為什么海洋里昆蟲少？

昆蟲的生物量在所有陸地動物中最多，因此它們對全球生態系統有重要影響。與陸地昆蟲相比，海洋里的昆蟲堪稱稀少。但你知道嗎？陸地昆蟲的祖先來自海洋。既然如此，海洋里的昆蟲為什么那么少？多年來，科學家對這個謎題很困惑。

在最近的一項研究中，一個科學團隊運用分子種系遺傳學技術發現，雖然海洋里的甲殼綱動物和陸地上的昆蟲都屬于泛甲殼動物科，但昆蟲是該科中離開海洋并適應了陸地生活的一個分支。甲殼綱動物和昆蟲有一個重要的共同特征——由一個蠟質層和一個硬角質層組成的外骨骼。

在之前的研究中，該團隊證明：當昆蟲變得適應陸地環境時，它們進化出的一個特異基因會創制多銅氧化酶2（簡稱MCO2），幫助它們使用氧讓角質層變硬。在由MCO2 調節的一種反應中，分子氧會氧化角質層中被稱為“兒茶酚胺”的化合物，把兒茶酚胺轉化成能讓身體表層固化和硬化的介質。與之對比，海洋里的甲殼綱動物使用海水中的鈣來硬化角質層。該團隊認為，MCO2 讓昆蟲更適應陸地環境，畢竟陸地上的氧很豐富。

但MCO2 的作用不限于此。它不僅讓昆蟲的角質層更堅硬，而且促進一種保護性更強且輕質的生物材料形成。該團隊推測，正是這種材料讓昆蟲具有攀爬、滑行甚至飛行的能力，從而讓昆蟲得以占據生態系統中之前未被它們占據的各種環境，這強力推動了昆蟲數量的飆升。與之相比，甲殼綱動物的殼要密實得多，而這與鈣化的程度成正比。

需要指出，昆蟲并非是適應陸地的唯一節肢動物，而MCO2 也不是在陸地環境中成功的必備條件。但無論如何，昆蟲的角質層都證明了“沒有MCO2，就沒有昆蟲”。這項新研究表明：角質層變硬，可能在昆蟲演化和陸地化進程中起了重要作用。