Комарі та бабки з розмахом крил до 70 см: чому зникли гігантські комахи (фото)

Викопні родичі бабок, відомі як грифони, мали розмах крил 70 сантиметрів 300 мільйонів років тому. І вони не були єдиними комахами тієї епохи, які набагато перевершували своїх сучасних побратимів. Ймовірно, вони могли б існувати і сьогодні, якби достатньо вірили в себе, але ситуація змінилася, пише Фокус.

У Фокус. Технології з'явився свій Telegram-канал. Підписуйтесь, щоб не пропускати найсвіжіші та найзахопливіші новини зі світу науки!

Відтоді, як учені виявили скам'янілості стародавніх гігантів, у біологів було просте пояснення такого зменшення розмірів: сучасний рівень кисню не може підтримувати існування комах таких розмірів. Тепер нове дослідження ставить під сумнів це пояснення.

Відомо, що сотні мільйонів років тому рівень кисню в атмосфері був на 45% вищим, ніж сьогодні, оскільки дерева, що недавно з'явилися, активно фотосинтезували. Зв'язок між великою кількістю кисню і наявністю таких гігантських комах здавався очевидним. У комах, як відомо, немає легенів — натомість вони розподіляють кисень по дихальних шляхах по всьому тілу, які закінчуються трубками, відомими як трахеоли.

Більші тіла потребують більше кисню, проте площа поверхні збільшується не так швидко. У результаті вчені дійшли висновку, що при досягненні певного розміру комахи не можуть отримувати достатньо кисню для підтримки свого способу життя. У міру зниження рівня кисню цей граничний розмір зменшувався.

Однак результати аналізу трахеол у літальних м'язах показали, що вони займають менше 1% від розміру м'язів. На думку авторів нового дослідження, у гігантських комах, ймовірно, було достатньо місця для додавання більшої кількості трахеол, щоб компенсувати зниження рівня кисню. Простими словами, той факт, що комахи все ж таки зменшувалися в розмірах, свідчить про те, що відбувалося щось інше.

Під час дослідження вчені вивчили трахеоли у 44 видів комах із 10 загонів, причому найбільші важили в 10 000 разів більше за найменших. Команда виявила напрочуд невелику різницю в тому, скільки м'язової тканини займають трахеоли: від 0,47% у комах вагою в півміліграма до 0,83% у тих, хто важить 5 грамів.

На щастя, деякі скам'янілості найбільшої грифонової мухи, Meganeuropsis permiana, настільки добре збереглися, що ми можемо побачити трахеоли. Результати вказують на те, що в цих стародавніх комах м'язи становили лише близько 1% трахеол, незважаючи на вагу близько 100 грамів.

За словами провідного автора дослідження доктора Едварда Снеллінга з Університету Преторії, прихильники пояснення, заснованого на обмеженні кисню, можуть стверджувати, що 1% видається невеликим показником, його значне перевищення послабило б м'язи комах.

Понад половину часу з моменту появи комах розмір із найбільших представників у палеонтологічному літописі приблизно відповідав вмісту кисню. Однак близько 135 мільйонів років тому цей зв'язок було порушено — атмосфера в крейдяному періоді була не такою багатою на кисень, як у кам'яновугільному, але її рівень був вищим, ніж сьогодні, і набагато вищим, ніж у юрському періоді. На жаль, літаючі комахи не змогли повною мірою відновити свої колишні розміри, що, на думку авторів нового дослідження, ймовірно, пояснюється появою конкуренції з боку літаючих комах і хижаків — птахів і птерозаврів.

Автори також вважають, що особливості сучасних екзоскелетів комах можуть обмежувати їхні розміри так само, як це не відбувалося із зовнішнім шаром екзоскелета їхніх предків.

Нагадаємо, раніше ми писали про те, що один вид комах повністю змінив свій колір, і в цьому винні люди.

Раніше Фокус писав про те, що єдина у світі комаха використовує Чумацький Шлях замість компаса: як їй це вдається.

Дослідження опубліковано в журналі Nature, IFLScience.