东京都立大学的科学家们提出了一个理论来解释为什么海洋环境中的昆虫如此稀少。他们之前证明，昆虫开发了一种独特的化学过程来硬化它们的壳，涉及分子氧和一种称为多铜氧化酶-2(MCO2)的酶。现在，他们认为这将MCO2置于昆虫生态进化的中心，使它们在陆地上具有优势，但在海洋中处于劣势。

昆虫是地球上最成功的生物之一。它们被认为是所有陆地动物中最大的生物量，对全球生态系统具有重大影响。然而，它们在陆地上的丰富与它们在海洋中的极度稀有形成鲜明对比。很少有昆虫生活在海洋中，尽管它们的生物祖先起源于海洋。这个经久不衰的科学之谜多年来一直困扰着研究人员。

现在，东京都立大学的一组研究人员在助理教授TsunakiAsano的带领下，提出了一种基于进化遗传学的解决方案。分子系统发育学的最新发现表明，甲壳类动物和昆虫都属于同一个科，Pancrustacea，并且昆虫从海洋中分支出来并适应了陆地上的生活。它们有一个共同的关键特征：由蜡层和硬角质层组成的外骨骼。在早期的工作中，同一个团队表明，当昆虫适应陆地环境时，它们会进化出一种独特的基因，这种基因会产生一种叫做多铜氧化酶2(MCO2)的酶，这种酶可以帮助它们利用氧气硬化表皮。MCO2促进了分子氧氧化角质层中称为儿茶酚胺的化合物的反应，将它们转化为结合和硬化表面的物质。相比之下，甲壳类动物利用海水中的钙来硬化它们的角质层。该团队表示，由于氧气丰富，这使得土地更适合昆虫生存。由于缺氧和更适应的生物的存在，海洋现在已成为昆虫的恶劣环境。

然而，不仅仅是海洋变得不那么适合昆虫居住了。通过MCO2途径硬化和干燥角质层会产生一种不仅具有保护性而且重量轻的生物材料。他们推测这可能就是昆虫获得攀爬植物、滑行并最终飞行的能力的原因。这使它们能够迁移并占据生态系统中以前空缺的生态位，这是导致它们数量庞大的强大驱动力。相比之下，甲壳类动物的壳明显更致密，密度与钙化程度之间有很强的相关性。

当然，昆虫并不是唯一适应陆地生活的节肢动物，因此很明显，MCO2并不是在陆地生态位中取得成功所必需的。然而，昆虫表皮的性质充分说明了它们在陆地环境中的成功。事实上，该团队认为MCO2可能是昆虫的一个决定性特征：“没有MCO2，就没有昆虫。”他们的工作为角质层硬化在昆虫进化和适应陆地方面可能发挥的作用提供了一个全新的视角。

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