如果昆虫和人类一般大

如果昆虫和人类一般大

生活中，许多人闻虫色变。忽然出现的蟑螂让人惊慌失措，横冲直撞的马蜂让人落荒而逃，无处不在的蚊子让人防不胜防，如果有一天，这些恼人的昆虫忽然变得像人类一样大，会发生什么事呢?

昆虫为何长不大

与人类相比，现代昆虫的体型要迷你得多，那么为何它们普遍长不大呢?

关于昆虫为何长得这么小，科学家有一些猜想。第一个假设是昆虫的外骨骼限制了它们的体型。我们知道，为了保护脆弱的内脏，昆虫特异性地将自己的骨骼长在了身体的最外面。如果昆虫体型太大，想要支撑整个身体，外骨骼就要比现在更厚更结实，昆虫需要将更多的能量用于合成外骨骼。

这同时会带来另一个问题：换皮耗时长。由于外骨骼是刚性的，无法随着身体的长大而变大，昆虫在生长过程中需要蜕皮，脱落旧皮并长出新皮。蜕皮过程是昆虫最脆弱的时期，失去了外骨骼的保护，昆虫就成了鲜嫩的猎物，许多动物都能来咬上一口。而如果昆虫越大，外骨骼替换时间越长，成为猎物的可能性也就越大。一项研究发现，随着鸟类的进化，古代苍蝇的体型会缩小，这表明较小的生物能够更好地避开饥饿的捕食者并传递它们的基因。

还有人认为，较大的体型不利于昆虫的体液循环。昆虫具有开放的循环系统，血液和体液不会像大多数脊椎动物那样聚集在血管中。这使得体液在更大的身体中移动变得更加困难，因为重力会将体液往下拉，阻碍体液的循环。

目前最多人认同的猜想是昆虫变小，与现代大气氧气含量下降有关。这一理论的支持来自于大约3亿年前，许多昆虫比今天大得多的事实。1880年，人们在法国南部地区挖出了一块有着超大翅膀的巨型昆虫化石，它被称之为“巨脉蜻蜓”。巨脉蜻蜓翅展达到75厘米，是现代蜻蜓的6倍左右。经研究，巨脉蜻蜓生活在距今3亿年左右的石炭纪，同一时期还生活着1.55米长的千足虫、2.6米长的巨型蜈蚣、蜂鸟大小的蚂蚁等。当时，大气中的氧气含量约为35%，而今天为21%。

美国亚利桑那州立大学的昆虫生理学家乔恩·哈里森的研究结果表明，如果在低氧条件下饲养昆虫，几乎所有的昆虫都会变小。反之，如果给昆虫提供更多的氧气，大部分昆虫会变得更大，某些物种可以在一代的时间内增大约20%。

但是，大型的昆虫需要更多更大的气管。昆虫通过气管呼吸，气管被动地将氧气从大气中输送到身体细胞，一旦昆虫达到一定大小，将需要更多的氧气，原有的气管呼吸很可能无法满足其需求，而更多更大的气管将挤占其他器官、肌肉等的空间，这也可能是昆虫瘦身的原因。

昆虫变大会怎样

虽然现代昆虫都很小，我们也不能过早放心，因为巨型昆虫确实曾经出现过。那么，如果巨型昆虫再次出现，会发生什么事呢?

巨型昆虫听起来很可怕，因为许多迷你昆虫已经能给人类带来不小的麻烦，例如能吸血的蚊子、能喷射“火焰”的庞巴迪甲虫、咬人很痛的子弹蚁等。而且昆虫普遍具有强大的繁殖能力，只需要短短几周，昆虫的数量就可能会呈指数级增长。如果这些昆虫都变得很大，难道不是一种可怕的灾难吗?

好在，我们可能高估了昆虫。首先，如前文所述，现代昆虫不太可能变得很大，即使今天变大了，它们也很难活到明天。假设昆虫突破了外骨骼和体液循环的限制，在氧气充足的情况下变得像它们的前辈那么大。虫子体型越大，意味着需要的氧气越多，它们会在身体上开放更多的气门，伸展出更多的气管，以吸入更多的氧气。不要以为氧气越多越好，因为氧气是“有毒的”，过量的氧气会麻醉呼吸中枢，加速细胞的氧化速度，昆虫很可能因醉氧而死。

3亿年前的巨型蜻蜓，是现在蜻蜓的10倍大小

如果昆虫能够很好地平衡氧气的供需从而生存下来，它们也不太可能具有强大的能力。我们常常听到这样的说法：蚂蚁非常强壮，它可以举起10倍(甚至有说50倍)相当于自身体重的重量，这相当于一个100千克的人举起1000千克重的物体。如果蚂蚁变成人类那么大，它们的力量该有多恐怖?事实是，如果蚂蚁像人类那么大，它们的力量很可能还比不上人类。

在描述生物的面积与体积之间的比例变化关系上，我们常常提到平方立方定律，简单地说，就是当一只动物长高1倍，其身体的触地面积会增长4倍，它的体积会增长为原来的8倍，质量也会与体积等比增长。如果一只原本只有十几克的蚂蚁，体重增加到几十千克，那么它的体积就会按照立方体的形式增长上万倍，这也就意味着蚂蚁的骨骼负重大大增加，其骨骼想支撑它自己已经很不容易，更别提支持它像原先那样举起数十倍重的物体。就像举重运动员个头都比较矮小一样，这就是平方立方定律的影响。

而且，如果昆虫变大了，它们的数量也很可能相应减少。有科学家估计地球上的蚂蚁总数为1000万亿只，如果一只蚂蚁的重量约为4毫克，那么所有蚂蚁的总重量就有40亿千克。如果蚂蚁变得像人类一样重，我们取人的平均体重为70千克，那么巨型蚂蚁的总重量就达到7×10^16千克。世界粮食年产量约3×10^12千克，按蚂蚁一天能吃体重的5%左右的粮食来计算，全世界一年的粮食都不够这群蚂蚁吃一天。而这仅仅是一群蚂蚁的数据，再加上苍蝇、蚊子、蟑螂……地球根本无法供养这么多的昆虫。此外，较大的昆虫因更显眼和更迟钝而容易受到捕食，因此，如果昆虫变大，它们的数量也不会像迷你时期一样多。

对于变大的昆虫，人类想对付它们也更加容易。由于现代昆虫很小，我们很难捕捉和攻击它们，只能发明对人体危害小的气态喷雾来杀虫。但如果昆虫变得足够大，我们就很容易捕捉到昆虫。如同灭蚊灯能利用蚊子趋光、随气流而动、对温度敏感等特点吸引蚊子从而将它们一网打尽一样，我们也可以利用昆虫的不同特性，将它们齐聚一堂，困在封闭的地方，点上一把火——对于喜爱烤蝉蛹的人来说，这也许是一道美味佳肴。

昆虫变大，不仅是人类的危机，更是地球的危机，不过这个危机看起来是非常容易解决的。