Cua nhện Nhật Bản có bộ xương ngoài lớn nhất: Vì sao giới hạn kích thước của ngoại cốt hệ?

Loài vật lớn nhất hiện đang sống có bộ xương ngoài là cua nhện Nhật Bản. Tại sao sinh vật có bộ xương ngoài thường có kích thước nhỏ? Bộ xương ngoài, hay ngoại cốt hệ, là lớp vỏ cứng bao bọc và bảo vệ cơ thể, đồng thời là nơi các cơ bám vào để di chuyển. Tuy nhiên, kích thước của các loài động vật có bộ xương ngoài bị giới hạn bởi một số yếu tố: * Luật bình phương - lập phương: Khi kích thước tăng lên, diện tích bề mặt (nơi có bộ xương ngoài) tăng theo bình phương, trong đó khối lượng cơ thể tăng theo lập phương. Điều này có nghĩa là bộ xương ngoài sẽ nhanh chóng không đủ sức đỡ cho cơ thể ngày càng nặng hơn. * Nhu cầu năng lượng và quá trình lột xác: Để phát triển, các loài động vật có bộ xương ngoài cần phải lột bỏ lớp vỏ cũ và phát triển một lớp vỏ mới. Quá trình này đòi hỏi rất nhiều năng lượng, và khi sinh vật quá lớn, nhu cầu năng lượng này trở nên không bền vững. * Hệ hô hấp: Đối với côn trùng, việc lấy oxy qua các lỗ khí (spiracles) bị hạn chế về hiệu quả, do đó giới hạn kích thước của chúng. Các loài giáp xác sống dưới nước, như cua nhện Nhật Bản, có lợi thế hơn vì chúng không phải chống đỡ toàn bộ trọng lượng cơ thể nhờ vào sự nổi của nước và có hệ thống mang để lấy oxy hiệu quả hơn. Sinh vật có bộ xương ngoài lớn nhất trong lịch sử 🦖 Trong lịch sử, các nhà khoa học tin rằng Anamalocaridids, một loại tôm khổng lồ cổ đại, là sinh vật lớn nhất từng có bộ xương ngoài. Hóa thạch của chúng có niên đại khoảng 485 triệu năm và ước tính dài tới 2 mét. Sự tiến hóa có thể tạo ra những sinh vật vượt xa sức tưởng tượng của chúng ta, từ những bộ xương ngoài mạnh mẽ đến những loài cá voi khổng lồ.