石炭纪为什么会出现巨型蜻蜓和巨型蜈蚣,那时的昆虫体型为什么都很大?

由网友 佰思不解 提供的答案：

石炭纪是地球历史上一个非常特殊的时期,它距今大约3.5亿年到3亿年前,是古生代的第五个纪元。在这个时期,地球上出现了大量的煤炭资源,也出现了许多奇特的生物,其中最令人惊讶的就是巨型昆虫。😲

在石炭纪,昆虫的体型比现在大得多,有些甚至达到了数米长。例如,巨脉蜻蜓（Meganeura）的翼展可以达到75厘米,相当于一只喜鹊的大小；节胸马陆（Arthropleura）的体长可以达到2.6米,相当于两张写字台那么大；普莫诺蝎（Pulmonoscorpius）的体长可以达到70厘米,相当于一只小狗那么大。👀

那么,为什么石炭纪的昆虫能长得那么大呢？这背后有什么原因呢？让我们一起来探索一下吧。😉

石炭纪的富氧环境

要解释石炭纪昆虫的巨型化,首先要了解的是当时的气候和环境。据估算,石炭纪时期,大气中的含氧量达到了空前绝后的30%以上,而今天只有21%。这是因为石炭纪时期,陆地上生长了大量的植物,尤其是蕨类植物和石松类植物,它们通过光合作用释放出了大量的氧气。🌿🌲

这样富氧的环境对于昆虫来说是非常有利的,因为昆虫没有复杂的肺或鳃来呼吸,而是靠体表上的微小气孔或者内部分支的气管来吸收氧气。在含氧量高的情况下,昆虫可以更容易地获取足够的氧气来支持自己的新陈代谢和活动。😊

石炭纪的无敌地位

除了富氧的环境外,石炭纪的昆虫还有一个重要的优势,那就是它们在陆地上几乎没有竞争对手和天敌。👍

在石炭纪之前,陆地上的生物非常稀少,主要是一些原始的植物和真菌。而在石炭纪之后,陆地上出现了许多新的生物类群,如裸子植物、蜜蜂、蝴蝶、甲虫、翼龙、鸟类、蝙蝠等,它们与昆虫形成了激烈的竞争和捕食关系。😱

但在石炭纪,昆虫几乎是陆地上唯一的动物类群,它们可以自由地占领各种生态位,享受着丰富的食物和资源。它们不用担心被其他动物吃掉或者抢走领地,只要适应环境的变化,就可以安心地生长和繁殖。😁

石炭纪的巨型化进化

在这样一个有利的环境中,昆虫开始了一场巨型化的进化之旅。巨型化对于昆虫来说有很多好处,比如可以增加体温稳定性、提高运动能力、抵抗寄生虫和病原体、增强防御能力等。😎

不过,并不是所有的昆虫都变得巨大,而是根据自己的生活习性和适应方式来选择合适的体型。例如,巨脉蜻蜓通过增大体型来提高飞行速度和捕食能力,成为天空中的王者；节胸马陆通过增大体型来减少相对于体表面积的氧气摄入量,避免氧中毒；而蟑螂则通过关闭部分气孔来保护自己,不需要长得太大。👏

石炭纪的灭绝危机

可惜好景不长,到了石炭纪末期,全球出现了一次冰河期,气温剧降,空气变得干燥,大片陆地又重新荒芜,大气中的含氧量也随之降低。这对于巨型昆虫来说是一个致命的打击。😭

由于体型过大,巨型昆虫无法快速适应环境的变化,它们呼吸困难、活动迟缓、食物匮乏、抵抗力下降……最终导致了它们的灭绝。而那些体型较小、适应性较强的昆虫则有更好的生存机会。😥

此后的地球再没有过这么充沛的氧气,也再没有出现过这么大的昆虫。而我们的脊椎动物祖先却凭借发达的肺和羊膜卵,在陆地上崛起并称霸了生态系统。😮

石炭纪的昆虫是地球历史上一个奇妙的篇章,它们展示了生命的多样性和适应性,也给我们留下了许多有趣的问题。例如,如果石炭纪没有发生冰河期,巨型昆虫会不会继续进化？它们会不会与后来出现的脊椎动物发生冲突？它们会不会影响人类的出现和发展？🤔

这些问题可能永远没有答案,但我们可以通过科学的方法和想象的力量,来探索这些可能性。也许有一天,我们能够用先进的技术,来重现石炭纪的景象,或者与巨型昆虫进行交流。那将是多么令人兴奋和震撼的一幕啊！😍

你对石炭纪的昆虫有什么看法呢？你想不想亲眼见到它们呢？你还想知道什么关于它们的事情呢？欢迎和我分享你的想法和感受。😊

由网友 大聪明观天下 提供的答案：

石炭纪号称"巨虫时代",氧含量升高是造成这一现象的核心原因。

所谓石炭纪,太高处于28400万—36000万年之前,前后大约延续了6500万年左右的时间。前接泥盆纪,后续二叠纪。

石炭纪的一个显著特点就是陆地面积不断增加,气候非常的温暖,空气非常的湿润。由于植物的大规划演化发展,惊人的蕨类森林直接导致了地球含氧量的持续提升,因此陆地生物也得到了史无前例的发展,也正是由于含氧量及气候环境的改变,也直接导致了各种大型昆虫的诞生。

石炭纪时期的地球含氧量很可能达到了35%左右的水平,是要明显高于目前地球21%左右的水平的,当然氧含量也不能无限的高,一旦再高,生物可能就会出现氧中毒的情况。

石炭纪的各类代表性巨型生物。

巨型蜘蛛：大小比人的头部还要大,拥有自己的洞穴,通过蛛丝探索外界及捕猎其它生物。

巨型马陆：长度达到了惊人的3米之多,身体外部有着厚厚的盔甲保护,是地球历史上最大的节肢类动物。

巨型蜻蜓：石炭纪的蜻蜓与今天的蜻蜓是有着巨大的差异的,那个时期的蜻蜓翼展超过1米多,比现在的很多大型鸟类都要大。

总结：

归根结底,石炭纪之所以有大量的巨型昆虫,主要得益于氧含量的升高,另外植被的茂盛也为这些昆虫提供了很好的庇护所及食物来源。因此在地球历史上只有这个时期的昆虫体积非常巨大,后期伴随着地球整体气候及氧含量的变化,各类昆虫也开始逐步向小型化演化了。

以上个人意见仅供参考。

由网友 江氏小盗龙 提供的答案：

石炭纪被称为巨虫时代,因为当时出现了许多巨大的虫子。

图注：石炭纪雨林中的巨型节肢动物们,图片来自网络

巨型蜻蜓学名巨脉蜻蜓（Meganeura monyi）,翼展可达70厘米,和今天孩子们玩得滑翔机模型差不多大。巨脉蜻蜓可是飞行的食肉动物,它不但会捕食其他虫子,而且能够捕食

图注：巨脉蜻蜓,B是与人类的体型对比,图片来自网络

巨型蜈蚣学名节胸（Arthropleura）,体长近3米,其背上覆盖着一片片的盔甲,盔甲下面有好多好多的腿。节胸曾经被认为是像蜈蚣一样恐怖的食肉动物,但是最近的研究却倾向于它是一种以植物为主食的动物。

图注：巨脉与人类的体型对比,图片来自网络

石炭纪的地球上不仅有巨脉蜻蜓和节胸这样的大家伙,当时的蝎子、蜘蛛同样比今天的同类大得多,那么为什么那个时候包括昆虫在内的节肢动物长得那么大呢？原因就在于大气中丰富的含氧量。

图注：石炭纪的巨型节肢动物们,图片来自网络

石炭纪属于典型的富氧时代,当时空气的含氧量达到了35%！比今天21%的含氧量高得多。较高的含氧量会对以肺呼吸的脊椎动物（爬行类、鸟类和哺乳类）带来氧中毒等损害,但是对于节肢动物就完全不一样啦。节肢动物的呼吸方式与脊椎动物不同,是靠身体表面的气管直接呼吸,所以体积越大,需要的要求就会成倍增加,这也是为什么今天的昆虫往往长不大的原因。

图注：石炭纪的氧气来自于繁茂的雨林,图片来自网络

图注：地球大气含氧量的变化曲线图,在距今3亿年前的石炭纪达到了峰值,图片来自网络

图注：石炭纪雨林中的巨型节肢动物们,近处是刚刚出现的小型爬行动物,图片来自网络

正是得益于石炭纪大气中丰富的含氧量,昆虫在内的节肢动物才能获得巨大的体型,石炭纪因此也被成为"巨虫时代"。

图片来自网络,侵删

由网友 路平说 提供的答案：

石炭纪时期出现过非常多的巨型昆虫,除了巨脉蜻蜓外,还有千足虫和巨大的蝎子,因此石炭纪又被称为"巨虫时代"。

其中一种名为"巨脉蜻蜓"的昆虫,体型不仅达到了0.95米,还成为了当时的天空霸主,要知道在现在,蜻蜓别说成为天空霸主了,就连体型都缩小了很多。

那么,为什么石炭纪会出现近1米的巨型蜻蜓呢？（这里补充一下,出现巨型蜻蜓的原因和出现巨型蜈蚣的原因是类似的,因此,这里就以"蜻蜓"为主角来讲述。）

独特的环境

之所以会出现巨虫时代,其实和生活的环境离不开关系。

我们知道,最早的生命起源于海底,因此石炭纪时期的昆虫的最早祖先也是来源于海底,后来伴随着大气层的形成,能够隔绝大部分紫外线和太阳风,早期的生命才从海洋来到陆地。

而海洋的生物基本上都是用腮呼吸的,因此这些海洋生物演化成昆虫后,并没有使用肺呼吸因为它们并没有肺,所以是通过骨骼,形成一个个微小的气管,通过气管把氧气注入其中。

现在的蜻蜓依然使用气管呼吸。

在石炭纪时期,由于植物众多,因此空气中的氧含量达到了历史以来最高峰35%,而我们现在生活的地球,氧气含量只有21%。

在这种呼吸的帮助下,以及空气中丰富的氧含量,让这些生物有条件朝着体型更大的方向发展。

躲避天敌和捕食

之所以没有说氧气和蜻蜓的呼吸器官,是巨脉蜻蜓体型巨大的原因,是因为演化是没有目的的,虽然这样的条件可以使他们的体型更大,但生物也不一定会朝着这个方向发展。

但是环境是会淘汰一批不适应环境的演化方向,这个环境很大程度时捕食与被捕食的关系。

巨脉蜻蜓是石炭纪时期的天空霸主,以小型昆虫以及微型两栖动物为食,处于当时的食物链顶端,地位类似于现在的老鹰。

但是,自从生命诞生的那一刻起,生命就遵循着"大鱼吃小鱼,小鱼吃虾米"的规律,但是生存是生物的本能,为了让自己的生命延续下去,每个生物都演化出了自身的应对策略。

• 有些生物努力让自己变得有毒,避免天敌打自己主意。
• 有些生物通过和种群一起生活,避免落单时被天敌吃掉。
• 而有些生物,则是通过让自己变得更大,从而避免别的生物吃掉。而且,变得更大还能方便自己捕食,让自己的生命延续下来。

生命的演化不会遵循着一个方向,每个生物在生存竞争时都有自己的应对策略,而巨脉蜻蜓则是通过让自己变得更大,从而称为石炭纪的天空霸主。

（这里补充一点,只是为了方便理解如此阐述,实际上,生物并不能自发地选择自己的演化方向,而是自然选择的,一般演化过程中会出现很多突变型,只有那些利于活下来的会被选择。）

此处科普一下：巨脉蜻蜓的祖先肯定不能控制自己的后代变大,是那些在演化时没有变大的巨脉蜻蜓无法捕食猎物,以及被别的昆虫所吃,也就是说那些体型没有变大的巨脉蜻蜓是被自然淘汰掉了。

久而久之体型变大的巨脉蜻蜓适应了环境,被保留了下来,因此巨脉蜻蜓后来才演化成体型巨大的样子。

食物众多

一个完整的食物链,应该包含：分解者,生产者,消费者。

在石炭纪时期,森林密布,食草昆虫众多,也就是生产者众多。而此时的地球上还没有演化出更高级的消费者。

比如：此时的爬行动物体型过小,且是昆虫的食物。也就是说巨脉蜻蜓不仅食物众多,而且没有天敌。

这样的环境简直是虫族的乐园,因此,虫族在这个时期崛起了。

假如我们能够穿越时空,捕获几只巨脉蜻蜓带回现在放生,不考虑环境是否能存活,仅仅是天敌这一项,就足以使巨脉蜻蜓灭绝。

也就是说,巨脉蜻蜓之所以能够统治石炭纪时期的天空,是因为更高级的消费者还没有出现。从侧面也说明：时势造英雄。

总结

1：石炭纪时期的氧气含量较高,达到了历史巅峰35%,而且巨脉蜻蜓是依靠外壳上的气管呼吸,因此这样的条件适宜巨脉蜻蜓生存。

2：为了躲避天敌和更好的捕食,不同种类的生命演化出了不同的应对环境的方法,而巨脉蜻蜓种群是通过变大来躲避天敌,和捕食猎物。

3：在石炭纪时期,更高级的食肉动物还没出现,因此巨脉蜻蜓的天敌还没有出现,而且当时地球上巨脉蜻蜓的食物众多,因此巨脉蜻蜓在石炭纪时期,不仅成功的生存了下来,还成为了石炭纪时期的天空霸主。

由网友 来看世界呀 提供的答案：

石炭纪地球大气氧含量达到了35%,氧气含量高说明植物茂盛,对动物来说就有足够的食物,环境有比较适宜生长,加上生存竞争等因素,使得昆虫的体型也不断增加。

自然界的能量流动是从植物开始的,植物固定大气中的氮和碳,从阳光采集能量,合成有机物,成为自然界第一层能量级,氧气多说明植食性动物的食物充足,食物充足带来的是可供养的某种生物数量的庞大,而进化是以种群为单位的,种群大就会产生更多的变异,在生存竞争中,体型大的生物占有一定的优势。另一方面,昆虫和脊椎动物的呼吸系统不一样,它们是用位于腹部气门气管的开闭式呼吸,空气中氧浓度越高越有利于它们的呼吸,支持更大的体型。

在生存竞争和环境的不断变化中,昆虫的体型逐渐增加。但对于昆虫来说,体型大既是优势也是劣势,体型大固然可以躲避一些小型动物的袭击,对于同时代的恐龙等生物来说,它们也不过是开胃点心,并且像蜻蜓那样翅膀结构,支撑庞大身躯的飞行是不利的。在距今1.5亿年的白垩纪也有过大气氧含量突然增加的状况,但是昆虫的体型却缩小,那时候已经出现了一些会飞的大型脊椎动物,加上后来鸟类的出现,昆虫的天敌多了,体型大了太扎眼,生存竞争又使它们的体型下降。

生物的体型是多重因素作用的结果,最基本的就是基因突变,现有相关基因体型才能增大,但环境因素、生存竞争又可能使生物的体型成为不利于生存的因素,多种因素作用下,生物体型不断变化。

由网友 猫先生内涵科普 提供的答案：

石碳纪为什么出现大型的昆虫？猫先生先给答案吧,是当时大气的成分中含氧量造成的。

石碳纪的大气成分和现代的大气成分有很大的不同,根据地质分析,其含氧量比现代的21%要高得多！一般认为达到了26%,有的分析甚至提出了30%的推测。如此高的含氧量,对于昆虫这种身体外骨骼构造的生物而言,可以大大提升本身的代谢率,也就是有了更大的体型可能的成长空间。

其次,当时古大陆仍未发生分离,按照地理环境而言,澳洲和美洲大陆都没有从亚洲大陆分离,是一块比现代大得多的完整大陆。按照孤单效应,生物也可以更大的体型生长。

但随着气候以及大气成分的改变,和陆上植物逐步被被子植物更替。昆虫自身代谢率的限制,重新使得小体型的生物更容易适应和生存下来。也就逐步演化为现代昆虫的体型了。

一句话,进化就是一个搭积木的过程,而不是一场焰火表演。可能性最终形成现代最合理的选择。

我是猫先生,感谢阅读。

由网友 安心爸爸也是妈 提供的答案：

谢邀。

石炭纪被称为"巨虫时代",是生物史上昆虫体型最大的一个时期。其实,在生物的进化史上,早在奥陶纪就有了体型比较大的生物,比如身长3.6米的板足鲎（hou）以及身长6米的直壳鹦鹉螺等等,包括石炭纪以后的侏罗纪的恐龙以及白垩纪之后的大型哺乳动物,比如剑齿虎、拟狮等等。所以说,在生物的进化史上,几乎每个时期都有大型的生物。那么,为什么在石炭纪会出现大型的昆虫呢？我们一起来探讨一下这个问题。

（奥陶纪的大型节肢动物-板足鲎）

石炭纪

石炭纪是古生代的第五个纪,大约开始于距今3.5亿年到2.9亿年前,总持续时间约为六千万年左右。关于纪的划分,实际上是根据不同时期的地质特点来决定的,比如白垩纪就是因为地质中有大量的白垩黏土而得名,而石炭纪则是因为地质中有大量的煤炭而得名。

石炭纪是陆地生物空前发展的时期,频繁的地壳运动使得陆地面积逐渐增大,温暖湿润的环境使得陆地上的植被格外的茂盛,这两个条件使得陆地生物具备了发展的首要因素。

从已发现的石炭纪时期的地质层中,科学家们发现了大量的蕨类植物化石,由此推断,整个石炭纪除了是陆地生物空前发展的时期外,也是蕨类植物最繁荣的时期。

巨虫时代

石炭纪被称为"巨虫时代"。大量的陆地和植被为昆虫的发展提供了先决条件,有了大量的植物就证明这些昆虫有足够的食物。而且由于石炭纪蕨类植物茂盛,而且几乎覆盖了整个陆地,所以在光合作用下,这些蕨类植物释放了吸收了二氧化碳释放了大量的氧气。根据科学家的推断,石炭纪可能是从地球诞生以来氧气含量最多的一个纪,尤其是石炭纪的后期。

这两个条件,使得昆虫的体型开始变大,出现了地球生物发展史上体型最大的蜻蜓、蜘蛛等昆虫。根据已发现的化石看,白垩纪的巨型蜻蜓的翼展在1米左右,体长也在1米左右,巨型蜘蛛的体长在20公分以上,甚至还出现了3米长的巨型马陆。

（石炭纪的部分大型动物,图片来源网络）

那么,为什么石炭纪的昆虫体型都比较大呢？

石炭纪昆虫体型庞大的两个原因。

01 环境优势

上面我们说过,石炭纪陆地上被大量的蕨类植物覆盖,在光合作用下,氧气含量达到了历史最高。而氧气含量高,呼吸系统处理空气的能力就越小,所以这些昆虫属于更大的呼吸器官来适应高浓度的氧气含量。呼吸器官的增大促进了身体的变大,这是相辅相成的。

再加上,当时气候温暖、湿润,极有利于昆虫的生长。所以,石炭纪的昆虫体型比任何一个时期的昆虫体型都要大。

02 气压关系

根据科学家的分析,石炭纪的气压比现在的气压要高很多,而气压升高就意味着有大量的空气涌入昆虫的体内,因此为了适应气压,昆虫的体型越来越大,最终达到一个与当时气压平衡的形态。

总结

每个时期的生物都有其特点,而这些特点恰恰就是为了更好的适应当时的环境。白垩纪高浓度的氧气含量以及高气压下,昆虫为了更好的生存,逐渐增大的内部器官使整个身体慢慢变大,最终形成了"巨虫时代"。

由网友 哀衰 提供的答案：

氧气是维持地球生命生存的重要气体,没有氧气,动植物都无法生存。那么地球的氧气又从何而来呢？

地球上氧气的产生有三种,一:植物光合作用产生氧气。二:通过化学实验获取氧气 三:把其它的气体通过光的分解产生其它的气体。

虽然地球上的氧气并非全部来自光合作用,但却是氧气的主要来源。其中贡献最大的原始植物--蓝藻。蓝藻在数百万年前已经在地球上出现,是一种覆盖率非常广、具有非常强的光合能力的植物,而地球上大部分的氧气都是靠它产生的。

由网友 壹点科谱 提供的答案：

石炭纪,地球古生代的第5个纪,根据研究石炭纪从距今约3.55亿年前开始至2.95亿年前结束,前后经历了大约6500万年。煤的诞生主要就是石炭纪的功劳。

石炭纪当时由于地质运动非常活跃,导致陆地面积不断增加,加上气候温暖湿润,使得大规模的森林成爆发式增长,也使陆生物种得到了空前发展的机会。

石炭纪也被我们成为"巨虫时代"。为何这样说呢？根据出土的化石表明,当时的一些动物和昆虫可都是非常巨大的,有些直接可以惊掉下巴！来看看下面几种：

巨脉蜻蜓,这种蜻蜓根据化石表明,翼展可达接近一米,当时在爬行类还没崛起时,可谓是丛林中的空中霸主！我们现在的蜻蜓有多大,最大也不过10多厘米！

巨型马陆,马陆也是大家比较数字的东西,它还有个名字叫做千足虫。现在看来这东西根本不起眼,但是那个时候,说它可以吃人都不为过。体长可以达到3米,异常高大,是地球有史以来最大的节肢动物！

巨型蜘蛛,目前我们所知道的蜘蛛最大也不过捕鸟蛛,但在出土化石中,当时的蜘蛛有西瓜大小,这是什么概念,科幻片里才有！

还有许多比如巨型独角仙,巨型蟑螂,巨型螳螂……上面只不过的有点突出的个例。那么当时为何会有如此大的昆虫和动物呢？这其实也和当时的气候环境有关系。

当时由于植被异常丰富,这为许多动物提供了非常充足的食物,再加上氧气含量非常高,为大型动物的诞生创造了有力的条件！我们知道如今人类的身高也随着营养的跟上整体水平越来越高。当时的动物其实也是如此,随着食物的生存条件的优厚,遗传作用下体型也就越来越大,最终达到顶峰。

随后由于地球环境聚变,大型动物由于氧气含量和食物的不足,纷纷走向灭亡,体型小的吃得少,对大气氧气也不是那么挑剔,最终得以幸存！

由网友 瀚海一舟 提供的答案：

当时大气含氧量达到了巅峰的35%左右（现今是21%）,非常适合节肢动物繁衍生息,因而孕育了一大批巨型昆虫。

石炭纪时期的昆虫、节肢动物在石炭纪进化得越来越大。

海洋节肢动物本来是用鳃呼吸的,昆虫登陆以后就形成了一种独特的呼吸方式,在坚硬的外骨骼表面形成了一系列微小气管,把氧气直接吸收进入机体组织。

在这种新型呼吸方式下,大气含氧量直接决定了昆虫组织能获取多少氧气。

据科学家对石炭纪的地质层的研究发现,当时的森林覆盖率,可能达到了陆地面积的95% 。

陆地植物广泛蔓延,大量光合作用下,大气氧含量急剧升高,地球上空气中含氧量达到峰值35%。昆虫就在这样氧气过剩的环境中得到了惊人的生长。

"巨虫时代"

石炭纪有个别名叫"巨虫时代",因为当时大气含氧量很高,昆虫长得特别巨大。

下面介绍几种著名的节肢动物：

巨型蜘蛛

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

巨型马陆

巨型马陆属于多足纲,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。

巨型蜻蜓

巨型蜻蜓是有史以来最大的蜻蜓,翼展将近一米。

石炭纪介绍：

石炭纪是古生代的第5个纪。

石炭纪,约处于地质年代两亿八千六百万至三亿六千万年前。

它可以区分为两个时期：始石炭纪（三亿两千万年前至三亿六千万年前）、和后石炭纪（两亿八千六百万年前至三亿两千万年前）。

煤炭来源

石炭纪是地球上植物大繁盛的代表时期。

由于这一时期形成的地层中含有丰富的煤炭,因而得名"石炭纪"。

据统计,这一时期的煤炭储量约占全世界总储量的50%以上。