遠古存在很多體型巨大的物種原因,竟跟大氣中的含氧量有關

2020-12-05 地球上的足跡

為什麼古代生物個頭普遍比現代生物大呢?

那個時代,空氣中的氧氣濃度比現在要高得多,為大型生物的生存提供了基礎.

巨蛤

古生物學家通過化石標本得知遠古時代的昆蟲體積普遍大於現代.

巨型蜈蚣體長超過1米

通過化石記錄發現,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物。包括超大的蜉蝣昆蟲、蠍子;吊蘭大小的蜘蛛;還有5英尺長的千足蟲,等等.還包括巨型蜻蜓,它們的翼展可以達到2英尺半,有老鷹那麼大,是地球上有史以來最大的昆蟲。

巨型蜻蜓

3億年前,這些物種曾經昌盛一時.那時大部分陸地都在熱帶,植物繁盛,後埋入地下形成煤炭,該時期因此稱為石炭紀。

石炭紀其實是古生代的第五個紀元,之前是泥盆紀,之後是二疊紀。從時間上看,石炭紀從距今3.55億年前開始,到距今2.95億年前結束,可真是一個距離今天非常遙遠的時代。如果攤開石炭紀的地圖,你肯定認不出哪裡是亞洲,哪裡是歐洲,哪裡又是北美洲。

陸地大都在南半球

南北中國還是兩座漂浮在遠洋的巨型島嶼...

石炭紀在生命演化史上發生過一件大事,那就是植物佔領陸地。當時的植物如同綠色的地毯一樣在黃色的大地上鋪開,茂盛的石炭紀雨林成為昆蟲們的溫溼巢穴。在如此良好的生存條件下,巨型蟲子也就出現了。但經過大約5000萬年,從二疊紀的中期到晚期,這些巨型物種消亡了.

陸地殺手蠍

科學家們都猜測,也許是大氣中氧氣含量的變化在它們的興亡中起了關鍵作用。其中就有美國耶魯大學生物學家羅伯特·貝爾納。他和其他學家共同發表的一項古氣候研究中,肯定了這個猜測。現在,古生物學家開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的興亡是否與超高的氧含量有關。

研究者在報告中指出,石炭紀時地球大氣層中氧氣的濃度高達35%,比現在的21%要高很多。許多節肢動物是通過遍布它們肌體中的微型氣管直接吸收氧氣,而不是通過血液間接吸收氧氣,所以高氧氣含量能促使昆蟲向大個頭方向進化。

巨型蝸牛的化石

在高濃度氧氣環境中,大個頭的昆蟲就有進化上的優勢,它們可以獲得更多的氧氣。對海洋中的無脊椎動物的研究也發現,在更冷和氧氣含量更高的水體中,那裡的生物的體積也更大。

巨型鱟

而隨著時間的流逝,「大塊頭」們體積 大的優勢慢慢變成了劣勢,反而是更為靈活的、體積較小生物開始逐漸活 躍起來,並一直繁衍生息至今。

巨蝦

我們知道,生物進化的核心,是物競天擇,適者生存。長得高大威猛 ,固然有氣勢,但是隨之而來的問題也有很多,其中最重要的就是食物來源問題。越大體積的生物需要的能量越多,所以大塊頭的動物常常需要吃掉大量的食物來保持體力,但是對於地球上日益複雜的環境來講,動物們想要找到大量的食物變得越來越困難,當食物的數量不足以維持生存時,大個頭的生物則可能退出歷史的舞臺此外,環境問題也與生存息息相關。

小體積的生物需要的生存空間較小,它們只需要少量的食物和生存空間,就可以很好地生存並繁衍後代,這對於整 個種族的壯大與延續是十分重要的。

中突蛛

所以,「濃縮就是精華」是有一定有道理的。

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  • 為什麼地球的含氧量要維持在21%左右高含氧量會帶來什麼後果?
    高含氧量的環境,直接影響著地球生物的進化演化,最明顯的就是當時的生物都非常巨大,不管是海洋生物還是陸地生物,都是巨無霸的存在。 早期地球有一個巨蟲時代,也就是昆蟲稱霸地球的時期。在現代人的眼裡,昆蟲可以說是生物鏈底端的生命,它們基本都非常渺小,可是在數億年前的巨蟲時代,昆蟲那是非常大的,普通的蜻蜓身長也能達到一米,而蜈蚣的身體更是達到了三米長。
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  • 為什麼史前的生物都十分巨大?
    遠古微生物可能使用分子而不是葉綠素而捕獲太陽光,因此,這讓生物體呈現出紫色色調。而那個時候會進行光合作用產生氧氣的藍綠細菌只能躲在更深的海水下面吸收紫細菌吃剩的藍紫光。大氧化事件,是指約26億年前,大氣中的游離氧含量突然增加的事件。這一事件的具體原因尚不得知,目前只有若干種假說能加以解釋。
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    在人們的普遍印象中,昆蟲的體型都是比較小的;不過,自然界的鬼斧神工,造就了一些體型較大的昆蟲。提到目前世界上最大的昆蟲,說法眾說紛紜,很大一部分人認為是竹節蟲,可能有些人不知道,這種蟲類的體形長得極像竹子,最大的可以長到62.4cm。
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    值得一提的是,這一時期,氣候溫暖潮溼,遍布著繁茂高大的樹木和沼澤地,在石炭紀,全球陸地被廣闊的森林覆蓋,當時的植物類群與之前的泥盆系頗為相似,主要由楔葉類、石松類真蕨類、種子蕨類和科達類等植物構成,在溼潤地區中蓬勃生長,事實上,此時植物登陸不過幾千萬年,令人詫異的是,早期石炭紀的森林就已經可以用參天古木一詞來形容了,畢竟,石炭紀是地球大氣含氧量達到巔峰的時期,