Per decenni, i colossali insetti del periodo Carbonifero – compresi i grifoni simili a libellule con un’apertura alare superiore a mezzo metro – sono stati collegati a livelli di ossigeno atmosferico più elevati. La teoria prevalente suggeriva che questi antichi giganti potessero esistere solo in un ambiente ricco di ossigeno. Tuttavia, una recente ricerca pubblicata su Nature mette in discussione questa ipotesi, sostenendo che la disponibilità di ossigeno non era il fattore principale che rendeva possibili le loro immense dimensioni.
L’ipotesi dell’ossigeno e la biologia degli insetti
L’idea che l’ossigeno atmosferico limitasse le dimensioni degli insetti derivava dal modo in cui gli insetti respirano. A differenza dei mammiferi dotati di polmoni, gli insetti fanno affidamento su un sistema tracheale: una rete di minuscoli tubi che forniscono ossigeno direttamente alle cellule. Gli scienziati ritenevano che corpi più grandi richiedessero più ossigeno e che la diffusione attraverso questi tubi sarebbe diventata inefficiente nell’atmosfera odierna povera di ossigeno. Ciò suggeriva che la maggiore concentrazione di ossigeno del periodo Carbonifero consentisse agli insetti di raggiungere dimensioni straordinarie.
Nuove scoperte sfidano la vecchia teoria
Il paleontologo Edward Snelling e il suo team dell’Università di Pretoria hanno utilizzato la microscopia ad alta risoluzione per esaminare la densità tracheolare nei muscoli del volo degli insetti. La loro analisi ha rivelato che le tracheole occupano solo una minuscola frazione (1% o meno) del tessuto muscolare. Ciò significa che gli insetti potrebbero teoricamente ospitare molti più tubi che forniscono ossigeno senza vincoli fisiologici.
“Se l’ossigeno atmosferico limitasse davvero le dimensioni degli insetti, vedremmo prove di compensazione tracheolare nelle specie più grandi”, ha spiegato Snelling. “La realtà è che qualsiasi aggiustamento è trascurabile.”
Cosa ha limitato le dimensioni degli insetti?
I risultati dello studio non escludono l’ossigeno come fattore determinante, ma lo eliminano decisamente come unico fattore limitante. Se la diffusione tracheolare non è il collo di bottiglia, devono essere entrati in gioco altri vincoli. Le possibili spiegazioni includono:
- Predazione: L’ascesa dei primi vertebrati con capacità predatorie potrebbe aver eventualmente limitato le dimensioni degli insetti.
- Limiti esoscheletrici: Il rigido esoscheletro degli insetti ha vincoli biomeccanici; corpi più grandi richiedono esoscheletri proporzionalmente più forti, che potrebbero diventare insostenibili.
- Altri fattori fisiologici: Il trasporto di ossigeno a monte o in altri sistemi corporei potrebbe ancora aver avuto un ruolo, sebbene non all’interno dei muscoli del volo stessi.
Il quadro più ampio
Il cambiamento nella comprensione ha implicazioni più ampie per la paleontologia. Evidenzia come le ipotesi sugli ambienti antichi possono influenzare le interpretazioni della storia evolutiva. Lo studio non “smentisce” necessariamente la teoria dell’ossigeno, ma costringe gli scienziati a esplorare spiegazioni alternative o complementari.
Il mistero del perché questi insetti siano scomparsi rimane aperto, ma questa ricerca chiarisce che la storia dell’ossigeno atmosferico, sebbene plausibile, è incompleta.
