Протягом десятиліть колосальні комахи кам’яновугільного періоду — включаючи бабкоподібний грифонфліс із розмахом крил понад півметра — пов’язували з вищим рівнем кисню в атмосфері. Переважна теорія передбачала, що ці давні гіганти могли існувати лише в киснево-насиченому середовищі. Однак недавнє дослідження, опубліковане в журналі Nature, кидає виклик цьому припущенню, стверджуючи, що доступність кисню не була основним фактором, що визначає їх величезні розміри.
Гіпотеза про Кисень та Біологія Комах
Ідея про те, що атмосферний кисень обмежував розмір комах, випливала з того, як комахи дихають. На відміну від ссавців з легкими комахи покладаються на трахейну систему: мережа крихітних трубок, які доставляють кисень безпосередньо до клітин. Вчені міркували, що для великих тіл потрібно більше кисню, і дифузія через ці трубки стала б неефективною в сучасній атмосфері з низьким вмістом кисню. Це мало на увазі, що більш висока концентрація кисню в кам’яновугільному періоді дозволяла комахам зростати до надзвичайних розмірів.
Нові Дані Кидають Виклик Старої Теорії
Палеонтолог Едвард Снеллінг та його команда з Університету Преторії використовували високодозволену мікроскопію для вивчення щільності трахей у льотних м’язах комах. Їхній аналіз показав, що трахеї займають лише мізерну частину (1% або менше) м’язової тканини. Це означає, що комахи теоретично могли б розмістити набагато більше кисень-доставляють трубок без фізіологічних обмежень.
«Якби атмосферний кисень справді обмежував розмір комах, ми побачили б докази трахейної компенсації у більших видів», — пояснив Снеллінг. “Насправді будь-які коригування незначні”.
Що На Самій Справі Обмежувало Розмір Комах?
Висновки дослідження не виключають кисень як фактор, що сприяє, але вони остаточно виключають його як єдиний обмежуючий фактор. Якщо дифузія через трахеї перестав бути вузьким місцем, мали діяти інші обмеження. Можливі пояснення включають:
- Хижацтво: Поява ранніх хребетних з хижацькими здібностями могла зрештою обмежити розмір комах.
- Межі Екзоскелета: Жорсткий екзоскелет комах має біомеханічні обмеження; більші тіла вимагають пропорційно міцніших екзоскелетів, які можуть стати нестійкими.
- Інші Фізіологічні Фактори: Транспорт кисню вище за течією або в інших системах організму все ж таки міг відігравати роль, хоча і не в самих льотних м’язах.
Загальна Картина
Цей зрушення у розумінні має ширші наслідки для палеонтології. Він підкреслює, як припущення про давні середовища можуть впливати на інтерпретацію еволюційної історії. Дослідження не обов’язково «заперечує» теорію про кисень, але воно змушує вчених вивчати альтернативні чи додаткові пояснення.
Загадка зникнення цих комах залишається відкритою, але це дослідження прояснює, що історія про атмосферний кисень, хоч і правдоподібна, неповна.
