大概在3億年前的石炭紀，地球含氧量賊高，能達到驚人的35%，我們也知道，一般來講這個數值越高，生物體型越龐大。

像白堊紀晚期的阿根廷龍，光尾巴都能長到15米，全身加起來得有30-40米左右，差不多就是 10-13 輛公交車首尾相連的效果。

這體重起碼得有個90噸左右，而這時候氧氣含量已經下降了不少。

由此可以推測，更早之前的石炭紀生物體型更加令人驚訝，像人們當作小玩意的昆蟲，在那個時代都大的離譜。

小小的蜻蜓大如烏鴉，蜈蚣長過汽車，人類若穿越其中恐怕很快就giveover了，一個是因為氧氣，另一個則是因為這些恐怖的生物。

01

這就是地球歷史上獨一無二的巨蟲時代，當時恐龍還未出現，這些巨型昆蟲占據著食物鏈頂端位置。

當時地球上只有一塊被稱為盤古大陸的超級大陸，溫暖潮濕的氣候籠罩著廣闊的沼澤和茂密的森林。

海洋雖然仍占據地球表面的絕大部分，但真正革命性的變化發生在陸地上。

巨脈蜻蜓是那個時代的空中霸主，翼展達到驚人的75厘米，相當于現代烏鴉的大小。

這種史前蜻蜓并非今日以蚊蟲為食的溫和生物，而是兇猛的食肉動物，占據著類似現代猛禽的生態位。

地面上，節胸蜈蚣的體長超過2米，是已知最大的陸生無脊椎動物，它們龐大的身軀在沼澤和森林中穿行，令其他生物望而生畏。

與現代蜈蚣不同，這些巨型馬陸（即遠古蜈蚣）的體型堪比一輛小汽車，在石炭紀的叢林中游走覓食。

當時幾乎所有昆蟲的體型都比現代后代大得多，可以說石炭紀是昆蟲真正的黃金時代，它們基本占據了當時地球陸地生態系統的主導地位。

02

巨蟲時代的形成并非偶然，其核心密碼在于地球大氣成分的劇變，氧氣濃度高達35%，比今天的21%高出近一倍。

昆蟲的呼吸系統與脊椎動物有本質不同，它們沒有肺和血液循環系統來輸送氧氣，而是通過遍布全身的氣管直接將氧氣輸送到細胞。

這種呼吸方式限制了昆蟲的體型，在低氧環境下，氧氣無法有效擴散到身體深處。

當氧氣濃度達到35%時，情況發生根本變化。高濃度氧氣在氣管中的擴散效率大幅提高，使氧氣能夠到達更遠的身體組織，從而支持更大的體型。

同時，高氧環境不僅促進昆蟲生長，還能幫助它們避免氧中毒。

過高的氧氣水平對生物體有害，而體型增大能降低單位體積的氧氣暴露量，這是昆蟲適應高氧環境的進化策略。

有人做過實驗，在實驗室高氧環境中培養的昆蟲，其體型明顯大于正常氧氣條件下生長的同類，也就是說這為石炭紀巨蟲的出現機制提供了有力證據。

03

那么這樣的高氧環境是如何形成的？

石炭紀高氧環境的形成是地球生態系統共同作用的結果，地球早期，藍藻通過光合作用釋放氧氣，逐漸改變大氣成分。

到石炭紀，廣闊的森林和沼澤覆蓋大地，光合作用達到前所未有的強度。

之后盤古大陸上，溫暖潮濕的氣候孕育了廣闊的沼澤和茂密的森林，這些石炭紀植物瘋狂生長，通過光合作用源源不斷地將二氧化碳轉化為氧氣。

值得注意的是，當時木質素剛剛在植物中進化出來，微生物尚未演化出分解這種堅硬物質的能力。當這些植物死亡后，不會被完全分解，而是被埋入地下。

這些未被分解的植物遺骸經過數百萬年的地質作用，最終形成了我們今天使用的煤炭。事實上，石炭紀這個名字正是來源于此，該時期形成的煤炭床成為人類工業時代的主要能源之一。

此外，石炭紀還見證了種子植物的進化，創造了比以往更加多樣化的生態系統。豐富的植物多樣性進一步提升了全球光合作用效率，加速了氧氣積累。

在這種環境下，地球氧氣濃度一路攀升至35%的峰值，為巨蟲的出現鋪平了道路。陸地上的動物成為氧氣濃度上升的最大受益者，而海洋生物受到的影響相對較小。

04

不過，巨蟲時代的輝煌并未持續下去。隨著地球環境再次劇變，這個由昆蟲統治的黃金時代走向終結，為恐龍時代的到來讓路。

氣候由溫室轉向冰河是巨蟲滅絕的首要原因，石炭紀后期，地球溫度顯著下降，南半球甚至開始形成冰蓋，這種寒冷氣候對適應溫暖潮濕環境的巨蟲造成致命打擊。

與此同時，氧氣濃度開始下降，巨蟲失去了它們賴以生存的環境條件。

隨著巨蟲消失，生態位出現空缺，爬行動物和早期哺乳動物迎來了發展機會。

事情發展到這里，一個引人入勝的問題是：如果地球氧氣濃度恢復到35%，巨蟲是否會重現？

科學家認為這一過程面臨多重挑戰，但理論上存在可能。

要讓現代昆蟲達到石炭紀祖先的體型，氧氣濃度需要從目前的21%提升到35%以上，增幅需超過60%。如果氧氣濃度突然增加一倍至42%，昆蟲體型可能會顯著增大。

05

然而，高氧環境對人類健康構成嚴重威脅，現代人類適應的氧氣濃度在18.5%-23.5%之間。

高原居民到平原地區會出現“醉氧”反應，癥狀包括嗜睡、眩暈、咳嗽和胸慌。

更危險的是，高氧環境極易引發火災，石炭紀35%的氧氣濃度已導致持續數百年的野火。如果氧氣濃度升至42%，一個小小的火星都可能引發無法控制的燎原之火。

而火災會消耗大量氧氣，產生二氧化碳，可能使氧氣濃度重新降低，這種反饋機制可能阻止氧氣濃度長期維持在35%以上的高水平。

即使不考慮人類因素，現代生態系統也發生了根本變化。石炭紀后，昆蟲的天敵，鳥類和哺乳動物已經出現并高度多樣化，這些脊椎動物捕食者將限制巨型昆蟲的生存和發展。

不過地球歷史上，生物進化從來都不是一帆風順。

恐龍曾經發展那么好，可6500萬年前，一顆直徑10公里的小行星撞擊地球，就結束了恐龍的全盛時期。

傷齒龍等恐龍曾有可能發展出高等智慧文明，但它們終究滅絕了，為人類文明鋪平了道路。

這次石炭紀的巨蟲時代，為我們提供了理解地球氣候和生態系統相互作用的獨特視角，這段歷史提醒我們，環境條件的微妙變化可能引發生命形態的劇變。