为什么石炭纪会出现身长接近3米的巨型蜈蚣?真是太可怕了?

我就是兔斯基


石炭纪在距今大约三亿年左右,因为地质学家通过化石发现在这一时代出现了非常巨大的爬行动物,因此石炭纪又被称为巨虫时代,这里有翅展达1米多的蜻蜓,长度达3米的马陆(千脚虫)随处可见。




科学家推测出现巨型昆虫的原因跟大气中的氧气含量有关,由于在石炭纪的前一阶段泥盆纪主要是各种裸子植物占据主要地位,其他动物很少,所以在石炭纪时期氧气已经积累到35%左右。
高浓度的氧气含量对于用肺呼吸的哺乳动物是难以接受的,但是对于昆虫类却没有任何不利影响,昆虫的呼吸系统可以维持更大的体型,说句不太严谨的话:只要氧气含量足够高昆虫的体型就会足够大。

石炭纪的名字其实也是有含义的,科学家认为地球上的煤炭石油资源大多数起源于石炭纪,由于当时地球上的动植物较多,同时氧气含量又极高,自燃现象时有发生,这样的多发性大火也可能是导致石炭纪过后氧气含量大降的原因。



三米长的巨大蜈蚣很可怕,那么三米长的小龙虾还可怕吗?



科学黑洞


这个问题我来答,石炭纪确实是个比较奇葩的时代,那个时候地球上的含氧量高达45%,深林覆盖率极高,那时陆地上出现了很多巨型的昆虫,比如巨大的蜈蚣,蜻蜓什么的。

石炭纪,听名字就知道,当时植物非常繁荣,地球上有很大规模的森林,给煤炭的形成贡献了力量,这个时期形成的煤炭占现在储量的一半以上。当时气候温暖湿润,植物和森林繁盛,而大气中氧含量一度高达45%,这给动物们的生长也带来了有利条件。

于是,石炭纪又被称为巨虫时代,由于大气中的高氧含量,虫子都开始了释放自我的进化,这就像一场竞赛,谁长的大,谁的生存几率就更大。只有长的更大,才是真正的捕食者,最终导致了各种奇葩的巨虫出现。例如翅膀展开一米多长的大蜻蜓,巨大的蜘蛛,还有题目中谈到的体长3米多的大蜈蚣,身披盔甲,也曾是陆地上的霸主。

但石炭纪这么多森林,留下了火灾的隐患,最后石炭纪还是毁于火海之中,这些巨大的昆虫最后也都成了烤串,巨虫时代结束了,爬行动物开始登上舞台,恐龙等新霸主最终才会出现。

不过对于石炭纪来讲,那么高浓度的氧气,如果人类穿越过去,会不会醉氧先不说,面对那么多巨型昆虫,估计很难抑制住开个烧烤摊的念头,每天烤蚂蚱,烤蜈蚣,生活也是很有乐趣啊。


量子实验室


石炭纪,又称巨虫时代,距离今天约3.55亿年,持续了0.65亿年。石炭纪可以说是植物最为巅峰的纪年,也是生产巨虫的时代。而题目中所属的巨型蜈蚣,就是那个时代的特征。



石炭纪的时候,整个地球还只是一块完整的大陆(号称盘古大陆)。八那个时候气候适宜,湿润,大量植物开始快速生长和扩散。整个盘古大陆都被茂密的植被覆盖,由于植物的旺盛,导致了地球含量量逐渐曾加。在石炭纪晚期,地球含氧量达到历史峰值,45%左右,几乎是现在的2倍。含氧量的增加,客观上就允许动物们可以具有较大的体型,当时许多动物都疯狂地向巨大体型进化,越大的体型,约容易活下去和传宗接代。总之,氧气含量的增加,极大地增加了动物们的体型极限。



当时除了这种体长有3米的夸张的巨型蜈蚣,还有像人头那么大的蜘蛛,翅膀长度有1米作用的蜻蜓。总之,很多动物都是出奇的大,肆无忌惮的长,丝毫不用考虑体型巨大带来的供氧负担。不过,这种发展趋势并没有持续多久,就被一场噩梦般的大火破坏了。前面也说了,石炭纪植物疯长,所以导致了大量的生物质堆积,这些生物质直接贡献了地球总煤量的50%以上。而过多的生物质和过高的氧气含量,很容易引发森林大火。那个时候,刚好发生火灾喷发,导致一次大火。由于盘古大陆森林几乎都是连在一起,所以整个盘古大陆几乎都被燃烧,导致了石炭纪生物大灭绝事件。



巨虫时代就此落幕。


科学探秘频道


为什么石炭纪会出现体长近3米的蜈蚣?其实除了体型巨大的蜈蚣之外,石炭纪还出现过各种体型庞大的昆虫,现在的我们或许对此根本就是难以理解的。

对于现代的人类来说,石炭纪的确是一个比较奇葩的世界,那个时代有着各种奇葩的生物,比如说翼展近1米的蜻蜓,又比如说体长3米的蜈蚣以及千足虫,如果现在的人类穿梭回到过去,去往石炭纪的话,那么恐怕会被那些昆虫所吓死,因为平常生活中昆虫是很不显眼的生物,但是在石炭纪,几乎所有的昆虫都会对人类造成生命威胁,一个不小心,我们就可能成为其盘中餐。

石炭纪是地质史上一个十分重要的年代,它大概从3.59亿年前开始,一直延续到2.99亿年前,跨越了大概6000万年的时间。为什么说这个年代对于我们而言十分重要呢?原因在于我们现在所使用的煤炭,几乎全部是在这个时代所贡献的,石炭纪的特点十分鲜明,那就是在这个时代,地球上的植被包括地球上的昆虫,体型都比现在要大上不少。

为什么石炭纪会这么奇特呢?根据科学家的推测,这很可能跟石炭纪地球上大气氧含量十分丰富有关。地质学家认为,古生代末期大气中高含氧量是造成石炭纪生物体型普遍偏大的一个重要缘故,根据地质学家的进一步分析,石炭纪时代地球大气的最高含氧量相当于现在的1.5倍至2倍,纵观整个石炭纪,大气中的平均含氧量为32.3%,相当于现代的1.6倍!这么高的含氧量,那么自然就很适合生物的生长了,体型长得大一点,那也是理所应当。



但是呢,氧气含量也不是越高就越好,对于昆虫类动物来说,氧气含量高一点,不会对它们产生不利影响,氧气含量越高,昆虫的呼吸系统就可以将昆虫的体型维持得更大,简单粗暴的说,只要氧气含量足够高,昆虫的体型就能够足够大。但是对于像人类这样的哺乳动物来说,氧气含量并非是越高越好,因为一旦氧气含量过高的话,人类就会醉氧,头脑昏昏沉沉的,高浓度的氧气含量对于用肺来呼吸的哺乳动物而言并非是什么好事。况且,石炭纪之后地球大气氧气含量急剧下降,直到达到现在的21%左右,那是因为石炭纪植物都长得高大,而且氧气含量高自燃现象也时有发生,多发性的大火可能也是导致石炭纪过后氧气含量下降的一个原因。


镜像宇宙


化石显示,巨型昆虫在石炭纪时期很常见,石炭纪从3.59亿年前持续到2.99亿年前。海鸥大小的食肉蜻蜓统治着天空,翼展以尺为单位,千足虫可以达到3米,蜉蝣长度接近半米。

石炭纪昆虫体型巨大的原因

大气含氧量被认为是影响昆虫体型的最主要因素。在石炭纪和二叠纪,大气中的氧气浓度远高于今天的浓度,含氧量达31%到35%,比现在大气含氧量高50%。对哺乳动物而言,体内细胞通过血液循环系统获得所需的氧气,氧气由血液通过动脉和毛细血管输送到身体的每一个细胞。

但是昆虫不一样,因为昆虫没有肺,环境中的氧气水平对昆虫尤其重要。昆虫的呼吸是通过细胞壁的简单扩散进行的,昆虫依靠的是一系列分布在身体各处的气门开口(spiracle,如下图)运输氧气,这些开口直接连接到需要氧气的组织细胞。每个气管导管的末端都有一个气管孔,氧气在那里溶解到气管液中,然后扩散到细胞中。当氧气水平较高时,就像石炭纪,这种有限扩散的呼吸系统可以提供足够的氧气来满足大型昆虫的新陈代谢需求。即使昆虫身长数米,氧气都可以到达昆虫体内深处的细胞。

但是如果大气的氧气不断减少,身体最内层的细胞将无法获得足够的氧气供应,因此较小的昆虫能更好地适应低氧环境,现代昆虫进化成史前祖先的较小版本。

还有一种新的理论认为,昆虫幼虫可能通过增大体型来避免氧气中毒。昆虫在成虫之前生活在水中,空气中氧气浓度越高,就意味着水中的溶解度越高,而过高含量的氧气是有毒的。研究结果表明,幼年石蝇对氧气波动更敏感,因为昆虫幼虫通常通过皮肤直接吸收氧气,根本无法控制自己究竟吸收了多少氧气。古代昆虫幼虫也被动地从水中吸收更多的氧气,当氧气水平太高时是一个危险。降低氧气中毒风险的一种方法是长得更大,因为体型较大的幼虫吸收的氧气含量对体型的比例要低于体型较小的幼虫,从而避免氧气中毒。

今天真正的巨型昆虫已经不复存在,它们的消失有两个主要原因。最重要的是大气成分已经改变,含氧量更低了,空气中只有21%的氧气;另一个原因是随着古代恐龙进化出飞行能力,最终成为现代鸟类,鸟类比巨型昆虫更快、更敏捷,鸟类通过捕食和竞争限制了昆虫的体型。


科学闰土



在2亿到~2.5亿前地球上生活着大量爬行动物,植被物茂盛。之所以被称为“石碳纪”,是因大量生产石碳而得名的,在那个时候植物很茂盛,因此在地底下埋下了大量石碳。据说那时候生产的石碳就占地球总存储量石碳的一半。那时候植物发展频繁,有植物不断的死去,也有植物不断的产生。因此就有我们现在的煤,煤其实就是大型植物死亡后埋在地底下和泥土发生化合反应产生的结晶。



在当时,一个蜈蚣就有三米长 ,还有大型蜻蜓挥舞着大翅膀在天空中飞翔,那时候是昆虫们的天堂。因为含氧量高的缘故使得昆虫们飞速成长。


而我们身为哺乳动物在那个时代是比不过昆虫,因为那时候在含氧量巨大环境中 ,哺乳动物的肺部是承受不住那么多氧气。还会出现晕氧的情况 。而昆虫就不一样了,含氧量越高就生长越快越大。

放到现在也是一样,就是现在的含氧量少了,昆虫就变小了,比如说世界上最大的蜘蛛还得用两只手才能捧起来,生活在非洲热带雨林,那里的含氧量比其他地方的含氧量要多,所以在那里的昆虫比其他地方的要大。


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三亿年前的石炭纪大气含氧量高达45%,而现在的含氧量是21%,除此之外石炭纪的地球大陆上森林植被非常茂密和发达,这就为大型爬虫类生物奠定了物质基础,因此在三亿年前的地球除了巨型蜈蚣古马陆外还存着这许许多多的巨型蜻蜓和蚂蚁。

如今的地球板块在三亿年前还是一整块大陆,也就是现在说的“盘古大陆”,而遍布大陆的森林植被和占比达到45%的氧气让盘古大陆上的动物们可以肆无忌惮的生长,因此才会出现长达3米的古马陆和1米大的蜻蜓。

然而地球自古以来发生过五次物种大灭绝,石炭纪大灭绝的主要原因全在于氧气含量和茂盛的森林植被,遍布整片大陆的森林在漫长的岁月里生成了一层厚达30米的煤炭层,过于高含量的氧气又使得盘古大陆上火灾频发,终于在3.06亿年前爆发了一场绵延整片大陆的森林大火,巨型爬虫类从此灭绝。

当三米长的蜈蚣和其他大型生物灭绝后,爬行类开始逐渐占领地球并迅速进化,最终从爬行类里演化出了我们熟知的恐龙,然而恐龙们在6500万年前的小行星撞击中也和地球说拜拜了,哺乳类又取代了恐龙并演化成今天的我们。


石炭纪过于多的氧含量和浓密的森林植被就是大型蜈蚣和大型蜻蜓存在的原因和基础。


宇宙探索未解之迷


路过顺手答。

3米蜈蚣,1米多的蜻蜓,这在20亿年地球生命史上都不是事。纵观历代生物体型,会发现它们总是小—大—小—大这样往复变化。单纯从自然选择的角度考虑,为何(相比小蜈蚣)3米蜈蚣会获得生存优势呢?

以下等式比较笼统,非严格总结。

大体型=成熟周期长+摄入食物多+行动迟缓+对气候敏感+猎食者少

当然,这些特征都是相对的。第五点是最大的优势,体型越大越不容易成为猎物,因为小家伙们啃不动。

石炭纪氧气含量高,食物充足,气候稳定,前四个特征带来的劣势都被第五点抵消。于是乎,蜈蚣基因库中导致体型巨大的那部分基因,比例越来越高。经过成百上千万年的演化,大蜈蚣成了主流。

但生物大灭绝最喜欢对大体型动物下手,原因如等式所示。食物短缺的日子里,许多大蜈蚣还未成长到可以繁殖就挂掉了,小蜈蚣再次夺回族群皇座。

如今,某些昆虫还保留着“氧气多我就长大点”的特征,题主可以抓几只甲虫试试。当然,3米长的巨甲虫是不可能诞生的,它们只是在基因允许的范围内稍微大一点——除非你能养上几百万年,并坚持实施人工选择。


虎皮青猫的小窝


为什么石炭纪会出现身长接近3米的巨型蜈蚣?真是太可怕了?

对于现代人类的体型来说,石炭纪是一个童话中的世界,或者说是《蚁人》角度才能看到的世界!因为那个时代所有昆虫的体型都极其庞大,比如翼展接近1M的蜻蜓,3M长的蜈蚣和马陆(千足虫),当然如果我们真的穿越到那个时代的话,那绝对不是童话,因为几乎所有的大型昆虫都将对人类产生致命的威胁!

从今3.59亿年前开始,延续到2.99亿年前的石炭纪是地质史上一个非常重要的时代,因为我们现在所使用的大部分煤炭都是这个时代所贡献!石炭纪的其他特点也许大家并不在意,但这个时代极为茂密的植被和巨大的昆虫实在是让人记忆犹新!

地质学家认为,古生代末期大气中的高含氧量是造成石炭纪生物体庞大的主要因素,根据地质学家的分析,石炭纪时代的最高含氧量相当于现代的1.5-2倍,整个石碳纪时代的平均氧含量达到了惊人的32.3%,为现代的162%!这个条件特别适合生物生长,因此各位印象中的小不点生物都长成了体型巨大的怪物!

上图是从地球诞生以来氧含量变化曲线,石炭纪时代是一个峰值,当然氧含量并不能同时解释茂密的植被!但同时期大气中的二氧化碳含量达到了800PPM,2014年4月,全球大气层中的二氧化碳刚超过400PPM,800PPM约为工业革命前的3倍!高含氧量和二氧化碳促进了动植物的疯长,这为后期的煤炭固定了大量的炭资源!

当然在高含氧量中的大气中是风险比较大的,因为助燃的氧含量太高,火灾的风险极大,因此石炭纪之后氧含量急剧下降就是这个因素,逐渐到侏罗纪时代才逐渐恢复,但后期同类因素造成氧含量逐渐下降,一直维持到现代约21%的氧含量范围!担任对于人体来说,高含氧量的环境并不是适合我们生活,短时期内可能会因氧含量增加提高工作效率,但长期则会醉氧或者氧中毒,因此即使我们回到石炭纪,也必须要带面罩,将氧含量降低到我们可以长期适应的条件才能正常工作!


星辰大海路上的种花家


唯一原因:森林覆盖率高,空气含氧量高,血液含氧量高,动物的心脏可以承受庞大躯体的供血。所有动物的体型和心脏承受能力是成正比的!


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