世界上仅有记载的昆虫物种就超过100万种，堪称是地球上种类最丰富的生物。利用拥有翅膀等优势，昆虫可以适应陆地上的所有环境，但是适应海洋环境的昆虫物种数量却非常少，关于其原因，长期以来一直是包括昆虫爱好者在内争论的话题。此次，东京都立大学研究生院理学研究科助理教授朝野维起、杏林大学数据科学教育研究中心助理教授桥本晃生，及NASA（美国宇航局）艾姆斯研究中心研究员埃瓦罗德·克雷格等人着眼于节肢动物昆虫的重要身体结构——外骨骼，结合外骨骼硬化机制，针对为何海洋里几乎没有昆虫提出了一项新的假设，并将研究成果发表在了《Physiological Entomology》杂志上。
图1 甲壳类动物和昆虫分别在海洋和陆地繁衍旺盛的相关因素（供图：东京都立大学）
对于海里没有昆虫的原因，存在各种假说，如昆虫无法适应海水（渗透压、盐度）、水压会破坏气管、捕食压力高等。但随着可以生活在远洋、海水中、深海等的昆虫物种陆续被发现，以上假设开始变得不成立。
在没有从昆虫生理学角度提出令人信服的假说的情况下，目前最具说服力的假说是生态学上的概念性解释，即“节肢动物能占据的生态位（niche）被包括甲壳类在内的动物预先占有，已经没有昆虫介入的余地”。然而，这一解释并没有超出“虽然目前仍不清楚为什么海里没有昆虫，但可以这样解释”的范畴，对于海里没有昆虫的理由，目前尚不存在明确的解释。
研究团队提出的新假说概要如下。
在硬化外骨骼的过程中，昆虫需要以氧分子作为辅助因子发生化学反应，但与陆地（空气中）相比，水中仅含有陆地1/30的氧气，这可能是阻碍昆虫进入海洋中生活的理由之一。与富含氧气的陆地形成鲜明对比的是，在海水中，被认为是昆虫近缘的甲壳类动物异常繁盛。它们在海水中占据优势，仅凭磷虾的资源量就可以压倒其他动物。而甲壳类动物利用海水中丰富的钙来硬化外骨骼。尽管昆虫和甲壳类都是节肢动物，围绕同一栖息环境存在竞争关系，但是利用钙生成坚固外骨骼的甲壳类生存的海洋环境，对于不能有效硬化外骨骼的昆虫来说可以说非常严酷。
新假说的关键点在于，在适应陆地环境的过程中更为有利的性状在重新向大海发展时可能会变成不利的性状。这种想法具有过去没有人提出过的独创性。
原文：《科学新闻》
翻译：JST客观日本编辑部
【论文信息】
杂志：Physiological Entomology
论文：Eco-evolutionary implication for a possible contribution of cuticle hardening system in insect evolution and terrestrialisation
DOI：doi.org/10.1111/phen.12406
