Комары и стрекозы с размахом крыльев до 70 см: почему исчезли гигантские насекомые (фото)

Ископаемые родственники стрекоз, известные как грифоны, имели размах крыльев 70 сантиметров 300 миллионов лет назад. И они не были единственными насекомыми той эпохи, которые намного превосходили своих современных собратьев. Вероятно, они могли бы существовать и сегодня, если бы достаточно верили в себя, но ситуация изменилась, пишет Фокус.

У Фокус. Технологии появился свой Telegram-канал. Подписывайтесь, чтобы не пропускать самые свежие и захватывающие новости из мира науки!

С тех пор, как ученые обнаружили окаменелости древних гигантов, у биологов было простое объяснение такого уменьшения размеров: современный уровень кислорода не может поддерживать существование насекомых таких размеров. Теперь новое исследование ставит под сомнение это объяснение.

Известно, что сотни миллионов лет назад уровень кислорода в атмосфере был на 45% выше, чем сегодня, поскольку недавно появившиеся деревья активно фотосинтезировали. Связь между обилием кислорода и наличием таких гигантских насекомых казалась очевидной. У насекомых, как известно, нет легких — вместо этого они распределяют кислород по дыхательным путям по всему телу, которые заканчиваются трубками, известными как трахеолами.

Более крупные тела требуют больше кислорода, однако площадь поверхности увеличивается не так быстро. В результате ученые пришли к выводу, что при достижении определенного размера насекомые не могут получать достаточно кислорода для поддержания своего образа жизни. По мере снижения уровня кислорода этот предельный размер уменьшался.

Однако результаты анализа трахеол в летательных мышцах показало, что они занимают менее 1% от размера мышц. По мнению авторов нового исследования, у гигантских насекомых, вероятно, было достаточно места для добавления большего количества трахеол, чтобы компенсировать снижение уровня кислорода. Простыми словами, тот факт, что насекомые все же уменьшались в размерах, свидетельствует о том, что происходило нечто иное.

В ходе исследования ученые изучили трахеолы у 44 видов насекомых из 10 отрядов, причем самые крупные весили в 10 000 раз больше самых маленьких. Команда обнаружила удивительно небольшую разницу в том, сколько мышечной ткани занимают трахеолы: от 0,47% у насекомых весом в полмиллиграмма до 0,83% у тех, кто весит 5 граммов.

К счастью, некоторые окаменелости самой крупной грифоновой мухи, Meganeuropsis permiana, настолько хорошо сохранились, что мы можем увидеть трахеолы. Результаты указывают на то, что у этих древних насекомых мышцы составляли всего около 1% трахеол, несмотря на вес около 100 граммов.

По словам ведущего автора исследования доктора Эдварда Снеллинга из Университета Претории, сторонники объяснения, основанного на ограничении кислорода, могут утверждать, что 1% кажется небольшим показателем, его значительное превышение ослабило бы мышцы насекомых.

Более половины времени с момента появления насекомых размер из самых крупных представителей в палеонтологической летописи примерно соответствовал содержанию кислорода. Однако около 135 миллионов лет назад эта связь была нарушена — атмосфера в меловом периоде была не такой богатой кислородом, как в каменноугольном, но ее уровень был выше, чем сегодня, и намного выше, чем в юрском периоде. Увы, летающие насекомые не смогли в полной мере восстановить свои прежние размеры, что, по мнению авторов нового исследования, вероятно, объясняется появлением конкуренции со стороны летающих насекомых и хищников — птиц и птерозавров.

Авторы также считают, что особенности современных экзоскелетов насекомых могут ограничивать их размеры так же, как это не происходило с внешним слоем экзоскелета их предков.

Напомним, ранее мы писали о том, что один вид насекомых полностью изменил свой цвет, и в этом виноваты люди.

Ранее Фокус писал о том, что единственное в мире насекомое использует Млечный Путь вместо компаса: как ему это удается.

Исследование опубликовано в журнале Nature, IFLScience.