颠覆性的新理论:史前大昆虫缘于氧气有毒

标签: 颠覆 理论 史前 | 发表时间:2011-08-11 17:38 | 作者:(author unknown) Wynnsyt
出处:http://www.guokr.com/
/gkimage/ns/8e/tw/ns8etw.png

3亿年前的天空是由像现代海鸥那么大的肉食蜻蜓所统治的。很长一段时间以来,这些蜻蜓和与其同时代的虫子们为何都长得那么大一直是个迷。

目前的主流学说认为:这些史前巨虫之所以长这么大,是得益于大气中极高的氧含量为巨大的身体提供了足够的能量。但是一个新的研究却试图告诉我们一个相反的结论:高氧气含量并没有帮助昆虫长大,反而对昆虫幼虫有毒性;为了抵御氧气的毒害,虫子们不得不长那么大。

无法控制空气吸入量的昆虫幼虫

在距今约3.59亿-2.99亿年前石炭纪,天空曾被巨型蜻蜓的双翼所遮蔽,大地上时刻都有比现代老鼠还要大的蟑螂在漫游。

在那个时代,广阔的低地里满是湿地与森林,巨大的蕨类树木向天空中排放了过量的氧气,导致大气中氧气含量达到了30%——几乎比现代大气氧含量高上一半,而大气中高含量氧气也造成了水体中的氧分压很高。之前有关昆虫“巨人症”的理论都认为,这样的富氧环境保证了昆虫即使长得那么大,也依旧有足够的氧气提供代谢所需。

但英国普利茅斯大学的文贝克(Wilco Verberk)和他的同事比尔顿(David Bilton)通过研究之后却发现,过高的氧分压对水生的昆虫幼虫是有害的,无论是石蝇还是蜻蜓的幼虫都是如此。相对于生活在陆地上的成虫来说,这些昆虫的幼虫更容易受到高氧分压的伤害。这可能是因为水中生存的幼虫大都利用表皮作气体交换的工具(水生昆虫的鳃都是体壁突出形成),它们无法控制进入身体的气体的量。与之相反,这些昆虫的成虫都是靠气管系统(tracheal system)来呼吸,气管的开口——气孔(spiracles)——能够受神经控制而关闭,因而它们可以控制空气的吸入量。

过高的氧气含量对生命是有害的。人类暴露于过剩的氧气中会使细胞损伤,继而出现视觉问题、呼吸困难、恶心反胃和抽搐等现象。

石炭纪的昆虫幼虫都得面对氧气过剩这个难题,而似乎大部分水生的昆虫幼虫都无法很好的解决过多氧气摄入的问题。如果这个问题得不到解决,就会威胁到它们的生存。

一个解决之道就是长得更大。相同形状的物体体积越大,相对表面积就越小。而表面积越小,通过表皮进入体内的气体就越少。只要体型够大,昆虫幼虫就不会被剩氧气伤害。

较低的氧气含量会让昆虫行动迟缓?

这个新的理论也能解释为何在氧气含量开始下降之后的一段时间内巨型昆虫依旧能够存在。

巨型昆虫的成虫能够通过气孔控制进入身体的氧气量,当大气中氧气含量下降的时候,它们只需要把气孔打开的时间增加就好了。直到气孔一直张开也无法获得足够的氧气时,这些巨型昆虫才会因为氧气不够用造成运动能力受到限制,从而被体型较小的同类取代。

刊物:《国家地理》网站8月8日
导读者:花落成蚀
原文:请看这里
图片:Ned M. Seidler, National Geographic

(果壳环球科技观光团微博 http://t.sina.com.cn/guokrdigest

相关 [颠覆 理论 史前] 推荐:

颠覆性的新理论:史前大昆虫缘于氧气有毒

- Wynnsyt - 果壳网 guokr.com - 果壳网
3亿年前的天空是由像现代海鸥那么大的肉食蜻蜓所统治的. 很长一段时间以来,这些蜻蜓和与其同时代的虫子们为何都长得那么大一直是个迷. 目前的主流学说认为:这些史前巨虫之所以长这么大,是得益于大气中极高的氧含量为巨大的身体提供了足够的能量. 但是一个新的研究却试图告诉我们一个相反的结论:高氧气含量并没有帮助昆虫长大,反而对昆虫幼虫有毒性;为了抵御氧气的毒害,虫子们不得不长那么大.

淘宝模式颠覆亚马逊?

- - 人人都是产品经理
随着阿里巴巴的上市传闻甚嚣尘上,阿里巴巴的确已经真的走进不仅是国人的视野,对于阿里巴巴尤其是其子公司淘宝的研究也越来越多,马德里IE商学院的工商管理学教授胡安·桑佩雷更是将其和亚马逊点对点比较,期待作为产品经理的我们看完文章也能够深受启发. 亚马逊拥有近似完美的商业模式:它在2013年创造了800亿美元的销售额,并通过颠覆传统零售业分得一大块蛋糕.

Graph Search:貌不惊人的颠覆者

- - 《商业价值》杂志
尽管年轻的Graph Search暂时还无法对传统搜索形成全面冲击,但它未来颠覆的将可能是整个互联网以流量为核心的商业模式. 1月16日,Facebook发布了社交图谱搜索——Graph Search,这是Facebook自去年5月上市饱受质疑近8个月后做出的最大的动作,扎克伯格亲自主持产品的发布,足见其不容忽视的里程碑意义.

企业计算正在被颠覆

- - 《商业价值》杂志
以服务器为代表的众多大企业鲜为人知的“隐秘的后台”,正在上演一场什么样的变革. 2013年6月20日,阿里巴巴最后一台小型机下线. 自2009年高调宣布去IOE战略以来,阿里巴巴集团在2012年实现了用开源的MySQL数据库替换Oracle数据库. 如今,对为支付宝用户服务了5年的最后一台小型机的欢送,则标志着阿里巴巴“去IOE运动”(意为替代IBM、Oracte、EMC公司的产品)的又一阶段性胜利——采用PC-Server承载MySQL数据库,支撑大并发大数据量的核心业务系统.

颠覆未来:区块链技术

- - 冰火岛
区块链之父-中本聪,主要来自比特币技术. 2009年的一篇paper,Bitcoin: A Peer-to-Peer Electronic Cash System 提出基于 区块链技术的电子货币技术. 可以用点对点的网络解决方案解决双重支付问题. 没有类似铸币厂一级的第三方的信任机构. 可以用哈希现金形式的 工作量证明来制造新的货币.

VNXe会给存储系统带来颠覆性变革么?

- Epile - 弯曲评论
转载请注明作者及出处并不得删减内容,否则会对读者形成误导. 本文作者系网络存储系统领域技术专家张冬(冬瓜头),著有《大话存储》及《大话存储2》,博客http://space.doit.com.cn/35700,QQ 122567712 MSN:[email protected] 存储巨头EMC最近发布了Clariion和Celerra联合整容之后的VNX以及里程碑VNXe产品,对这两个系列的产品的规格细节功能等就不再做过多介绍了.

最具颠覆性的十大科技思想者

- 小熊TONY - cnBeta.COM
一起数一数过去30年终那些科技领域的伟大颠覆者.

联通已拿到iPhone5测试机 声称颠覆iPhone4

- sec314 - cnBeta.COM
9月22日早间消息,随着iPhone 5上市时间的临近,有关该款手机的传闻甚嚣尘上. 据中国联通内部人士透露,中国联通已经拿到一批iPhone 5测试机,正在全国各地进行网络调试. 目前,中国联通部分业务已经完成了对iPhone 5的客户端适配,剩余业务正在有序的适配测试之中,预计将于10月前完成测试.

再次彻底颠覆 疑似iPhone5开箱微博曝光

- 洞箫 - cnBeta.COM
感谢eternedata的投递. 随着10月的临近有关iPhone5的新闻越来越多,而网上有关iPhone5的假想图相信大家也看过不少,但真机还没有见过. 但今天一个疑似iPhone 5现身微博.

Chrome为何能撬动IE:创新颠覆产品

- nikelius - cnBeta全文版
月初,加拿大的网站工程师Tarandeep Gill搞了一个小恶作剧. 他杜撰了一份报告,称在对10万名浏览器用户进行测试后发现,使用IE浏览器的 用户大部分智商在70到80,仅有一小部分接近90;使用火狐浏览器和谷歌浏览器的人智商均在110左右;使用Opera和Camino浏览器的人智商更 高,达到了120.