Гигантские доисторические насекомые не нуждались в высоком уровне кислорода, выяснили ученые

Около 300 миллионов лет назад атмосфера Земли содержала значительно больше кислорода, чем сегодня. Долгое время считалось, что именно это позволило насекомым достигать гигантских размеров — например, стрекозоподобные «гриффины» с размахом крыльев до 70 см. Однако новое исследование, опубликованное в журнале Nature, ставит эту теорию под сомнение.

В 1980-х годах ученые разработали методы реконструкции состава древней атмосферы и выяснили, что уровень кислорода достиг пика около 300 миллионов лет назад. Исследование 1995 года связало этот период с появлением гигантских насекомых, предположив, что более крупные особи нуждались в большем количестве кислорода. Считалось, что трахеальная система насекомых (сеть трубочек, по которым кислород поступает к мышцам) ограничивает их размер, так как диффузия менее эффективна на больших расстояниях.

Группа ученых под руководством Эдварда (Неда) Снеллинга из Университета Претории использовала мощную электронную микроскопию, чтобы изучить, как размер тела насекомого связан с количеством трахеол (мельчайших трубочек) в летательных мышцах. Оказалось, что трахеолы занимают лишь около 1% или менее объема летательных мышц у большинства видов насекомых. Даже у гигантских гриффинов эта доля оставалась бы небольшой.

«Если бы атмосферный кислород действительно ограничивал максимальный размер тела насекомых, то должны были бы наблюдаться признаки компенсации на уровне трахеол, — отметил ведущий автор исследования Эдвард Снеллинг. — Некоторая компенсация у более крупных насекомых есть, но она незначительна в общей картине». Для сравнения, капилляры в сердечной мышце птиц и млекопитающих занимают примерно в десять раз больше места, чем трахеолы в летательных мышцах насекомых.

Профессор Роджер Сеймур из Университета Аделаиды добавил: «Если бы транспорт кислорода действительно ограничивал размер тела, у насекомых был бы огромный эволюционный потенциал для увеличения количества трахеол».

Некоторые ученые предупреждают, что кислород все же может играть роль в ограничении размера насекомых на других этапах транспортировки или в других частях тела. Однако новые данные ясно показывают, что диффузия кислорода в трахеолах летательных мышц не является лимитирующим фактором. Теперь исследователям предстоит искать другие причины гигантизма древних насекомых — например, усиление хищничества со стороны позвоночных или физические ограничения экзоскелета.

Источники: sciencedaily.com, материалы предоставлены Университетом штата Аризона.