漫画英雄引发了关于昆虫为什么不能长到人类大小的热烈讨论。
亚利桑那大学的昆虫生理学家乔恩·哈里森说,简短的答案是,尽管关于昆虫和其他节肢动物为什么不长大有几种假说,但研究人员并没有完全理解它们。第一种假设是昆虫的外壳可能不够坚固,无法使它们长得更大。哈里森在训练中了解到这一理论是既成事实,但几乎没有证据支持这一想法的存在。他说,关于这个问题的唯一研究发现,较大的节肢动物没有较厚的外壳,但没有直接证据证明这个问题。
很好吃。由于外壳坚硬,昆虫长大后需要蜕皮、脱去旧壳并长出新壳。科学家已经证明,这种脆弱的时间会产生一个大小上限,尤其是那些没有保护壳的较大动物将为捕食者提供更具吸引力的食物。哈里森说:“你越大,就越容易受到攻击。”
一个相关的理论表明,无论你是否蜕皮,都会让你成为更有吸引力的一餐。一项研究发现,古代苍蝇的体型随着鸟类的进化而缩小,这表明较小的生物可以更好地躲避饥饿的捕食者并传递它们的基因。
另一种可能是昆虫具有开放的循环系统,血液和体液与血管没有直接关系。这使得它在巨大的身体中传输血液更加困难,因为血液循环会受到重力的影响。
缺氧可能是大多数似是而非的假说的结果,也是哈里森广泛研究的假说。昆虫通过一个叫做气管的小管“呼吸”,气管被动地将大气中的氧气传输到身体细胞。该理论认为,一旦昆虫达到一定的尺寸,它将需要比气管中流动的氧气更多的氧气。
这一理论是基于大约3亿年前的事实,即许多昆虫的身体比今天大得多。例如,蜻蜓有鹰的大小,蚂蚁有蜂鸟的大小。当时大气中的氧气含量约为35%,而现在是21%。
哈里森的研究表明,如果你在低氧条件下培养,几乎所有的昆虫都会变小,而当你提供更多的氧气时,许多昆虫会变大。他说:“如果提供更多的氧气,一些物种的体型在这一代可以超过20%。”科学家们并不完全理解为什么昆虫不能更大或更宽。哈里森说问题比答案多。他说:“蚂蚁和人类一样大。我不想说这不可能发生。”