Таємниця гігантських комах: вчені спростували теорію, що панувала 30 років

Близько 300 мільйонів років тому над болотистими лісами планети ширяли справжні монстри — бабкоподібні створіння з розмахом крил у 70 сантиметрів, що за розмірами дорівнювали невеликому яструбу. Протягом трьох десятиліть наука пояснювала це явище надлишком кисню в атмосфері, проте це було помилкою.

Про це пише Cikavosti.

Класичне пояснення «кисневого гігантизму» з’явилося у 1995 році. Тоді вчені вважали, що оскільки комахи дихають через систему трубок (трахеоли), дифузія кисню обмежує їхній максимальний розмір. За логікою того часу, лише висока концентрація $O_2$ у стародавній атмосфері (близько 35% проти сучасних 21%) дозволяла комах виростати до гігантських масштабів.

Проте команда дослідників з Університетів Арізони та Преторії використала потужну електронну мікроскопію і з’ясувала: дихальна система комах принципово не обмежена киснем.

«Якщо б кисень справді встановлював межу максимального розміру, мав би бути доказ компенсації на рівні трахеол. Ми вивчили широкий спектр видів і побачили, що трахеоли займають лише близько 1% польотної мускулатури. Це свідчить про колосальний еволюційний запас для збільшення, який комахи просто не використовують», — заявив провідний автор дослідження Е. П. Снеллінг.

Вчені порівняли систему дихання комах із серцевим м’язом птахів та ссавців. Виявилося, що капіляри у серці хребетних займають у 10 разів більше відносного простору, ніж трахеоли у м’язах комах.

Це означає, що дихальна система комах є неймовірно ефективною і могла б забезпечувати киснем навіть набагато більші тіла без жодних змін в атмосфері. Якби теорія 1995 року була вірною, у великих комах трахеоли мали б займати значно більший обсяг м’язів, аби компенсувати відстані дифузії.

Проте мікроскопія показала, що ця частка залишається незмінно малою незалежно від розміру виду.

Нові гіпотези: хто «вбив» гігантів

Якщо кисень не був обмежувальним фактором, то чому ж тоді зникли «грифонові мухи»?

Науковці висунули дві нові версії:

• Хижацтво: поява перших крилатих рептилій та ранніх птахів могла зробити великих комах занадто вразливими цілями. Гігантизм став еволюційно невигідним, коли в небі з’явилися швидші та сильніші хижаки-хребетні.

• Фізика екзоскелету: хітинові покриви стає вкрай складно підтримувати у стабільному стані при великих розмірах, особливо під час критично важливого процесу линяння.

«Наші результати показують, що система постачання кисню через трахеоли не обмежує гігантизм комах. Справжня причина їхньої появи та зникнення знову стала відкритим питанням для науки», — підсумовують дослідники.

Нагадаємо, Ісландія залишається однією з небагатьох країн світу, де немає комарів. Вчені пояснюють це суворим і нестабільним кліматом, що робить неможливим виживання личинок та яєць, а глобальне потепління може загрожувати цій унікальності.

Читати публікацію повністю →