根据新闻报道一个缩小成蚂蚁大小的漫画超级英雄蚂蚁侠或许将拍成电影,《生命科学》想要了解为什么蚂蚁不能膨胀成人类的尺寸。
蚂蚁侠来了,因电影《僵尸肖恩》而闻名的导演埃德加-赖特本周早些时候宣布他将拍摄一部关于蚂蚁侠的电影,讲述的是能够缩小成蚂蚁大小并且与蚂蚁兄弟沟通的一个超级漫画英雄。如果一切都像漫画一样,蚂蚁或许也可以和人类一样大,这就让我们思考:“蚂蚁能够和人类一样大吗?为什么昆虫们不能比它们现在长得更大?
亚利桑那州大学昆虫生理学家乔恩-哈里森说道,简短回答就是虽然对于为什么昆虫和其它的节肢动物不会长大的问题有着几个假设,但研究人员们也并不完全了解。第一个假设是昆虫的外壳可能不够牢固无法让它们长得更大。哈里森在受训期间获悉这一理论是一种既成事实,但是很少有证据支持这个想法的存在。他说到,唯一针对这一问题的研究发现更大的节肢动物并不具备更厚的外壳,但对于这一问题没有直接的证据。
太美味
由于外壳的坚硬,昆虫在成长的时候需要蜕皮,脱掉旧壳并且长出一个新的外壳。科学家们已经表明这段易受伤害的时间会产生一个尺寸上限,特别是那些没有保护外壳的更大体型动物将会给捕食者提供更具吸引力的食物。哈里森说道:“你个头越大,你就越像一个容易受到攻击美味的包裹。”
一个相关的理论表明,无论蜕不蜕皮长成大个头都会让你成为一顿更吸引人的美食。一项研究发现古代苍蝇的体型随着鸟类的进化而缩小,这就表明体型更小的生物能够更好的躲避饥饿的捕食者并且传递它们的基因。
另一个可能是昆虫拥有开放的循环系统,血液和身体内的液体与血管并无直接关系。这就使它想要在一个巨型的身体内传递血液变得更加困难,因为血液循环会受到地心引力的影响。
氧气不足
或许大多数貌似合理的假设和哈里森广泛研究的那个假设是氧气造成的结果。昆虫通过名为气管的细小管子“呼吸”,这根管子被动的将大气中的氧气传递给身体细胞。这个理论称,一旦昆虫的体型达到某个尺寸,相对于气管中流动的氧气来说昆虫将需要更多的氧气。
这一理论依据的是大约3亿年前的事实,许多昆虫都比今天拥有大得多的体型。比如说,蜻蜓有着老鹰的尺寸,蚂蚁有着蜂鸟的尺寸。在那个时期,大气中的氧气含量大约为35%,而现在为21%。
哈里森的研究已经表明如果你在一个低氧的条件下进行培养,几乎所有的昆虫都会长的更小,当你提供更多的氧气时,许多昆虫都会长的更大。他说道:“如果提供更多的氧气时,某些物种在这一代中的体型能够超过20%。”科学家们并不完全理解为什么昆虫体型为什么不会更大或者更宽广。哈里森说,其中的问题多过于答案。他说道:“蚂蚁和人类一样大,我不想说这不可能发生。”
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