根據《ナゾロジー》報導，3億年前的石炭紀曾出現體型驚人的昆蟲，例如翼展達70公分的類似蜻蜓的「格里芬飛蟲」，以及身長45公分的巨型蜻蛉。這些生物的出現，長久以來被認為與當年大氣中高達45%的氧氣濃度有關。然而，2026年3月25日發表在《自然》期刊上的最新研究，卻徹底顛覆了這項理論。

巨型昆蟲的酸氧濃度假說

自從1990年代以來，學界普遍認為氧氣濃度是昆蟲體型限制的關鍵。昆蟲沒有肺部，而是透過稱為「氣管系」的呼吸系統供氧。當昆蟲體型增長，氣管的供氧效率會下降，因此有一種「最大體型」的理論，認為氧氣濃度決定昆蟲的體型上限。這項假設看似合理，卻未經直接證據支持，直到此次研究團隊提出全新的證據。

研究團隊來自南非普雷托利亞大學，他們分析了44種昆蟲的飛行肌肉中的「毛細氣管」含量，並使用電子顯微鏡進行詳細測量。結果發現，無論昆蟲體型大小，其飛行肌肉中毛細氣管的佔比均維持在1%以下，體型相差萬倍的昆蟲之間，實際差異極小。

「如果氧氣是限制因素，我們預期大型昆蟲的毛細氣管會大幅增加，但實際上並非如此。」研究團隊指出。更令人驚訝的是，昆蟲的毛細氣管在體內所佔空間極小，理論上還有增加的空間，卻並未發生。這表示體型限制並非來自氧氣供應。

巨型昆蟲的真正原因

既然氧氣不是關鍵原因，那麼是什麼導致昆蟲在石炭紀時期出現體型巨增的現象？研究團隊提出其他可能因素，例如當時生態系統的競爭環境、捕食者的壓力，以及昆蟲外骨骼的承重能力。

「我們過去過於簡化看待這問題，實際上昆蟲體型的變化，是多種因素共同作用的結果。」研究團隊總結道。此外，鳥類與翼龍尚未出現的時期，昆蟲在空中缺乏天敵，可能也是其得以快速增長的生態因素之一。

生物學家的觀點

劍橋大學的生物學家艾米莉·史密斯（Emily Smith）表示：「這項研究提醒我們，生物進化並非單一變數的結果。對昆蟲體型的限制，可能是多種生物與環境因素交織而成。」另一位研究專家詹姆斯·格林（James Green）則補充：「未來研究應進一步探討昆蟲體型與生態環境之間的互動關係，這將有助於我們更全面理解生物進化。」

此次研究不僅推翻長久以來的假設，也提醒科學界在解釋自然現象時，需謹慎考慮多種因素的交互作用。3億年前的昆蟲巨獸，可能並非僅因氧氣濃度而興盛，而是當時生態系中的獨特平衡所造成。

📰 本文資料來源 • Nature期刊論文 • ナゾロジー網站報導 • Phys.org 科學新聞報導

編輯部評論： 這項研究提醒我們，科學理論需經得起嚴格驗證。過去被視為「定論」的假設，可能只是多種因素中的一環。我們對自然的認識，永遠在不斷修正與深化之中。