昆虫的血液循环不输送氧气, 呼吸要靠从气门到全身的气管-微气管系统. 以前认为昆虫的呼吸系统是无动力的, 只靠空气的自由扩散. 后来发现气管-微气管也有主动收缩的能力.
然而这套系统的呼吸效率比脊椎动物还是差得太远... 所以昆虫没法长得太大, 厚度一两厘米以上, 体内深处就始终处在缺氧状态了. 和狮子一样大的螳螂恐怕瞬间就把自己憋死了.
ps. 同为节肢动物的虾蟹等, 软体动物中的章鱼乌贼之类, 它们的血液循环能输送氧气, 所以体形可以长到比昆虫大得多了.
是弟弟,无脊椎动物没有髓鞘,神经系统原始,大概只有1m/s,是脊椎动物的百分之一,换句话说你碰它屁股一下它可能两秒后才有反应。可活动部分超过2m的无脊椎动物大多是食腐动物。(乌贼章鱼除外,它走的是加粗主神经纤维的路)
想想你打游戏带着两秒的延迟怎么打,脊椎动物一统天下不是没有道理的。生命是一种麦克斯韦妖模型,获取信息的能力限制了动物利用外界能量差的能力,也限制了它的低熵水平。
一切硬件都应该和软件配套。
先说螳螂放大
简单来说,就是昆虫的神经系统无法完全掌握过大的体格。
昆虫的神经是无髓鞘神经纤维,传导速度撑死算他1 m/s,如果螳螂放大到狮子的体格,从头到驱赶尾部大约1.8m到2m。螳螂从接受外部环境刺激,到中枢处理反馈,一个来回3~4s。如果需要传导到肢体末端需要的时间更长,在和脊椎动物的竞争里,这种反应速度,让几个重量级都不够死的。
此外昆虫一般无独立的副交感神经,都是交感神经。按照这个传导速率,巨大化的昆虫连整体静态化估计都维持不了。
除此之外,包括结构强度、能量代谢这些都是制约因素。
如果是狮子缩小,
那死的不能再死了,不用怀疑。
编辑一下:有人看影视文学作品觉得昆虫曾经超级大。确实是,不过相对的是当时上岸的动物们。
大概昆虫称霸天空从3.25年前的德利奇虫开始,后差不多一亿年,天空生态位只有昆虫。根据化石结构大多也不是掠食动物,一般就是通过树木顶端芽孢或嫩芽过活。当时是植物世代,含氧量高,高到极致出现了历史最大的昆虫-巨脉蜻蜓(这里注意真的是地球曾经出现过最大昆虫)。这家伙多大呢,翼展70公分,体型和鸽子差不多大,由于昆虫飞行翼是特化背板,所以躯干整体也不算大。
至于说曾经其他动物,比如寒武纪的奇虾,猎食路线的最大和泰迪差不多大,因为有猎食爪和眼睛。。。对的,这俩当时都是超越时代的结构。有化石证明有超级大的奇虾,大概和成年人差不多大,但是是滤食路线的,大概和蓝鲸所处生态位类似,然后再看看体型差距。
真正在史前体型爆表的节肢动物,是处于三亿九千万年前早泥盆纪莱茵耶克尔鲎,在海里。前期应该是欺负奇虾和三叶虫这些要么肉在外面(奇虾是肉虫子长俩爪。。。)要么巨慢无比,但是根据化石结果可能和无颌鱼类的竞争都没占便宜,没等到有颌鱼类成为主流就没了。
所以不用怀疑,脊椎动物单纯从战斗力角度是地球生物历史的最高峰。
除了老生常谈的神经和循环问题外,其实节肢动物的身体强度远远不如脊椎动物
老是有人看到大颚巨爪觉得很威武,但是其实这些虫子,大多都是个空壳子,身体强度很低
举个例子对比,B站的俩视频,
一个是一只老鼠钻进了拖拉机的摇动卡槽,然后拖拉机启动转到了2200转每分钟(最少标题称2200转,实际上2200转对于柴油机来说也是个较低转速)
这里是原视频,老鼠出来以后没有明显受伤。
如果是节肢动物呢,另一个up把小型电磨笔做了些改进,在钻头安上一个圆片,粘上一只蟑螂
虫子的身体结构强度,大约是一盒冰淇淋
哺乳动物的身体结构,虽然没有几丁质的外壳挡着,但是肌肉紧实的多,好歹相当于个一个火腿肠
不要觉得虫子多厉害,虫子的身体结构决定了虫子长不大,否则根本爬不动,最大的节肢动物在海里,要海水托扶才能勉强运动,而且也不过20公斤级别
陆地最大的节肢动物椰子蟹还要再小一点,而且移动慢吞吞的。
如果螳螂长到老虎大小,根本就无法支撑自身重量。体积增加1000倍的时候,肢体横截面只增加一百倍。单位面积的承重要增加十倍才能往常一样运动。怎么可能有那么高的冗余强度。何况螳螂增大到老虎重量,要增加约10万倍体重。
再说攻击力,讲真,昆虫纲叱咤风云,一个纲贡献了地球上一半的动物种类,但是偏偏掠食性的昆虫较少,以至于螳螂这种弱鸡已经算是昆虫纲战斗力不俗的代表了。
昆虫将前几节身体压缩,构成了自己的头部,前几节身体上的附肢变成了口器
它们是没有上下颚的,而是嘴边有很多小指头负责撕咬猎物
螳螂的捕猎朴实无华,就是前肢夹住猎物,然后小嘴活啃。那个蛮威风的前肢只能起一个固定猎物的作用,和虾、蟹、蝎的钳子比起来差得远。比起蛛形纲的各种一击必杀然后大快朵颐的狂战士、铠甲战士们,螳螂简直就是个普通刑事犯。
而哺乳动物则继承了4.3亿年前祖先那个震铄地球生物界的发明——下颌,通过粗壮的咬肌和颞肌拉动下巴撕咬猎物。效率远远超过节肢动物们的用嘴边的附肢撕扯食物。
脊椎动物对节肢动物,早在3.7亿年前盾皮鱼对海蝎时,就已经分出胜负
而今天食肉目的大型掠食动物,下颌的威力远超前辈
狮虎等猛兽拥有巨大的颞颥孔,粗壮的咬肌,颞肌等穿过颞颥孔,赋予了下颌骨巨大的咬力
老虎看着脸圆,完全是因为咬肌、颞肌等太过粗壮,人家脸颊并不圆。
哺乳动物虽然没有硬壳,但是最硬的骨头长在了最需要硬的地方。哺乳动物牙齿的硬度远远高于节肢动物口器的硬度。
螳螂的嘴和狮虎的嘴对咬,好比用六个手指头和狮虎的嘴较劲。
讲真为毛要问螳螂这种弱鸡,一样的没有壳的避日蛛就好很多。避日蛛嘴边的俩螯枝就有劲多了。
此外,节肢动物的神经没有髓鞘,信号传导速度慢,损耗大,决定了它们根本长不大,如果要强行长大,结果就是行为慢吞吞的,到处爬着食植食腐,对于猎食者完全没有抵抗力
在脊椎动物大规模登陆前,陆地上出现过体长三米的巨型马陆,但是随着脊椎动物上岸,这些移动肉片就灭绝了。
还有就是循环系统
如果当年节肢动物真的一直维持很大的体型的话,它们的循环系统本来可以进化的更先进一点的。但是今天的昆虫,连闭管循环系统都没有,体细胞直接泡在体液里获取氧气,体腔就是血腔,体液就是血液,没有淋巴液。体节上直接开气孔。
麻雀虽小五脏俱全,但是虫子可不是五脏俱全。
这种结构直接等比例放大,身体厚实了以后,大量的细胞就无法接受到氧气,无法排出代谢废物。同时,受感染的概率大大增加。