Pendant des décennies, les insectes colossaux de la période carbonifère, notamment les griffons ressemblant à des libellules et dont l’envergure dépasse deux pieds, ont été associés à des niveaux d’oxygène atmosphérique plus élevés. La théorie dominante suggérait que ces anciens géants ne pouvaient exister que dans un environnement riche en oxygène. Cependant, des recherches récentes publiées dans Nature remettent en question cette hypothèse, arguant que la disponibilité en oxygène n’était pas le principal facteur expliquant leur immense taille.
L’hypothèse de l’oxygène et la biologie des insectes
L’idée selon laquelle l’oxygène atmosphérique limitait la taille des insectes provenait de la façon dont ils respirent. Contrairement aux mammifères dotés de poumons, les insectes dépendent d’un système trachéal : un réseau de minuscules tubes qui délivrent l’oxygène directement aux cellules. Les scientifiques ont estimé que les corps plus grands ont besoin de plus d’oxygène et que la diffusion à travers ces tubes deviendrait inefficace dans l’atmosphère actuelle, pauvre en oxygène. Cela suggère que la concentration plus élevée en oxygène de la période carbonifère a permis aux insectes d’atteindre des tailles extraordinaires.
De nouvelles découvertes remettent en question l’ancienne théorie
Le paléontologue Edward Snelling et son équipe de l’Université de Pretoria ont utilisé la microscopie à haute résolution pour examiner la densité trachéolaire des muscles du vol des insectes. Leur analyse a révélé que les trachéoles n’occupent qu’une infime fraction (1 % ou moins) du tissu musculaire. Cela signifie que les insectes pourraient théoriquement accueillir beaucoup plus de tubes fournissant de l’oxygène sans contraintes physiologiques.
“Si l’oxygène atmosphérique limitait réellement la taille des insectes, nous verrions des preuves de compensation trachéolaire chez les espèces plus grandes”, a expliqué Snelling. “La réalité est que tout ajustement est négligeable.”
Qu’est-ce qui a limité la taille des insectes ?
Les résultats de l’étude n’excluent pas l’oxygène comme facteur contributif, mais ils l’éliminent de manière décisive comme seul facteur limitant. Si la diffusion trachéolaire n’est pas le goulot d’étranglement, d’autres contraintes doivent être en jeu. Les explications potentielles incluent :
- Prédation : L’essor des premiers vertébrés dotés de capacités prédatrices a peut-être finalement limité la taille des insectes.
- Limites exosquelettiques : L’exosquelette rigide des insectes a des contraintes biomécaniques ; les corps plus grands nécessitent des exosquelettes proportionnellement plus forts, ce qui pourrait devenir insoutenable.
- Autres facteurs physiologiques : Le transport de l’oxygène en amont ou dans d’autres systèmes corporels pourrait encore avoir joué un rôle, mais pas dans les muscles de vol eux-mêmes.
Vue d’ensemble
Ce changement de compréhension a des implications plus larges pour la paléontologie. Il met en évidence comment les hypothèses sur les environnements anciens peuvent influencer les interprétations de l’histoire de l’évolution. L’étude ne « réfute » pas nécessairement la théorie de l’oxygène, mais elle oblige les scientifiques à explorer des explications alternatives ou complémentaires.
Le mystère de la disparition de ces insectes reste ouvert, mais cette recherche précise que l’histoire de l’oxygène atmosphérique, bien que plausible, est incomplète.
