兔斯基聊科学

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

这条体型硕大的蜈蚣是在3亿年前石炭纪时期出现的巨型节肢动物。那么，石炭纪是什么东西？节肢动物又是怎样的呢？

石炭纪，是距今约3.59亿至2.99亿年前。它分成两个时期，早石炭纪（约3.59亿年前 - 3.23亿年前），晚石炭纪（约3.23亿年前 - 2.99亿年前），中间持续了6000万年。石炭纪时期温暖、湿润，陆地面积不断增加，森林面积不断扩大，沼泽星罗棋布。由于煤炭主要是在石炭纪形成的，石炭纪也因此而得名。

节肢动物，即节肢动物门下所属的动物，是动物界中所属物种最多、分布最广、数量最大的一个门类，包括我们熟知的虾、蟹、蚊、蝇、蝴蝶、蜘蛛、蜈蚣及已经灭绝的三叶虫都属于节肢动物。节肢动物的主要特证：

1、 身体左右对称。

2、 身体可分为头、胸、腹3节，但也可能头部和胸部合为头胸部，或者胸部和腹部合为躯干部。

3、 附肢分节。这是节肢动物名称由来的原因。

4、 身体表面有几丁质组成的外骨骼，用于保护身体。但外骨骼一旦分泌完成后便不能继续扩大，所以它们成长必须经历蜕壳的阶段，通俗讲就是将旧的外壳脱掉换上新的外壳。

5、 强劲有力的骨骼肌。节肢动物以外的无脊椎动物的肌肉都是平滑肌，平滑肌收缩速度慢，要几秒钟才能动一下（比如我们的内脏），而节肢动物的肌肉是骨骼肌，一秒能动好几下（比如我们的四肢）。所以当它们的肌肉迅速而有力的收缩时，会牵动外骨骼，从而产生快速反应的能力。

节肢动物门下可分5个亚门：三叶虫亚门、螯肢亚门（蜘蛛、蝎子）、甲壳亚门（虾、蟹）、六足亚门（昆虫）、多足亚门（蜈蚣、马陆）。

上面所说的巨型蜈蚣，其实是节胸蜈蚣，是史前倍足纲动物。它们跟蜈蚣的亲缘关系可以说是非常疏远，因为蜈蚣属于节肢动物门—多足亚门—唇足纲，而节胸蜈蚣属于节肢动物门—多足亚门—倍足纲。所以，节胸蜈蚣跟马陆的亲缘关系及比较近。节胸属动物的体型范围在0.3米至2.3米间，宽度则可达50厘米。它们生存于距今3亿4000万至2亿8000万年前的石炭纪晚期，分布在北美洲及苏格兰，是已知陆地上最大型的无脊椎动物。在节胸蜈蚣的肠道内残留物和粪便的化石标本中曾发现蕨类孢子和石松门植物的残骸，科学家普遍认为它是植食性的。

昆虫登陆可以追溯至约4亿年前的泥盆纪早期，然而这些节肢动物为什么会在石炭纪时期进化得如此之大呢？原因可能和当时的大气中氧气含量异常丰富有关。

在距今4.1亿年的志留纪晚期，陆生植物中的裸蕨植物首次出现在陆地上，植物终于从水中开始向陆地发展，这是生物演化非常重大的一次事件。同时伴随陆生植物的发展，还出现了最早的昆虫和蛛形类节肢动物。尽管蕨类和昆虫都已经可以在陆地上的生活，但是始终是有些水土不服，未能完全适应。时间进入到泥盆纪，裸蕨类植物和早期登陆的节肢动物还在适应着，然而它们坚信坚持才能看到希望，坚持才可能获得胜利。就在它们努力着寻找出路的时候，陆地上第一次的生物辐射适应事件出现了，就这样悄然无声之间生物遍布了陆地和淡水的大部分区域。正是由于这一次的生物辐射事件，使动物开始真正适应了陆地的发展。随着植物的疯狂生长，它们不断形成超大规模的蕨类森林，为陆地上的动物提供了极其理想的生存环境，同时因为森林遍布而使氧气的含量不断的上升，在石炭纪时，氧气含量更是达到了地球史上最高，占大气总含量的35%。

节肢动物在登陆前由于在海里生活，它们用鳃呼吸，然而在它们登陆以后为了适应陆地的生活，必须要改变自己的呼吸系统。它们把本来从水中摄取溶解氧的鳃封闭起来并逐渐形成可以呼吸空气的肺，这样它们就进化出适应陆地生活的呼吸系统。但是这样的呼吸系统并不能满足它们，为了更好的获得氧气，它们演化出气管，这个微小的气管遍布全身，而在身体两侧形成一排细小的气孔用于气体的交换，氧气直接从气孔进入，经气管输送到全身各组织，并排出二氧化碳，这样无需经过循环系统，大大提升了呼吸的效率。在节肢动物刚登陆的时候，大气的含氧量大概是15%左右，当它们在低氧的环境下进化出相对高效的呼吸系统后，地球大气的含氧量突然一下子飙升起来。

相对高效的呼吸系统在大气含氧量不断增多的环境下，让昆虫维持较大的体型的可能成为了可能。然而昆虫成长为巨型昆虫，除了含氧量异常丰富以外，我认为还有一个比较重要的条件就是，体型越大就越能获得更多的生存空间。

在泥盆纪的生物辐射事件发生以后，生物的数量开始增多，因为生存环境缺少竞争者，它们的数量疯狂的增长。但是到了石炭纪时代，竞争渐趋激烈，体型大才有利于抵抗捕食者的攻击和捕食，而体型小的昆虫比体型大的昆虫更容易被捕食掉，体型大的昆虫找体型大的昆虫交配的成功率也比较高，于是体型大的基因一代代的遗传下来并不断的强化，而这一切在背后默默支撑它们巨型身躯的就是异常丰富的氧气。因为体型越大需要的氧气就越多，但是巨型昆虫们的呼吸系统相对来说并不高效，要维持身体庞大的消耗，必须要有大量的氧气来提供能量。

巨型昆虫的时代落幕

石炭纪的巨型昆虫之所以能够生长到这么大的一个分量，是跟石炭纪的环境密不可分的。然而一旦环境发生改变，它们也必将遭遇灭顶之灾。而在石炭纪的末期就发生了一个导致石炭纪生态环境的重要事件——石炭纪雨林崩溃事件。

在距今约3.05亿年前的石炭纪末期，发生了一个小型的灭绝事件，该事件改变了覆盖欧洲和美洲赤道地区的广阔的煤炭森林，并可能导致森林分裂、动植物物种变矮变小，以及不久之后的物种灭绝，其中包括受影响最深的昆虫、两栖类和爬行类。

在雨林崩溃事件前，即在宾夕法尼亚纪中后期，曾发生过一次短暂而激烈的冰河时期，气候有温暖潮湿变得非常冷非常干燥，海平面因此下降率100米左右，冰川覆盖了冈瓦纳大陆南部的大部分地区。而寒冷干燥的气候环境不利于动植物的生长。雨林不断缩小，并只能限制在潮湿的地方，土地大量荒漠化，大气含氧量由此急剧下降到15%左右，于是节胸、巨脉蜻蜓等巨型昆虫也逐渐走向了衰落。

进入二叠纪以后，大量比较耐旱的裸子植物取代了原来的蕨类植物，同时爬行动物中演化出植食性的爬行类物种，由于受到植食性动物的控制，植物再无法疯狂生长，大气中的含氧量也就稳定下来，而此时相对较低的含氧量也不足以为巨型昆虫提供足够的氧气，巨型昆虫也就无法维持庞大的身体。另外，爬行动物中的杂食性爬行类的出现，为巨型昆虫带来了致命的打击，因为巨大的身躯并不能抵挡杂食性爬行动物的攻击，相反，巨大的体型更容易让自己成为了爬行动物的捕食目标。

于是，巨型昆虫的时代在多方的压力下最终落下了帷幕，并从此没有再次登台的机会。

趁月行

作为五毒之首的蜈蚣一般长度也就在10厘米左右，即便是这样看上去也会让人浑身起鸡皮疙瘩。世界上最大的蜈蚣是加拉帕格斯巨人蜈蚣，体长可达30厘米！然而加拉帕格斯巨人蜈蚣和地球历史上的石炭纪额蜈蚣比起来可就差远了。石炭纪的蜈蚣竟然长到了近3米长。真是太可怕了。

图示：加拉帕格斯巨人蜈蚣

地球的石炭纪是一个什么样的地质时期呢？蜈蚣为何能够长到接近3米？石炭纪是距今3.55亿年前到2.95亿年前的一个地质时期。石炭纪是植物生长非常繁盛的时期，因此造成了空气中的氧气含量剧增，达到了35%的浓度，比现在高了14个百分点。

石炭纪高浓度的氧气含量让那时候的节肢动物的身体得到了充分的发展，体型长到了惊人的地步。不但是蜈蚣长到了吓人的3米长，还有人头大小的巨型蜘蛛，翼展将近1米的巨脉蜻蜓，体长达80厘米的蝎子……总之一切昆虫因为空气中含氧量的升高，体型都变得非常大。因此石炭纪又被称为“巨虫时代”。

图示：石炭纪巨型蜈蚣

可以想象，如果这些巨型节肢动物出现在今天是有多么的可怕。不过在石炭纪末期，一场惨烈的大火结束了巨虫时代。由于几千万年来茂盛的植物产生了大量的煤炭埋藏在了森林地下。可能是火山活动点燃了地下的煤层，让石炭纪时期的森林变成了一片火海，当时极高的氧气含量又助长了火势。大火一直燃烧了几十年，高温，毒气和燃烧的煤炭造成了地球上46%的物种灭绝了，这就是石炭纪燃煤事件。

图示：石炭纪巨脉蜻蜓

石炭纪极高的氧气含量造就了巨虫时代，高浓度的氧气含量又让石炭纪的大火灭绝了这些巨型节肢动物。真是“成也氧气、败也氧气”从此地球上再也没有出现过如此巨大的巨型蜈蚣。

兔斯基聊科学

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

你知道“石炭纪”是哪个地质时期吗？你知道“石炭纪”这个名称是怎么来的吗？

石炭纪是指距今大约3.5亿年前的地质时期，那时候由于气候相对温暖潮湿，氧含量丰富，出现了植物大爆发的年代，地球被一片片茂密的森林所覆盖，如果那时候能从宇宙中对着地球来一次全景拍摄，拍出来的效果恐怕比现在的地球漂亮的多。

石炭纪一共持续了大约6500万年，如此漫长的时期内大量植物的枯枝烂叶在地下掩埋，经过发酵与压力作用，最终形成了如今的煤炭。据统计，如今开采出的煤炭大约有50%以上都是形成于这段时期，这就是为什么地质学家将大约3.5亿年前的那段时期称为“石炭纪”的原因。

看到这里，是不是觉得地质学家对地质时期的命名是不是很随意呢？其实地质学本就没有那么枯燥！

“石炭纪”又被称为“巨虫时代”

上面我们提到，由于氧气含量的增加，石炭纪迎来了植物大爆发的年代。其实，相对于漫天遍地的绿色植物，形体巨大的昆虫显得更能赚取人们好奇的眼球！

据统计，石炭纪期间出现了上千种巨型节肢动物，比较有名的有：长达5英尺的千足虫、吊兰大小的蜘蛛，还有超大的蜉蝣昆虫等，在这些节肢动物中，巨型蜻蜓被科学工作者研究的最多，据悉，这些蜻蜓和今天的蜻蜓一样有巨大的复眼以及两对透明翅膀，但身体大小可是天差地别，它们的翼展可以达到1米，是地球上有史以来最大的昆虫，放到今天也有资格成为空中霸主了！

正因为在恐龙时代到来之前，数量庞大的巨型节肢动物统治了当时的地球，所以石炭纪又被称为“巨虫时代”！

怎么样，想象一下，现在随便就能被你踩在脚下的小昆虫们曾经有如此辉煌的过去，够惊喜吧！

形成“巨虫时代”的原因分析

那么，为什么石炭纪里的昆虫如此之巨大，而如今的昆虫如此渺小呢？地质学家将其归根于大气中含氧量的变化。要知道，在石炭纪时期，大气中氧气浓度达到了35%作用，远大于如今的21%。

那么，为什么氧含量高会导致昆虫体型变大呢？快来看看专家的解释吧

科学家为弄清楚氧气含量升高是否是节肢动物体型巨型化的直接原因，便对现代蜻蜓及远古蜻蜓进行了对比研究。

研究发现，昆虫不同于哺乳动物，它们是通过遍布外表皮的气孔来呼吸的，而这些气孔又连接到体内的气管，最终通过气管把氧气输送到全身各器官。所以说，那些遍布全身的气孔的大小和数量决定了能够吸收氧气的多少。

无论是昆虫还是哺乳动物在运动时都需要耗费很大能量，都需要通过吸收氧气来促进体内血糖的供应。而当环境中的氧气含量更高时，这些昆虫通过增加外表体积的方式，可使得气孔数量更多，能够吸收更多的氧气，进而获得进化上的足够优势。

此外，对海洋中的无脊椎动物的研究也发现，在更冷和氧气含量更高的水体中，那里的生物体积也更大，这从另一角度证实了氧气含量对动物体型的重要作用。

科学驿站

蜈蚣又称百足虫，现在人们看到的蜈蚣通常只有9～17cm。然而在3.55亿年前～2.95亿年前的石炭纪时代，蜈蚣长达3米，就像一架楼梯;蜘蛛有人头那么大;蜻蜓大得像老鹰…

为什么石炭纪会出现身长3米的巨型蜈蚣？

石炭纪时代又称“巨虫时代”，处于古生代第五纪。3.55亿年～2.95亿年前的石炭纪正处于造山时期，北方古大陆温暖潮湿，南方冈瓦那大陆冰川覆盖。北方陆地扩张，气温适宜，森林植被大面积增加，氧气含量剧增，为生物的繁衍进化提供了充足的条件。这时脊椎动物达到了空前绝后的进化飞跃，逐渐从水生动物进化为两栖动物或陆生动物。水生动物多数是体型庞大，最经典是北美宾夕法尼亚的林蜥;还有当时的蜻蜓两翅可达74cm，就像一架小型直升机;还有3米长的巨型蜈蚣…

综上所述，石炭纪会出现3米长蜈蚣等巨型动物个人认为大致有以下两大原因：

1. 石炭纪的造山运动让植物面积得以迅速扩张，由于光合作用，向大气层释放大量氧气。据资料记载，当时的氧气含量高达45%，地球大气层将近一半是氧气了，简直是个天然大氧吧。此时动物们是最快乐的，它们凭借丰足的氧气毫无拘束的生长着，进化着，跳跃着…最后出现了3米长的巨型蜈蚣，人头大的蜘蛛，老鹰一样的蜻蜓…那些可怕的巨型昆虫和爬行动物;
2. 石炭纪时代是水生动物向两栖动物进化的转换期，它们仍然保留着水生动物的庞大体型。典型的蜻蜓就有明显的转换特征，蜈蚣就具有喜潮湿与空气流通的环境中生活。

由于大面积的森林形成了足够的煤炭，一旦发生自燃现象就会快速变成火海，最后导致石炭纪的生物大量灭绝。为以后的霸主恐龙腾出了空间。

弄潮科学

恐龙出现之前，巨型昆虫统治着世界。

当你抱怨喂蚊子咬时，要感谢今天的昆虫比它们的史前祖先小得多。

亿万年前的石炭纪，巨型昆虫和节肢动物在地球上很常见。尤其是巨型蜻蜓和三米长的蜈蚣尤为出名。

虽然今天有100多万种昆虫，但真正的巨型昆虫已经不存在了。它们为什么消失了？

有两个主要原因。最重要的是气候环境已经改变了。那些巨型昆虫和节肢动物出现时，地球的空气温暖潮湿，并且含有更多的氧气。在石炭纪和二叠纪，地球空气中含有31-35%的氧气，相比之下，今天空气中只有21%的氧气。

氧气水平对昆虫和节肢动物尤其重要，因为它们没有肺。相反，它们依靠空气流过身体上一系列叫做气孔直接连接到需要氧气的组织。

巨型昆虫和节肢动物消失还有另一个原因。随着古代恐龙进化出飞行能力，最终成为鸟类，它们通过捕食和竞争来限制昆虫的大小。

已知最早的鸟始祖鸟大约在1 . 5亿年前出现。鸟类比巨型昆虫更快更敏捷，鸟类限制了昆虫的体型发展，昆虫通过进化出更小的体型躲避鸟类的捕食。昆虫大小的变化是渐进的。这种逐渐的变化与当时鸟类的逐渐进化非常吻合。

军机处留级大学士

何止是三米长的蜈蚣，人头大的蜘蛛、三米长的马陆、一米宽的蜻蜓……都生活在两亿八千六百万至三亿六千万年前的石炭纪！

石炭纪时陆地的面积大幅度增大，陆生动物也拥有了一次空前发展的机会，脊椎动物演化史出现一次飞跃，从此摆脱了对水的依赖。生活在陆上的昆虫，如蟑螂类和蜻蜓类，是石炭纪突然崛起的一类陆生动物，它们的出现与当时茂盛森林密切相关。
石炭纪还有一个别称，叫做“巨虫时代”，

中突蛛亚目的巨型蜘蛛，有人头般大小！它住在自己的洞穴里，用蜘蛛丝探测外面的动静。

多足纲的巨型马陆，有大约3米长，身披坚硬的盔甲，长有锋利的大颚，是有史以来最大的陆地节肢动物！

还有有史以来最大的昆虫——巨型蜻蜓，它们单单翼展就有1米长！
这些动物真的是和传说中的妖魔一样啊，要是人类和它们生活在一个时代，不知道是不是还能创造出灿烂的文明。如果没有一些了解的人真的难以想象，那些平常我们随手可灭的虫子的老祖宗，竟然是那样的庞大！

悦宠喵大侠

巨型生物

为什么石炭纪会出现身长接近3米的巨型蜈蚣这些巨型生物？其实不止石炭纪，其他纪的动物也非常巨大，如寒武纪的奇虾可以长到10米、泥盆纪的邓氏鱼可以长到8-10米、侏罗纪和白垩纪的恐龙更是长到几十米。

动物由矮小到巨型的进化影响因素非常多，如环境、问题、空气含氧量、物种间的竞争关系等等。根据柯普法则，生物总是朝着体积越来越大的方向进化。体积较大的物种确实比体积小的物种有更强的生存能力。

石炭纪时间的环境

我们从温度和空气含氧量方面来讨论。

在石炭纪时期，气候温暖、湿润，沼泽遍布，蕨类植物崛起，出现大片大片的蕨类植物森林。海洋生物往陆地进一步进化，陆地生物越来越丰富。为了生存和食物，物种多了生存压力就会激增。在几亿年前，体型巨大就代表了竞争优势，体型越大的物种在生物竞争中越容易存活下来，除非遇到自然因素(火山爆发、小行星撞击地球、冰河时期等等)。

泥炭纪时间空气含氧量高达34%，远高于现在的21%。我们知道，地球上陆地动物和鸟类大部分靠肺呼吸的，通过肺呼吸空气中的氧气。空气含氧量高，呼吸起来更容易，就越有活力，新陈代谢速度就更高，生长发育就更快。大家去爬山、去高原，像有些人会有高原反应一样，就是因为氧气稀薄。

喵感数据

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。

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