为什么蜻蜓经过几亿年进化,除了个头变小了,其他基本没有变化?

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别提什么进化,因为地球上所有物种的变化,都是预先设定好的,只要不是地球环境突发恶变,影响到生物生存,地球上的生物就是再过几亿年,也不会有任何变化!


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为什么蜻蜓经过几亿年进化,除了个头变小了,其他基本没有变化?

蜻蜓首先出现在石炭纪(三亿年前)的化石记录中,然后才出现开花植物和恐龙。可令人不解的是,考古学家发现石炭纪的化石蜻蜓的翼展可达70厘米,而如今生存在地球上的蜻蜓翼展最大也就只有19厘米。与三亿年前相比,当今蜻蜓唯一的重大变化似乎只是其个头变小了,而其他身体结构并没有什么变化,这是为什么呢?

图注:蓝色破折号蜻蜓。

蜻蜓似乎完全形成于三亿年前,而蜻蜓从三亿年前的巨大身躯进化到如今的小身躯视乎是没有过渡区的,因为所有的化石记录都没有发现蜻蜓进化的痕迹。

大气的氧气含量变化或许是问题的答案

根据研究,3亿年前地球空气中的氧气含量为31%至35%。这意味着昆虫的呼吸系统可以更小,并且仍然可以提供足够的氧气以满足它们的需求,从而使这些生物长得比现在大得多。

蜻蜓除了曾经具有庞大的身躯还具有哪些逆天的能力?

蜻蜓大约在3亿年前就出现了,是最早栖息在这个星球上的昆虫之一。他们花了很长时间来完善飞行、狩猎技能,蜻蜓的下面五个逆天能力将改变你对这些古老昆虫的看法。

蜻蜓可以计算并预判猎物的飞行路径

面对蜻蜓的捕抓,飞虫、蚊子或其他小虫子是最不容易逃脱的。蜻蜓不单单只会追逐猎物,取而代之的是,他们会计算出的空中的伏击点从而抓到它们。蜻蜓可以判断猎物目标的速度和轨迹,并调整其飞行以拦截猎物。他们非常熟练,捕抓成功率高达95%。


图注:蜻蜓抓捕蜜蜂。

一个研究小组已经确定,蜻蜓的神经系统几乎可以表现出与人类相同的选择性注意能力,因为它会在一群类似飘动的昆虫中飞翔,因此能够专注于单个猎物。还有研究人员已经确定了一种由16个神经元组成的主电路,该电路将蜻蜓的大脑连接到其位于胸腔的飞行运动中心。借助该神经元程序包,蜻蜓可以跟踪移动的目标,并计算出一条轨迹来拦截该目标,再根据需要巧妙地调整其路径,猎物被抓时可能还一无所知。

基本上,当蜻蜓具有快速,有效和智能地抓住飞行中的猎物的能力。

蜻蜓有令人难以置信的下颌骨

蜻蜓拥有锯齿状下颌骨。狩猎时,蜻蜓用脚抓住猎物,用尖锐的下颚撕下猎物的翅膀,使它无法逃脱,并把掉落的可悲虫子围起来,而无需着陆。

图注:蜻蜓的颌骨。

幸运的是,蜻蜓不能咬人,绝大多数种类的下颌骨都不足以破坏皮肤。

蜻蜓拥有杰出的飞行技术

蜻蜓具有惊人的飞行能力,动物界中很少有可以与之匹敌的物种,蜻蜓在胸腔中有两组带有肌肉的翅膀,可以独立控制每个翅膀,这使他们可以改变每个翅膀的角度并在空中具有出色的敏捷性。

蜻蜓可以向任何方向飞行,包括向侧面和向后飞行,并且可以在单个位置悬停一分钟或更长时间。这种惊人的能力是他们能在空中伏击猎物的因素之一,并且他们可以从任何方向移动到毫无戒心的猎物身边。

图注:蜻蜓可以独立移动其四个翅膀。

它们不仅敏捷,而且速度很快,某些蜻蜓的最高时速达到每小时20公里。他们还以耐力而闻名。一种被称为全球撇渣器的物种Pantala flavescens ,在迁徙过程中飞过海洋,飞跃了11,000英里,并获得了世界上最长的昆虫迁徙称号。

可以说,在狩猎时的速度、距离和灵活性之间,蜻蜓都做到了极致。

蜻蜓拥有出色的视觉系统

如果您看着蜻蜓的头部,您可能会特别注意到一件事,蜻蜓的头部区域主要由其巨大的复眼组成,其中包含30000个面,每一个面都提供有关昆虫周围环境的信息。蜻蜓具有近360度的视野,在它们的正后方只有一个盲点。这种非同寻常的视野是他们能够对一只昆虫进行监视并追赶它,同时又避免了与该昆虫中的其他昆虫发生空中碰撞的原因之一。

图注:蜻蜓具有巨大的复合眼睛,可以实现近360度的视野。

他们不仅拥有独特的视野,而且可以用我们无法想象的色彩看世界。

人类拥有所谓的三色视觉,这意味着我们将颜色视为红色、蓝色和绿色的组合。这要归功于我们眼中三种不同类型的感光蛋白,称为视蛋白。我们并不孤单:从哺乳动物到鸟类和昆虫,双色、三色和四色视觉在动物界是不少的。然而,一项对12种蜻蜓物种的研究发现,每个蜻蜓都有不少于11种,还有一些多达30种不同的视觉视蛋白。

蜻蜓在水下的寿命长达2年

蜻蜓在水中产卵,当幼虫孵化时,它们可以在水下生活长达两年。实际上,根据海拔高度和纬度的不同,某些物种可能会在幼虫状态停留长达六年。随着它们的生长,它们将蜕皮多达17次,然后准备向水面移动,并生长成我们在空中看到的蜻蜓。

图注:蜻蜓幼虫。

它们特别适合此阶段的水生生物,并具有以闪电般的速度捕捉猎物的能力。他们会吃各种各样的食物,包括其他昆虫幼虫,甚至是鱼!他们也会吃其他蜻蜓的幼虫,所以蜻蜓幼虫是凶猛的水下捕食者。

世界各地的蜻蜓保护区

因为污染和栖息地的丧失,蜻蜓需要保护免受人类造成的危害。值得庆幸的是,世界各地都有蜻蜓的庇护所。

英国于2009年建立了第一个蜻蜓保护区,即蜻蜓中心。新中心位于剑桥郡的Wicken Fen自然保护区内,他们希望通过此保护区扭转物种的下降的趋势。

图注:蜻蜓保护区既是一个美丽的参观场所,也是这些物种的避难所。

如果你是蜻蜓爱好者,那么你可以参观美国西南部的蜻蜓避难所。除此之外,新墨西哥州阿尔伯克基的蜻蜓保护区池塘是该国第一个保护区池塘,是种类繁多的蜻蜓栖息地。

蜻蜓通过控制昆虫的种群,尤其是最容易给我们造成困扰的昆虫,例如蚊子和苍蝇来帮助人类。我们也根据其不可思议的飞行和视觉技巧创造了新技术。为了回报蜻蜓,我们人类至少可以做的就是支持其栖息地的保护,使他们可以继续生存三亿年。

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不止蜻蜓,很多动物都是这样,如鲨、鳄、鹦鹉螺、细菌、真菌等生物。它们就像被大自然按下了“暂停”键,几亿年时间未曾改变。究其原因,就是因为它们的结构太适合环境了,优势十分明显,没有必要进行改变。


生物为什么演化

生存环境的改变,会导致动物的某些身体结构成为生存的障碍。就是说,演化都是被逼的。

比如泥盆纪的头甲鱼类,它们厚重的装甲可以在与节肢动物的斗争中提供一些保护,但当鱼类自己演化出超级猎食者后,厚重的头甲便成了影响逃命速度的累赘,于是这一设计渐渐被大多数鱼类抛弃了。
图:长着厚重头甲的邓氏鱼

再说人类,我们祖先的双脚曾经长得跟双手一样,趾很长,大脚趾分立于其它四趾,整个脚很灵活,有抓握能力。但气候改变、森林消失后,古猿被迫来到地面,直立行走以获得更好的视野。这时候灵活修长的脚趾和指向内侧的大脚趾便成了“无用设计”,还可能拖慢奔跑速度,于是这些特征慢慢消失,我们的双脚变成了今天的样子。

自然界的经典设计

有些动物的身体结构极其经典,非常适合于某些特定环境。拥有这种结构就意味着拥有生存优势,大自然为什么要费劲改变它呢?

比如鲨鱼,纺锤形的身体、盾状鳞片和无盖的鳃,这些设计已经经历了五亿年、上亿代的考验,它就是最合理的。想在水中以很小能量获得很高速度的生物都必须让自己向这种体形靠扰,甚至人类也需要从鲨鱼五亿年前的设计中找灵感,完善武器和游泳衣。
图:鱼雷
图:“鲨鱼皮”泳衣

再说蜻蜓,它们有三个单眼两个复眼,视力极佳;有窄而长的膜翅,在空中可进可退可悬停,能做非常复杂的动作;腿接近头部,方便空中捕食,也能“俯冲猎杀”地面猎物;呼吸器位于修长的腹部,即平衡了重心又解决了飞行散热问题……这么逆天的设计,为什么要改?人类实验、计算了N多年,造出了灵活的直升飞机,结果还不是跟蜻蜓的外形一模一样?


总之

大自然可懒了,大自然可抠了。不到火燎眉毛,他才不会修改自己的设计呢。的确,突变总在发生,但绝大多数是对生存有害的突变(多条腿、没体色之类),获得有益突变的概率太低了。变化意味着冒险,大自然的“懒”和“凑合”也是为了尽量保证物种的存续嘛。

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人们印象中的蜻蜓,小巧轻盈,或翩翩于花间,或轻略于水面。殊不知,在亿万年前,小巧可爱的蜻蜓也曾是空中“巨无霸”。蜻蜓是一种古老的昆虫,最早可以追溯到3.2亿年前。但那个时候的蜻蜓和现在可是有着翻天覆地的变化,最直观的就是大小的变化。

蜻蜓的体型变化了多少?

远古蜻蜓出现于距今3亿年前后,到了中生代时期,蜻蜓们的个头也逐渐变大,成为当时空中的“霸主”。作为一种捕食性的动物,它们最主要的食物是各种昆虫,以及一些小的脊椎动物,比如幼年蜥蜴,是不折不扣的肉食主义者。

中科院南原古生物研究所研究员张海春团队,几年前在内蒙古宁城侏罗纪道虎沟化石层,还发现了1件保存近完整的蜻蜓前翅化石,单翅长107.6毫米,宽14.3毫米,据此推断该蜻蜓翅展达225毫米,是我国已知蜻蜓目最大的种类,也是世界第四大的蜻蜓。

更有甚者,在美国发现的早二叠世的二叠拟巨脉蜓的翅展竟然可达710毫米。

理论上这种巨型蜻蜓甚至可以在搭载一个成人之后自由飞行,这与我们现在所看到的手掌大小的蜻蜓可真是天差地别。


那么,这些巨无霸们是怎么变成现在这副模样的呢?

关于蜻蜓体型变化原因的一些猜测

科学家们猜测,空气中氧气含量的变化是引起这种变化的一大原因。

古生代晚期地球空气中氧气含量比现在要高10%左右,而蜻蜓是通过它们身体上的气孔系统来“呼吸”的,在高浓度氧气环境中,蜻蜓气孔系统的总长度就会更长,个头也就更大。在目前的氧气水平下,现代蜻蜓气孔系统的总长度已经达到极限;超过这个限度,氧气的水平就会变得不够。

但这种说法被其他科学家利用实验证明并不能完全解释蜻蜓体型问题。

通过对果蝇的研究,科学家发现,有的果蝇在高氧环境中体型增大,有的并没有。但在氧气含量高、气压也高的环境下,接受试验的果蝇生活到第五代,身体尺寸增长了20%。这些实验结果的不一致不禁让人对氧气造就了远古巨型蜻蜓的猜想产生了疑问。

另一种说法是蜻蜓在天敌的压迫下被迫进化

在能够飞翔的脊椎动物出现之前,蜻蜓凭借着自身体型优势在空中基本没有天敌。但随着翼龙(2.1亿年前出现)、鸟类(1.5亿年前出现)和蝙蝠(0.53亿年前出现)的陆续出现,巨型蜻蜓因受到更加强壮的天敌的压制而逐渐灭绝。

蜻蜓为了生存作出了让步,选择以更小的体型生存下去。人们似乎更偏向于这种说法,早期蜻蜓飞行的灵活程度和这些后来者根本无法相比,而且缺乏有效的伤敌手段,自然沦为其他动物的“盘中餐”。

但这些都只是猜想,事实究竟如何,还有待未来科学家们的发现与考证。

蜻蜓变化的只有体型吗?

由于体型的变化最为直观,所以人们大都下意识地认为蜻蜓只有体型发生了大的变化,其实恰恰相反,它在其他方面的进化才是它能够从古生代存活至今最重要的原因。

昆虫的视力都不太好,但蜻蜓是个例外。蜻蜓的大眼睛是由10000只——28000只小眼睛构成的。这在昆虫界是最多的,所以它在昆虫中视力特别的好,能看清五六米以外的东西。蜻蜓的眼睛对移动的物体特别敏感,一个物体突然出现时,人眼需要0.05秒才能看清轮廓,而蜻蜓用不了 0.01秒就能看清楚了。

人们不难发现,蜻蜓的每一片翅膀前缘的上方,都有一块加厚的深色角质层——翼眼,这就是它们消除颤振隐患的特殊装置。这使得蜻蜓不但能向前飞行,而且可作反向后退飞行。时而振动翅膀,静止地滞留空中,甚至在捕杀猎物时,它们还可以作短距离的垂直飞行。

科学家们正是从它的身上得到了灵感,改良出了现在的直升飞机。


流行的雲


对于进化论,不少人都有误解,总是倾向于根据自己喜好主观臆断地进行各种猜想,然后提出一些看似合理但实际上相当肤浅的问题。

任何物种虽然一直都在进化中,但进化的一个重要前提是保持物种性状的稳定。我们常说的“种瓜得瓜种豆得豆”虽然指的是收获的意思,但从生物学角度讲就带有进化的味道“种瓜当然得瓜不可能得豆”,这就是瓜这个物种保持物种的稳定性决定的。

进化是非常漫长的,常常需要上千万年甚至更长的时间才能显现出来。进化简单讲就是基因突变,而人类繁衍下一代的过程一定会发生基因突变,这也是进化,但并不是我们通常所说的进化(可以说是明显的进化)。当性状的变化变得比较普遍不再稀有时,进化就发生了!

事实上,不仅仅是蜻蜓,地球上绝大多数物种在漫长的时间里都没有非常明显的变化,这也是物种性状稳定决定的。

还说明了一点,进化虽然无时无刻不再发生,但由于进化的目的是适应环境,只要物种适应了当时的环境,就没有必要改变本身的外部特征,虽然会有微小的改变也很难被发现。

比如蟑螂也有几亿年历史,但蟑螂本身并没有大的变化,蟑螂已经很适应周围环境了,为何一定要有明显的改变呢?没有理由!没有改变的动力!


宇宙探索


它头变小了显然有利于减轻它腿部的压力。不管是在树上还是岩洞中,蝙蝠总是头向下唾觉的。

另外,因此也便于它的飞翔,包括抓捕天上飞的白蚊,还是水中的鱼,因为头部轻了,可以加快它飞的速度。

这己是一项了不得的进化了,它是自然选择的结果。

2020-2-5


手机用户54578927414


饿瘦了,营养不良[捂脸]

附送P30 PRO在十五米开外抓住的一只漂亮蜻蜓



众泰卷尺事业部总经理


株罗纪时期的巨蜻蜓,身长达一米,是现在小蜻蜓的好几十倍。巨蜻蜓和小蜻蜓属同一时期的物种。巨蜻蜓身子虽然庞大,它们也是吃虫子,那时候的昆虫种类比现在要多,巨蜻蜓以大昆虫为主要食物来源。白垩纪过后,由于地球气候的变迁,氧气含量相对减少,物种趋向于小型化,古蜻蜓的食物变得稀少,才导致该物种的灭绝。有幸留下来的是现在的小蜻蜓,这应证了物竞天择适者生存的道理。


自然风161212381


“进化”这个词语容易误导,真正意义是“变化”,时间长河里,不变也是一种变化,进化论关键是随着环境变化“活下来”。 蜻蜓活下来了,蜥蜴也活下来了,没有脚的蜥蜴(蛇)活下来了,无毒蛇活下来了,有毒蛇也活下来了。 不断多样化了的物种适应了不同的环境,不等于原来的物种就一定灭绝。


手机用户3503570243


水星太阳地球太古最初期,

水生最初卵昆虫蜻蜓飞空,

虽然地球曾经出过五灾变,

每次地面温度较高水陆域,

留下来鲸鱼类等变的很慢,

也包括你问的蜻蜓也如此,

但是日新月异地质气侯改,

高等生命旧灭新出差别大。


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