(chóng)的滅亡果真是大氣中氧氣濃度減小導致的嗎？對這些問(wèn)題的解答，看來(lái)還得有更加充分的證據才行。 
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