Vì sao thiên nhiên sản sinh ra nhiều loài côn trùng hút máu như vậy?

Sự tiến hóa của côn trùng hút máu bắt đầu vào đầu kỷ Tam Điệp - Jura (Triassic-Jurassic). Vào thời điểm đó, những nhóm sinh vật họ ruồi và muỗi bắt đầu sinh sôi nảy nở. Vào kỷ Trias, loài muỗi bắt đầu tiến hóa thành phân họ muỗi nhà và phân họ Anopheles, và trong kỷ Jura, muỗi Anopheles và muỗi Aedes phân hóa. Bên cạnh đó, những loài rệp hút máu cũng phát triển vào thời điểm này.

Có hai giả thuyết chính về sự tiến hóa của côn trùng hút máu: giả thuyết ăn thực vật, giả thuyết ăn da chết.

Giả thuyết ăn thực vật tương ứng với muỗi. Muỗi ban đầu vẫn ăn thực vật, nhưng bắt đầu từ kỷ Jura, với sự xuất hiện và tiến hóa của thực vật hạt kín, một cuộc cách mạng trên cạn đã bắt đầu và động vật có vú máu nóng, khủng long và chim xuất hiện. Một số loài muỗi, sau khi tình cờ nhận được sự nuôi dưỡng của máu, bắt đầu chuyển sang hút máu.

Người ta thường chấp nhận rằng ký sinh trùng máu ở động vật chân đốt đã tăng ít nhất 6 lần trong kỷ Jura và kỷ Phấn trắng. Chúng hút máu thông qua miệng hút - bộ phận ban đầu được sinh ra để hút nhựa cây; bộ hàm cứng như kim này cũng là công cụ đắc lực để muỗi thích nghi với việc ăn máu.

Trong Đại Trung sinh, côn trùng bắt đầu tiếp cận động vật có xương sống, có thể do chúng ăn trái cây và lá non của cây cùng lúc với những loài này, hoặc côn trùng bị thu hút bởi trái cây và hạt chứa trong tổ của động vật có xương sống.

Điều này cho phép côn trùng vô tình tiếp xúc và ăn máu chảy ra từ vết thương, sao đó tiến hóa để cố tình mở vết thương; theo thời gian, phần miệng của côn trùng tiếp tục phát triển, cho phép côn trùng loại bỏ vảy trên vết thương, mở vết thương cũ ra và kết quả là khả năng đâm xuyên vào da cũng như khiến cho những vết thương này khó đông máu hơn.

Rõ ràng là máu của động vật có xương sống có giá trị dinh dưỡng cao hơn và dễ tiêu hóa hơn nhựa của thực vật, bằng chứng là muỗi Aedes hút máu thường phát triển và sinh sản hơn so với muỗi hút nhựa cây.

Quá trình chuyển đổi từ ăn nhựa cây sang uống máu vẫn tồn tại trong thời hiện đại. Ví dụ điển hình là loài bướm đêm Spodoptera, chúng là một loài thuộc họ Noctuididae với chiếc mỏ sắc nhọn được cải tiến. Chiếc mỏ này được hầu hết các loài sống về đêm sử dụng để xuyên qua lớp vỏ bên ngoài của trái cây, nhưng bướm đêm Spodoptera lại sử dụng mỏ này để chọc thủng da của động vật có xương sống để hút máu.

Giả thuyết ăn da chết tương ứng với các loài côn trùng khác không có cơ quan chích hút chuyên biệt. Những loài côn trùng này không thể hút máu trực tiếp nhưng lại phát triển thành côn trùng hút máu gián tiếp thông qua quá trình chung sống lâu dài với động vật có xương sống.

Tổ của động vật có xương sống thu hút côn trùng có lẽ vì môi trường ẩm ướt, ấm áp rất có lợi cho đại đa số côn trùng. Hơn nữa, lượng thức ăn dồi dào trong tổ của động vật có xương sống cũng có thể là nguyên nhân khiến nó thu hút côn trùng.

Ban đầu, côn trùng ăn phân, nấm và vô tình ăn phải các mảnh vụn hữu cơ như ác mảnh vụn da hoặc lôn trong tổ. Theo thời gian, điều này đã dẫn đến sự phát triển khả năng tiêu hóa các mảnh vụn hữu cơ và chúng cũng kiếm ăn trực tiếp từ cơ thể vật chủ.

Sự thích nghi về hình thái và hành vi đồng thời cho phép côn trùng phát triển những cơ miệng đặc biệt. Mặc dù những phần cơ này không được sử dụng như vòi hút của muỗi, nhưng nó có thể được dùng để xâm nhập vào lớp hạ bì để ăn máu của vật chủ. Sự tiến hóa từ ăn da sang hút máu lần đầu tiên được phát hiện ở các thành viên của phân loài rận gia cầm.