昆虫学报

从不会飞到会飞,昆虫的翅膀是怎么来的?进化 

来源:昆虫学报 【在线投稿】 栏目:综合新闻 时间:2021-08-15
说到飞行,我们首先想到的是鸟类,但鸟类并不是这个星球上飞行最多的生物。飞行最多的生物是昆虫。
昆虫虽然很小,但数量却非常多。目前地球上已知的昆虫种类超过100万种,而在这100万种昆虫中,95%以上的昆虫都有翅膀,可以在不同的高度和距离飞行。尤其是像蜻蜓这样的飞行高手,不仅可以飞得很快,还可以完成不合理的急转弯,可以向四面八方飞行。横向移动,如此高超的飞行能力,不仅是鸟类无法比拟的,就连人类最高精度的飞行器也无法比拟。
不过,昆虫高超的飞行能力并不是与生俱来的。最初的昆虫不仅不会飞,甚至连翅膀都没有。那么昆虫是如何从不飞来迎接的呢?飞行呢?它们的翅膀是如何生长的?像其他陆地生物一样,昆虫也从海洋迁移到陆地。
大约4.4亿年前,节肢动物从海洋来到陆地,其中一些逐渐进化成昆虫。此时,昆虫既没有翅膀,也不会飞。
第一只昆虫之所以不能飞,是因为它们不需要飞。从进化论出发,所有生物为了生存而进化,而生存只有两件事,获取食物和避开天敌,食物无处不在,而且基本没有天敌,所以就用爬行吧。虽然它们不需要飞翔,但它们已经逐渐进化出了翅膀的雏形,也就是附着的翅膀。
“附着的翅膀”是人类给的名字,但与“翅膀”无关。它不是用于飞行,而是用于蓄热。它可以帮助昆虫在白天收集热量,从而帮助昆虫抵抗夜间降温。昆虫的好日子并没有持续多久,因为一群新的移民从海洋来到陆地,它们是后来的两栖动物和爬行动物。
两栖爬行动物的兴起对昆虫的生存构成威胁,所以昆虫不能跑就开始逃跑和跳跃,但在跳跃的过程中,昆虫发现,拍打翅膀可以增加跳跃距离,所以附着的翅膀逐渐进化成翅膀,带领昆虫飞向蓝天。
这是关于昆虫翅膀起源的说法,有科学家认为昆虫翅膀是由气管鳃进化而来的。他们相信有翅昆虫的祖先生活在水中,依靠一种叫做“气管鳃”的器官来呼吸。昆虫的气管鳃与鱼的鳃不同。它们是长在昆虫身体两侧的羽毛状器官,可以上下移动。现在,一些水生昆虫还有这样的呼吸器官。不管假设如何,昆虫翅膀的起源都有详细的描述,那么为什么昆虫翅膀的起源是进化论中的一个难题呢?原因是昆虫翅膀的进化太快了。
已知最古老的昆虫生活在 4 亿年前的泥盆纪。在3.55亿年前的石炭纪,有翅昆虫已经大量存在,这意味着昆虫从飞到飞的进化只用了4000万年。
这是怎么回事?进化出一对翅膀需要多长时间?进化本身源于基因的随机突变。按照进化论,几千万年对于一个生物来说,从没有翅膀逐渐进化到完整的翅膀,确实有点太快了,但这并不是关键。关键是只有一对翅膀。那还不够。昆虫之所以拥有如此高超的飞行技术,不仅仅是一对翅膀,而是与之相匹配的一套完整的飞行系统。与庞大的身躯相比,昆虫的翅膀实在是太薄了一些。为了实现高速飞行,昆虫的扑动速度是非常惊人的,要拥有如此惊人的扑动速度,必须与之相配。强大的肌肉,这也需要在进化的过程中逐渐实现。
翅膀和肌肉,这些都只是硬件,再好的硬件也需要强大的软件来主宰。发达的感觉和神经系统也是昆虫高空飞行的重要保证。
好车要想跑得高,必须要有一流的车手,否则最后的成绩肯定会破,所以如果没有强大的感觉神经,昆虫肯定会因为高超的飞行能力而丧命,更不用说狩猎和躲避天敌了,强大的感觉神经不是一天产生的,还需要逐渐进化。这需要时间。昆虫只用了几千万年就完成了这种飞行系统的进化。确实是太快了,进化的过程也太完美了。
但是不要误会我的意思。这并不是说进化论是错误的。进化论是迄今为止最伟大的生物起源学说,但需要不断完善。随着科学技术的进步,一个完美解释的问题最终会引导我们走向真相。

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