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【导致史前昆虫的大型身躯变到如今的小型体积的原因有哪些？】比较主流的说法是因为远古时期大气的含氧量比较高，导致各种水体的含氧量也很高 。很多昆虫的水生幼虫就可以长得非常大 。而相关的观点也有两种，一是高含氧量的水体可以支持更大体型的昆虫 。另一个是这些虫子必须长得特别大，不然会被氧气毒死 。一般水生昆虫通过体表的腮呼吸，没办法控制进入体内的氧气量 。体型比较大的话，单位体积内吸收的氧气就会减少 。当然后来有了鸟以后，大型昆虫就没有那么流行了 。大个的要么被鸟吃了，要么和鸟竞争被饿死了 。巨大昆虫体型的峰值出现在晚石炭-二叠纪，翅膀展开可以达到2-3米，随后就慢慢变小 。原因具体是什么目前没有定论 。主流观点有两种：(1) 石炭-二叠三叠氧气含量高 。氧气分压下降后昆虫没有办法获得足够氧气来支撑庞大身躯 。(2) 鸟类的兴旺逼迫昆虫小型化以躲避捕食 。几年前 Matthew E. Clapham 和 Jered A. Karr 系统的研究了昆虫体型和不同因素的相关性 。他们找来从石炭纪至今10500个昆虫翼展长度的数据，用分年龄段取平均值的方式和古氧气含量还有捕食者（主要是鸟类）的物种丰富度比对，发现了以下几点：昆虫历史的早期（3.2-1.5亿年前），最大昆虫的大小和氧气含量高度正相关；说明当时氧气含量决定昆虫体积的上限 。在1.4亿年前左右昆虫体型和氧气含量发生了脱耦合：比如说，早白垩纪氧气含量上升，昆虫体型却一路下降 。脱耦合发生时早期鸟类的物种数陡增，因此支持鸟类的繁衍导致昆虫数量下降这个观点 。翼龙的出现比昆虫体型和氧气脱耦早了五千多万年，很难说明翼龙跟昆虫体型的关系 。白垩纪时，昆虫体积已经开始逐步小型化了，虽然当时的氧气含量高于今天，大约为现今的150%，但并不是历史峰值 。大型昆虫主要存在于3亿年前的晚石炭纪至二叠纪 。根据主流说法：在古生代昆虫体积大，主要由于当时氧气含量高 。根据分析，古代地球在泥盆纪氧气含量一度达到35%，而现在为21% 。
长期以来，生物学家对蜥脚类恐龙前所未有的庞大身躯充满了种种困惑 。它们怎样具有如此庞大的体型？地球上其它陆地动物为何达不到如此“吨位”？现在，地球上最大的陆地动物是非洲象，重量不过在6吨左右 。即便在恐龙家族，蜥脚类恐龙也属于重量级 。成年霸王龙重量只有7吨，而最大的非蜥脚类恐龙、称为巨型山东龙的中国恐龙重量也不过16吨 。在德国波恩大学古生物学家马丁·桑德(Martin Sander)公布他的研究结果之前，这些疑问一直没有令人信服的答案 。桑德说：“在恐龙体态演变问题上，我们现在的理论条理更清晰 。”过去六年，桑德领导一个国际科学家小组一直在破解蜥脚类恐龙之谜 。他们的研究结果表明，蜥脚类恐龙具有许多独特的生物特征，在这些特征的共同作用下，它们拥有了无与伦比的庞大身躯 。桑德的研究是从19世纪古生物学家爱德华·德林克·科普的观察结果开始的 。科普注意到，动物的躯体随着进化发展而增大，这一理论被称为“科普法则” 。中国北京脊椎动物古生物学与古人类学研究所科普法则专家戴维·霍尼(David Hone)认为，体型庞大具有许多进化优势 。他解释说：“它们不易成为捕食对象，在寻找食物或交配对象时比竞争对手更有优势 。我们还知道，大型动物一般更易遭遇灭绝的威胁 。”面临更多挑战与身躯娇小的动物相比，大型动物吃得更多，繁殖速度更慢，一旦遇到困难或食物短缺，会面临更大的问题 。美国布朗大学古生物学家克里斯丁·贾尼斯(Christine Janis)说：“像巨犀这样的身躯庞大的哺乳动物，它们的化石记录历史更短，而身躯娇小的哺乳动物的化石记录则更久 。”所以，一方面，自然选择促使动物身体越长越大，另一方面，动物因走上这条道路而得到惩罚 。这种对立力量之间的均衡避免大多数陆地动物的体重超过10吨 。体型庞大还带来其他一些问题 。它们如何支撑自己庞大的身躯？身体所需要的食物和氧气又从哪里来？蜥脚类恐龙以其特有的方式克服了上述所有的挑战 。蜥脚类恐龙最早出现在距今约2.2亿年前，很快长成了庞然大物 。已知最早的蜥脚类恐龙是距今2.1亿年、15吨重的伊森龙 。20世纪90年代，贾尼斯的研究发现，蜥脚类恐龙身躯庞大的一个重要因素是其独一无二的繁殖方式 。同所有的恐龙一样，蜥脚类恐龙也下蛋 。贾尼斯解释说：“哺乳动物体型越大，后代就越少 。但是，大型恐龙可以同时拥有许多蛋和幼仔 。虽然恐龙体型在不断增长，可幼仔的数量并没有减少 。”类似年轮的生长线大象每四年产下一头幼仔，而在同一时间段，恐龙可以下数百个蛋 。这样一来，蜥脚类恐龙就可以消除因其身躯庞大带来的一个危险 。数量是蜥脚类恐龙在面临危机时，相比于大型哺乳动物具有更快反弹的潜力 。支持贾尼斯这一论断的证据来自于对恐龙蛋化石的研究 。蜥脚类恐龙留下了令人吃惊的恐龙蛋和窝的详细记录，有时里面还有保存完好的胚胎 。恐龙蛋一般有鸵鸟蛋大小，一窝八个蛋 。蜥脚类恐龙巢穴并没有显露出亲代抚育的迹象，这进一步增强了成年蜥脚类恐龙繁殖更多后代的能力 。但是，下蛋和缺乏亲代抚育并不能完全解释下蛋和不照顾幼仔的原因 。于是，桑德又从其他方面入手欲进一步揭开这个谜团 。他发现，身躯庞大似乎可以让蜥脚类恐龙生长速度更快 。为了解恐龙增长速度，桑德研究团队利用显微镜对恐龙骨骼进行了检查 。大多数恐龙的骨骼上都有类似树木年轮的生长线(growth line) 。根据桑德最后得出的结论，蜥脚类恐龙的新陈代谢很快，使它们可以相对快速地获得庞大体型 。他说：“其它类型的恐龙都没有蜥脚类恐龙这么高的增长速度 。”桑德的研究小组对一种重达30吨、名为马门溪龙的亚洲蜥脚类恐龙进行了研究，研究结果表明这种快速的生长可以转化为惊人的体重增加 。马门溪龙一年的体重最多可以增加2吨 。相比之下，非洲象一年体重不过增加200公斤 。与鸟类一样复杂的肺泡生长速度快当然有很多好处，可一旦动物拥有庞大身躯，它们如何应对身体和生活方式的需要？蜥脚类恐龙全都符合相同的基本身体构造：脖子长，脑袋小，庞大的体型如酒桶一般，腿部粗壮结实 。桑德及其他研究人员认为，蜥脚类恐龙独特的身体结构是其具有庞大身躯的重要原因 。20世纪80年代，芬兰赫尔辛基大学的杰伊·霍坎南(Jyrki Hokkanen)揭开了这个问题——如何支撑和移动庞大身躯——的谜底 。通过分析大型动物的骨骼和肌肉力量，霍坎南发现，即便是体型最大的蜥脚类恐龙，它们的躯体也远未达到理论上限 。他说：“腕龙的体型起码是别的恐龙的好几倍，但仍在陆地上行走 。”所以，尽管大型蜥脚类恐龙笨重不灵活，但这一缺陷并没有抑制它们向更大的身躯发展 。一个相关问题是大型蜥脚类恐龙如何获得足够的氧气 。2003年，美国俄克拉何马州萨姆诺贝尔自然历史博物馆的马休·威德尔(Mathew Wedel)破解了这一谜团 。威德尔发现，蜥脚类恐龙的肺部像鸟类一样 。鸟类的呼吸效率远远超过哺乳动物 。蜥脚类恐龙吸气时，空气充满肺部和体内的肺泡 。也就是说，蜥脚类恐龙肺部的新鲜空气会不停流动，每次呼吸获得的氧气量是哺乳动物的2.5倍 。威德尔说：“蜥脚类恐龙拥有一套肺泡系统，且它们同鸟类的肺泡一样复杂 。”恐龙时代的精英蜥脚类恐龙独特的身体结构则解释了这种80吨重的庞然大物如何可以获得足够的食物 。当今地球上最大的陆地动物都是食草动物，靠吃进大量没有营养的植物生存 。这便要求食草动物不停地吃下去 。例如，大象一天当中有18个小时在吃东西，每天消耗掉200公斤的植物 。按照这些大型食草动物的标准，蜥脚类恐龙要吃饱一天至少要吞下1吨植物，它们怎么能做到这一点？桑德发现，蜥脚类恐龙像长颈鹿一样的脖子和小脑袋此时起了关键作用 。脊椎轻可以让蜥脚类恐龙的脖子长得更长，增加了捕食范围 。如此一来，蜥脚类恐龙站着不动，它们的脖子照样可以上下左右觅食，从而节省了体力 。此外，蜥脚类恐龙不是咀嚼食物，而是用挂钩似的牙齿将枝叶从植物上咬下来，整个吞入腹中 。正是由于独特的繁殖和生长方式及身体机构，蜥脚类恐龙才能克服庞大身躯带来的诸多限制 。毫不夸张地说，蜥脚类恐龙就是恐龙时代的“精英” 。(孝文)
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