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(tài)系統(tǒng)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(xué)家對這個謎題很困惑。

在最近的一項研究中，一個科學(xué)團隊運用分子種系遺傳學(xué)技術(shù)發(fā)現(xiàn)，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(yīng)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(zhì)層和一個硬角質(zhì)層組成的外骨骼。

在之前的研究中，該團隊證明：當(dāng)昆蟲變得適應(yīng)陸地環(huán)境時，它們進化出的一個特異基因會創(chuàng)制多銅氧化酶2（簡稱MCO2），幫助它們使用氧讓角質(zhì)層變硬。在由MCO2 調(diào)節(jié)的一種反應(yīng)中，分子氧會氧化角質(zhì)層中被稱為“兒茶酚胺”的化合物，把兒茶酚胺轉(zhuǎn)化成能讓身體表層固化和硬化的介質(zhì)。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(zhì)層。該團隊認(rèn)為，MCO2 讓昆蟲更適應(yīng)陸地環(huán)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(zhì)層更堅硬，而且促進一種保護性更強且輕質(zhì)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(jù)生態(tài)系統(tǒng)中之前未被它們占據(jù)的各種環(huán)境，這強力推動了昆蟲數(shù)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(yīng)陸地的唯一節(jié)肢動物，而MCO2 也不是在陸地環(huán)境中成功的必備條件。但無論如何，昆蟲的角質(zhì)層都證明了“沒有MCO2，就沒有昆蟲”。這項新研究表明：角質(zhì)層變硬，可能在昆蟲演化和陸地化進程中起了重要作用。