巨脉蜻蜓曾经是空中霸主，它们后来是怎么灭绝的
在大约3亿年前的石炭纪， 气候温暖、 湿润，遍布着沼泽和森林。高大的乔木享受着上层空间的阳光雨露，而以蕨类植物为主的灌木则占据了森林的下层领地， 伴随着植物的繁茂， 昆虫、爬行动物和两栖动物都有了很大的发展。 此时，人们最熟悉的远古动物——恐龙尚未出现。在树木之上的广袤天空中，体形庞大的飞行昆虫“巨脉蜻蜓”主宰着一切生杀大权。巨脉蜻蜓的飞行时速超过 30 公里。它的颌部更是能够将包括小型爬行动物在内的猎物撕成碎片。
1880 年，在法国南部的科芒特里，煤矿工人们意外地挖出了一具长着超大翅膀的巨型昆虫化石。1885 年，法国古生物学家查尔斯 ？布隆尼亚尔在对这块化石进行仔细研究之后，正式将其中的昆虫命名为“巨脉蜻蜓”。
在昆虫学界，古蜻蜓目、原蜻蜓目和蜻蜓目共同组成了蜻蜓总目。其中古蜻蜓目和原蜻蜓目的昆虫早已经灭绝，而蜻蜓目从二叠纪起一直生存到现在，有将近3亿年的历史。巨脉蜻蜓和我们现在看到的蜻蜓并不相同，它是原蜻蜓目巨脉科的昆虫。发现于美国北部俄克拉荷马州诺布尔县的早二叠世的二叠拟巨脉蜓化石，其翅展长度有 71 厘米，是目前世界上已知的最大的飞行昆虫。
古生物学家在研究较小但更为完整的巨脉蜻蜓化石后发现，它们不但长得同现代蜻蜓很像，就连解剖结构也很类似。据此推测，巨脉蜻蜓的猎食方式、生活习性应该也和现代蜻蜓差异不大。
巨脉蜻蜓可以分别独立地振动四只翅膀，因此便能随心所欲地向前飞、向后飞，甚至是上下颠倒地飞。在高速飞行中，它们急转弯时能够产生很强的力。巨脉蜻蜓的眼睛拥有360°的全方位视野，强而有力的腿上长满尖刺，使得它们可以轻松地抓住各种猎物。再加上位于头部下方巨大且力道惊人的颌骨，还有强有力的口器，都能够让它们迅速地切割并吞食到嘴的猎物。直白地说，巨脉蜻蜓就是将一个体形巨大的飞行高手和一个武装到牙齿的致命杀手组合到一起的石炭纪杀戮机器。
科学家们曾经认为体形如此巨大的蜻蜓并不能真正地飞行，而仅仅是靠滑翔前进。但后来的研究发现，巨脉蜻蜓的翅膀上有类似于现代蜻蜓的褶皱，现代蜻蜓就是靠这些褶皱弯曲和扭转它们的双翅来上升和前进的。因此，巨脉蜻蜓的翅膀显然也可以摆动、弯曲和扭转。所以巨脉蜻蜓不一定飞得很快，但确实会飞。
本身庞大的躯体，再加上捕猎时拖着重量不轻的猎物，巨脉蜻蜓飞行起来可不是一件容易的事。它面临的首要问题就是如何散热。巨脉蜻蜓在飞行中，会因为肌肉的剧烈运动而产生大量热量。如果没有一套能够快速排除自身热量的生理机制，用不了多久它们就会被自己的体温“热死”。 现代蜻蜓体内有一种叫血淋巴的体液，通过增加腹部血淋巴的流量便可以散去多余的热量。科学家们推测，在巨脉蜻蜓的体内也应该存在类似的物质。
但是， 现代蜻蜓的体形如此小巧， 它的 “亲戚”巨脉蜻蜓为什么会长得这么大呢？答案就在于它们的呼吸方式。现代蜻蜓和巨脉蜻蜓都没有肺，它们是通过身体上的气孔来“呼吸”的。气孔是一种可以打开或关闭的小洞，能够让氧气进出身体。氧气通过气孔进入蜻蜓的身体以后，会经过一连串气管，把氧气直接运送到体内的每一个细胞。在目前的氧气水平下，现代蜻蜓的气孔系统总长度已经达到极限，超过这个限度，蜻蜓氧气的水平就不够了。所以，现代蜻蜓没有办法长太大。
而巨脉蜻蜓所生活的石炭纪，空气中的氧含量要远远高于现在，差不多高达 35%，而现在空气中的氧含量大约只有 21%。10% 的氧含量似乎听起来并不算相差太多，但对于通过微型气管直接吸收氧气的巨脉蜻蜓来说，氧气较多则表明它们体内的呼吸系统较小，因此体内便可以容纳更多的东西。所以，高氧气含量直接促使了巨脉蜻蜓向着巨型的方向进化，并且最终成为了巨大、凶猛的掠食昆虫。
巨脉蜻蜓灭绝的原因众说纷纭，我们目前可以肯定的是，巨脉蜻蜓是在“石炭纪生物大灭绝”事件中灭绝的，在那个阶段，大约有30 万种巨型昆虫因此而灭绝。
大约 3 亿年前，地球处于石炭纪晚期。地幔岩浆活动引燃了遍布全球的地下煤炭层，火势很快便蔓延到地面。空气中极高的含氧量加剧了大火的扩散，倒下的树木又引燃了更多的树木，远古的大陆上一片火海。这场大火持续燃烧了 10 年之久，覆盖了当时地球一半以上的陆地。
在这种情况下，巨脉蜻蜓失去了栖息地，失去了食物来源。更为严重的是，大气中充满了有害气体和烟雾，它们遮挡了一半以上的阳光，使得植物无法进行光合作用，空气中的含氧量急剧下降。包括巨脉蜻蜓在内，地球上46% 的物种因此走向灭绝。约 1 万年之后，地球开始进入恢复期。但此时空气中的含氧量已经完全不能满足巨脉蜻蜓的活动所需，最后一只巨脉蜻蜓拼命扇动了一下翅膀也闭上了眼睛。至此，以巨脉蜻蜓为代表的巨型昆虫时代便彻底结束了。
如果地球上的含氧量变多了，巨型昆虫会不会再次出现
氧气是地球生命赖以存活的重要气体，尽管它只占大气中空气的21%，却在方方面面影响着这颗星球。它是众多有氧呼吸生物的主要原料，是物质燃烧必不可少的助燃剂，没有氧气地球也不会有现在的生机。在习惯了地球上不同比例的气体组成的大气后，我们很容易想象到如果氧气消失或减少后的严重后果。
那么如果地球上的含氧量变多了，巨型昆虫会不会再次出现？
体型巨大的昆虫似乎只在影视作品中亮相，它们中的绝大多数都是人们想象的小昆虫变异后的结果。不过，这种看似充满科幻意味的场景却的确在地球上发生过，只是年代久远，较少为人熟知。从发现的化石来分析，大约在3亿年前地球上就已经出现了巨大的物种，它们不是恐龙而是节肢动物。
这些巨大的节肢动物包括一些蜉蝣昆虫、蝎子以及千足虫等，而其中最有名的是巨脉蜻蜓和节胸蜈蚣。巨脉蜻蜓又名大尾蜻蜓或巨尾蜻蜓，生活在3亿年前的石炭纪，外形看起来与现在的蜻蜓基本一样。从完整的化石标本来看，巨脉蜻蜓的翼展可达70厘米，体长虽没有明确数据，但估计接近半米。它们是已知的地球上曾出现过的最大的飞行昆虫，以其他的昆虫和小型两栖动物为食，几乎与现在的肉食性鸟类相当。
节胸蜈蚣，或者叫做远古蜈蚣虫，生活于3.4亿年前至2.9亿年前的石炭纪晚期，是已知的陆地上最大的无脊椎动物。它们的体长范围在30厘米到2.3米之间，宽度至少有50厘米，这跟现在的蜈蚣完全不在一个量级。由于缺少口部的化石，我们并不能确定它们的食性，但它们很有可能是吃草的，因为一些肠道化石中有蕨类孢子的残骸。
为什么能长那么大？
从上面我们的设问中你也可以猜到，这些远古昆虫之所以长那么大是与氧气含量有关的，这也基本是科学界的共识。3亿年前的地球大气成分与现在并无大异，但其中的氧气含量却比现在高，大约在31%~35%之间。主流的观点认为，正是高含量的氧气让这些节肢动物发展出了巨大体型，另外也有天敌较少的原因。
这里要说一下，昆虫并不像我们那样呼吸，它们的呼吸场所是气门，气门连接着主气管，主气管上又有通往各组织的支气管。相比之下，我们的气管只延伸到肺部，之后得通过血液将氧气运输到各组织并运出二氧化碳。随着昆虫的成长，气管导管到达中心组织的时间会变长，气管也会变得更多且更宽，以满足身体的氧气需求。
主流的观点认为是吸入了更多的氧气导致了它们的巨大体型，但也有科学家认为它们是为了避免氧气中毒才长这么大的。因为它们的幼虫并不能像成虫那样通过关闭气门来控制氧气的摄入量，通常是直接通过皮肤吸收氧气。当它们发展成为体积更大的幼虫时，相对表面积就会变小，吸入的氧气百分比自然就比之前低了。
巨型昆虫还会出现吗？
如果地球上的氧气突增，巨型昆虫还会出现吗？参照3亿年前的例子这个问题的答案是肯定的，不过，有更确切的实验可以回答这个问题。科学家做过这样的实验，在含氧量不同的装置中分别饲养蟑螂、蜻蜓、蚱蜢等12种昆虫，然后观察它们的形态变化。他们发现，有10种昆虫在低氧环境在体积会变小，而在高氧环境中它们的反应各不相同，其中蜻蜓和蟑螂尤其瞩目。低氧环境发育下的蜻蜓体型比正常的蜻蜓小20%，高氧环境下则比正常蜻蜓大15%，这种明显的体型变化跟巨脉蜻蜓遥遥呼应。
而蟑螂在高氧环境下体型并没有发生变化，但这并不意味着它们完全对高氧环境没有做出任何反应。在利用高分辨率X射线图像观察了蟑螂后，科学家发现它们的气管明显变小了，这说明它们感知到了氧气的富裕，于是将更多的营养去发展其他的器官了。较小的气管仍能满足蟑螂的氧气需求，但同时也限制了它们的生长，包括生长速度和最终大小。从中我们也可以看出，有些昆虫会随氧气的增多变得更大，有些则不会，而前者往往是在亿万年前有过变大的先例的。
包括昆虫在内的节肢动物的体型之所以能随氧气变化而变化的关键在于它们的呼吸方式，这也是其他动物不能效仿的原因之一。之后巨型昆虫的灭绝很可能是因为氧气含量减少，另外，鸟类的出现也让它们难以再“无法无天”。如果现在出现巨型昆虫的话，鸟类可能不太好对付它们，因为鸟类已经远不如祖先那么大，那么强了。不过，昆虫们照样难以无限扩张，因为相比当初，眼下的地球有一种全新的更强大的物种——人类。
