远古昆虫停止巨型化与鸟类有密切关系

巨型蜻蜓的翅膀化石，长达18.5厘米，左为6500年前的蜻蜓翅膀

昆虫在3亿年前的晚石炭至早二叠世达到其大型化的顶峰，蜻蜓是当时昆虫界中的霸主，一块蜻蜓化石翅膀的幅展可达70厘米。学界主流学说认为当时大气圈中极高的氧气含量（高达30%，足以供应昆虫大型化所需要的氧气）导致昆虫大型化现象的出现。来自加州大学圣克鲁斯分校的Matthew Clapham教授和Jered Karr共同进行了一项旨在解释这两者之间关系的研究，他们收集了巨量已公布的昆虫化石翅膀长度，并将其与地史时期的氧气含量变化进行了对比分析。

Clapham说，昆虫最大尺寸的确与氧气含量协同变化了约2亿年，但是在1.5亿年前，也就是侏罗纪结束、白垩纪开始的时候，氧气含量突然上升，而昆虫体型却下降，这一变化与鸟类的进化密切相关。由于鸟类多以昆虫为食，迫于生存压力，飞行昆虫不得不变得小型化。研究结论基于极为直观的分析，Clapham说，但收集数据却是一件极为费力的事情。Karr总共收集了超过1.05万个已发布的标本数据。另外，研究者采用的是耶鲁大学的地质学家Robert Berner提出的“Geocarbsulf”模型。为了验证结果的真实性，他们使用了另一个模型，仍然得到了相似的结论。

研究结果不支持昆虫体型变化主要受翼龙（一种出现于2.3亿年前晚三叠世的飞行爬行动物）影响的理论，在三叠纪翼龙出现后，昆虫体型甚至比在侏罗纪还要大。但是由于长达2000万年的化石资料缺失，研究者无法判断昆虫体型在何时发生变化，那时的氧气含量骤降更是将情况复杂化。另一个昆虫体型变化时期是在6500～9000万年前的白垩纪晚期，同样，化石资料的缺乏使得研究难以进行，几种因素可能是变化的原因，包括鸟类的特异进化、蝙蝠的进化以及白垩纪末的大灭绝事件。

Clapham猜测主要原因应归咎于鸟类持续的特异进化，早期鸟类并不擅长飞行，但在白垩纪末期的鸟类与现代鸟类看起来已经非常相似了。此项研究主要集中于昆虫最大尺寸随时间的变化，而非平均尺寸。要研究平均尺寸更为困难，因为化石资料非常不完备，但通常情况下，最大尺寸的昆虫更容易保存并被发现。Clapham说，一直以来都存在着小型昆虫，就算是二叠纪存在巨型昆虫的时候，也同样生活着仅几毫米大小的昆虫。影响昆虫大小的因素极为复杂，包括多种生态及环境因素。

（化石网/歆塬 编译）