3亿年前的石炭纪,为何会进化出2米长的昆虫?

石炭纪是指2.86亿至3.6亿年前的时期。这一时期被称为“巨虫时代”。有2米长的“马陆”和翼展1米的蜻蜓。这些昆虫受益于富氧(高达35%)。在3.5亿年前,地球上的生物刚刚经历了泥盆纪,裸子植物和蕨类植物疯狂地崛起。那时,陆地动物不多。因此,在泥盆纪的五千万年间,地球大气中的氧含量急剧上升。进入石炭纪后,大气中的氧含量达到了地球历史上的最高值,平均浓度为35%(目前为21%)。

氧气含量的增加在地球上创造了一个独特的“巨虫时代”。因为大多数节肢动物没有肺呼吸,它们直接通过气管或外表面交换气体(原始节肢动物依靠外表面),所以节肢动物的呼吸效率在很大程度上与环境氧气浓度有关。当氧含量高时,节肢动物的呼吸效率增加,这可以支撑更大的身体尺寸。较大的体型意味着它们在同一个或不同物种的竞争中具有优势。因此,石炭纪节肢动物都无一例外地向更大的体型进化。

出土的化石中,有2米长的马龙路、1米长的蜻蜓和0.7米长的蝎子。在此期间,有史以来最大的节肢动物莱茵耶克尔鲎(Rhine Iecher Limulus)有33354只,长超过2.5米。

想象一下人类生活在这样一个世界会有多可怕。由于节肢动物很少吃活的植物,它们更擅长吃死的动物和植物残骸,导致许多植物在完全分解前被掩埋,为煤的形成创造了条件。目前,地球上70%的煤是在这个时期形成的,因此得名石炭纪。石炭纪末期,爬行动物进化出羊卵,允许爬行动物在陆地上繁殖,大大提高了它们在陆地上的生存能力。

与此同时,一些爬行动物开始以植物为食,逐渐改变了地球上的生态关系。植物的生长开始受到动物的影响。大气中的氧含量逐渐下降。节肢动物不再有优势。巨型昆虫的时代结束了。用肺呼吸的爬行动物迎来了黎明,这将主宰接下来的两亿年。