新发现的巨型蜻蜓化石成为早期地球大气高氧含量的证据

蜻蜓

一只巨大的蜻蜓模型

新发现70㎝翼宽的巨型蜻蜓化石，成为了早期地球大气高氧含量的证据。实验证明，在高含氧量空气中或组织内氧过量状态下，蜻蜓会长成较大的体型。

然而，这并不是说所有昆虫的体型大小都和过去的大气含氧量成正比，比如说，过去体型巨大的蟑螂，现在小巧至可以飞掠水面。问题是，不同昆虫是如何应对大气含氧量变化的。

那些昆虫体型改变的秘密可能来自于它们用来呼吸的气管。正确认识现代昆虫对大气含氧量的反应，可以帮助我们根据昆虫化石还原古时的大气含氧量。

亚利桑那州立大学J.V.Brooks博士说：“我们的主要目的是，研究早期地球大气含氧量如何影响昆虫的演化。”因此，他们在不同的氧浓度中饲养蟑螂、蜻蜓、蝗虫、膳食蠕虫、甲虫及其它昆虫，观察在不同的氧环境中它们是否有不同的反应。

结果显示，蜻蜓在高氧含量中不仅生长速度快，成体的体型也比正常状态下的个体大。然而，这种环境中的蟑螂，生长速度放缓，成体的体型也没有变大。统计发现，十二种昆虫中有十种昆虫，在低含氧量时体型也较小。但是，在富氧空气中它们的反应各有不同。J.V.Brooks博士将在11月1日美国地质学会的年会上陈述了这些研究结果。

他们把75只蜻蜓分成三组，饲养环境的含氧量分别是12％（过去最低含氧量）、21％（现代大气含氧量）、31％（过去最高含氧量）。

蟑螂比较容易饲养，因此研究人员饲养了100只健壮的蟑螂，分成七组，饲养于12％到40％不同程度含氧量的环境中。富氧空气中，蟑螂成长所需时间是正常状态下的两倍。J.V.Brooks博士说：“这和我们预期的结果完全相反。” 可能的原因是，高含氧量对它们来说是有压力的，为等待环境中氧含量降低，他们停留在幼体的时间会增加。

这个出人意料的结果使得研究人员更加关注昆虫的呼吸气管，通过这些中空的气管，气态氧直接进入昆虫的组织中。

Brooks博士等人通过阿贡国家实验室（Argonne National Lab）X射线成像设备，研究他们饲养在富氧环境中的蟑螂个体. 他们发现，蟑螂的气管在富氧环境中比贫氧环境中小。体型没有变化并且气管减小，可能的原因是，蟑螂将更多的氧用于其它关键的组织，如捕食和繁殖，而不是用于呼吸。相反，在贫氧环境中，蟑螂会把原本用于其它组织上的氧用于呼吸。

J.V.Brooks博士说：“我们下一步工作是观测琥珀化石中昆虫的气管，从而得到它们关于地球早期各个时代的大气含氧量信息。关于氧含量对动物演化的影响有很多种假说，但是没有人能证实他们的假说。因此，我们同时做两方面的工作，以期得到可靠的证据，一方面我们研究现代昆虫对含氧量的反应，另一方面根据研究结果阐释昆虫化石包含的大气含氧量信息。”

来源：化石网/阿尔拜