世界上僅有記載的昆蟲物種就超過100萬種，堪稱是地球上種類最豐富的生物。利用擁有翅膀等優勢，昆蟲可以適應陸地上的所有環境，但是適應海洋環境的昆蟲物種數量卻非常少，關於其終極因數，長期以來一直是包括昆蟲愛好者在内爭論的話題。此次，東京都立大學研究生院理學研究科助理教授朝野維起、杏林大學資料科學教育研究中心助理教授橋本晃生，及NASA（美國宇航局）艾姆斯研究中心研究員埃瓦羅德·克雷格等人着眼於節肢動物昆蟲的重要身體結構——外骨骼，結合外骨骼硬化機制，針對爲何海洋裏幾乎沒有昆蟲提出了一項新的假說，並將研究成果發表在了《Physiological Entomology》雜誌上。
圖1 甲殼類動物和昆蟲分別在海洋和陸地繁衍旺盛的相關因素（供圖：東京都立大學）
對於海里沒有昆蟲的終極因數，存在各種假說，如昆蟲無法適應海水（滲透壓、鹽度）、水壓會破壞氣道、捕食壓力高等。但隨着可以生活在遠洋、海水中、深海等的昆蟲物種陸續被發現，以上假說開始變得不成立。
在沒有從昆蟲生理學角度提出令人信服的假說的情況下，目前最具說服力的假說是生態學上的概念性解釋，即「節肢動物能佔據的生態位（niche）被包括甲殼類在内的動物預先佔有，已經沒有昆蟲介入的餘地」。然而，這一解釋並沒有超出「雖然目前仍不清楚爲什麼海里沒有昆蟲，但可以這樣解釋」的範疇，對於海里沒有昆蟲的理由，目前尚不存在明確的解釋。
研究團隊提出的新假說概要如下。
在硬化外骨骼的程序中，昆蟲需要以氧分子作爲輔助因子發生化學反應，但與陸地（空氣中）相比，水中僅含有陸地1/30的氧氣，這可能是阻礙昆蟲進入海洋中生活的理由之一。與富含氧氣的陸地形成鮮明對比的是，在海水中，被認爲是昆蟲近緣的甲殼類動物異常繁盛。它們在海水中佔據優勢，僅憑磷蝦的群體大小就可以壓倒其他動物。而甲殼類動物利用海水中豐富的鈣來硬化外骨骼。儘管昆蟲和甲殼類都是節肢動物，圍繞同一棲息環境存在競爭關係，但是利用鈣生成堅固外骨骼的甲殼類生存的海洋環境，對於不能有效硬化外骨骼的昆蟲來說可以說非常嚴酷。
新假說的關鍵點在於，在適應陸地環境的程序中更爲有利的表徵在重新向大海隊形變換時可能會變成不利的表徵。這種想法具有過去沒有人提出過的獨創性。
原文：《科學新聞》
翻譯：JST客觀日本編輯部
【論文資訊】
雜誌：Physiological Entomology
論文：Eco-evolutionary implication for a possible contribution of cuticle hardening system in insect evolution and terrestrialisation
DOI：doi.org/10.1111/phen.12406
