为什么史前昆虫的个头都大得吓人

三叶虫 · 发表于 2010-10-20 14:39:27

[自然之谜] 为什么史前昆虫的个头都大得吓人

古代昆虫比现代昆虫个头要大得多，凯撒博士的研究小组希望发现现代昆虫在漫长的进化过程中体积大幅度减小的真正原因。

三叶虫 · 发表于 2010-10-20 14:40:28

三叶虫化石

三叶虫 · 发表于 2010-10-20 14:41:52

根据三叶虫化石而铸造的三叶虫模型

三叶虫 · 发表于 2010-10-20 14:42:45

三叶虫属于节肢动物门、三叶虫纲，仅生活在古生代的海洋中

三叶虫 · 发表于 2010-10-20 14:43:51

三叶虫的大小在1毫米至72厘米之间，典型的大小在2至7厘米间

三叶虫 · 发表于 2010-10-20 14:44:17

三叶虫的眼睛是由方解石（碳酸钙，CaCO3）组成的。$ q: g.

三叶虫 · 发表于 2010-10-20 14:44:46

三叶虫的嘴被藏在身体下面网易探索讯，亚历山大·凯撒博士是美国中西部大学基础科学部生理学学院的老师，他最近领导着一个科研小组进行着紧张的工作，他们的研究课题非常奇特——考古研究发现古代的昆虫比现代的昆虫个头要大得多，凯撒博士的研究小组希望发现现代昆虫在漫长的进化过程中体积大幅度减小的真正原因。0 y4 t' j6 w+ C6 Z e
凯撒博士说：“目前推断史前昆虫体型比现代昆虫大得多的原因有数百种，但是仍然没有一种得到确切的证实”。凯撒博士认为是昆虫的呼吸系统在进化过程中限制了昆虫的个体体积，使得现代昆虫越来越小，为了证实这一理论，凯撒博士和他领导的研究小组以甲虫和果蝇为研究对象进行了一系列深入的研究。4 i C c$ w) P# l) r9 K, [
这些研究主要是在美国伊利诺伊州的阿尔贡国家实验室进行的，实验检查比对了不同品种的甲虫的呼吸系统，通过使用一种最新的X射线成像系统观察了甲虫的整个呼吸作用过程。" q8 L+ ]' U: q
研究结果显示凯撒博士和他的研究小组的研究思路可能非常正确，因为昆虫们一般是通过把空气输送进体内的微型气体管道完成的，这些微型送气管道盘根错节地组成网络，使氧气直接接触昆虫的组织细胞，进而完成呼吸作用。
而恰恰是这些微型通气管道会在体型相对较大的昆虫体内占据更多的空间，在昆虫的腿部等位置，这种影响更为明显。8 t, l0 O$ _- [5 m
凯撒博士解释说：“大约在3亿年以前，空气中含有氧气的比例与现在有很大的不同，现在的大气中含氧大约21%，而当时的氧气含量比例达到了31%到35%，那样的话昆虫体内呼吸系统的体积即时比较小也可以满足昆虫对氧气的需求，因此昆虫可以长得更大而不受供氧不足的限制”。

zhaoge · 发表于 2010-10-20 18:38:03

不错辛苦了

灵镜鹤子 · 发表于 2010-10-20 20:32:21

很好的资料！

赞古 · 发表于 2010-10-20 20:40:28

下班回家时，门口传达室的老头赞古冲我喊一声：“打那儿来了个三叶虫高手？有信哦~~~”

hank · 发表于 2010-10-20 22:33:34

“大约在3亿年以前，空气中含有氧气的比例与现在有很大的不同，现在的大气中含氧大约21%，而当时的氧气含量比例达到了31%到35%，那样的话昆虫体内呼吸系统的体积即时比较小也可以满足昆虫对氧气的需求，因此昆虫可以长得更大而不受供氧不足的限制”。那时所有的生物都比现代的大！

石奔 · 发表于 2010-10-20 23:55:18

相反, 哺乳动物还是现在的大得多, 如鲸类和大象.

hank · 发表于 2010-10-21 04:13:48

本帖最后由 hank 于 2010-10-21 04:18 编辑

回复 12# 石奔

找了些资料，您的说法有道理！
我的上述表达的确有语病，太绝对了，犯了逻辑学上最应避免的“绝对化”大忌。非常感谢您的指正！  ]1 _6 P  D" d5 v' S# D

1）最早的哺乳動物，出現在三疊紀，距今約2億2千萬年。
2）化石网上关于氧气含量和哺乳动物的关系：

$ A2 T0 e8 A# o0 V研究人员报告说，大气中氧气含量增加的时期与哺乳动物进化的重要阶段相符，意味着氧气的增加使哺乳动物多样化和变大成为可能。Paul Falkowski和同事通过分析原始沉积物中碳和硫的同位素记录，重建了过去2.05亿年中大气的氧含量。他们发现在超大陆-联合大陆(Pangea)分裂成较小的大陆、大西洋海盆形成期间，大气中的氧含量大约增加了一倍。在大陆边缘生活的浮游植物的进化极大地增加了海洋沉积物中的有机物质，这最终使更多的氧气释放到大气中。这些作者的结果还显示，氧含量在侏罗纪（约2亿到1.45亿年前）和始新世初期(约5500万到4000万年前)增加相对地快。他们指出，鸟类和哺乳类的代谢比爬行类的代谢需要更多的氧，有胎盘的哺乳类的多样化时期与大气中一个氧含量相对高和稳定的时期一致。作者说，虽然发生在白垩系-第三系界线的大灭绝为后来哺乳类的兴起提供了生态机会，但是大气中氧的条件也许促进了这个过程。

7 e: P- Q8 `. U  k7 W, G( l
3）一项新研究表明，多数现代哺乳动物的起源可以追溯到恐龙消失很久之后出现的生物大暴发时期。新结论对关于现代地球生命的一个基本理论提出了挑战。因为当今的主流观点认为，恐龙在大约6500万年前白垩纪末灭绝时，一直在附近静等的哺乳动物欣然接管了它们的地盘，并迅速变得多样化，形成了我们今天所看到的哺乳动物物种的各个家族。但新结论认为哺乳动物多样性通过两个重要阶段逐渐形成。第一个阶段发生在白垩纪结束前几百万年，另一个阶段发生在白垩纪结束后几百万年。2 }' M$ N- ^; V2 \6 ^2 C9 ?& w
　　科学家绘制了当今几乎所有4500个哺乳动物物种的基因“族谱”，发现在1.6亿年的跨度中，哺乳动物在大约9300万年前经历了首次多样化大暴发。当今灵长类动物、啮齿动物和有蹄动物的祖先最早出现在大约7500万年前左右。期间，许多哺乳动物物种像恐龙一样遭受灭顶之灾。第二次多样化发生在大约3500万年前，产生了现今哺乳动物的家族。在哺乳动物的进化过程中，有一个明显的趋势就是：许多类群的体型逐渐增大，特别是在第四纪冰期的化石中，含有很多大型的种类。对此现象有几种不同的解释。
# A  }/ `8 b, H, C+ A1 v
第一种观点认为，体重增大是对寒冷气候条件下减少体热散失的适应。
第二种观点是，体型增大有利于延长动物寿命，对于需要等待适宜条件才能繁殖的动物来说，增加了繁殖机会。5 [% B" _  n5 ~1 I- `9 a8 j7 A9 t+ m
第三种观点是所谓的“古生物体型增大定律”。简言之，该定律就是：“在古生物的每一小分支中，都是从小的体型开始，以后体型逐渐增大，最后达到最大体型。当一种古生物达到最大体型时，这一分支就灭绝了。”　
也有学者从另一个角度来解释，认为竞争作用、捕食作用以及资源利用的特化对哺乳动物进化过程的影响使得其在进化过程中体型变大。哺乳动物进化过程中体型增大有4 个方面的原因，即：(1) 较大的种类在与利用相同资源的较小种类的竞争中具有优势; (2) 为了避免激烈的种间竞争，一些种类专门利用某些只适合于体型较大者利用的资源; (3) 某些食草动物依靠增大体型来增强对付天敌的能力; (4) 捕食者—猎物之间的协同进化导致两者体型增大。

石奔 · 发表于 2010-10-22 07:47:08

回复石奔( t1 A! O0 z) z' G7 [$ ^
hank 发表于 2010-10-21 04:13

老师谦虚谨慎, 令人敬佩!

meikun · 发表于 2010-10-22 14:48:18

回复石奔
7 y7 N6 F9 s; L1 |8 w% }- `hank 发表于 2010-10-21 04:13

敬佩敬佩

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