Кислород не при чем – почему раньше насекомые были размером с орла

Приблизительно 300 миллионов лет назад небо нашей планеты бороздили существа, чьим размерам позавидовали бы современные птицы: размах крыльев некоторых доисторических насекомых приближался к впечатляющим 70 сантиметрам. Однако масштабное научное исследование радикально перевернуло привычные представления о причинах появления столь грандиозных форм жизни.

Как сообщает Daily Galaxy, популярная теория о прямой зависимости размеров насекомых от уровня атмосферного кислорода оказалась под серьезным вопросом.

Эпоха гигантов и кислородная догма

Самым ярким и известным представителем той удивительной эпохи была Meganeura monyi. Внешне она напоминала колоссальную стрекозу, хотя на самом деле принадлежала к вымершей группе хищных насекомых Meganisoptera (так называемым гриффинфлаям).

Десятилетиями палеонтологи сходились во мнении, что ключевым фактором их гигантизма была атмосфера каменноугольного периода. В те времена значительные территории Земли покрывали густые тропические леса и болота, а концентрация кислорода в воздухе достигала рекордных 30% (против нынешнего 21%).

Логика ученых казалась безупречной: поскольку насекомые не имеют легких и дышат через разветвленную сеть крошечных трубочек (трахей), богатая кислородом среда якобы позволяла им преодолевать жесткие физиологические ограничения дыхательной системы и наращивать огромную массу тела.

Что показало новое исследование Nature?

Однако команда исследователей под руководством Эдварда Снеллинга из Университета Претории решила проверить фундаментальные основы этой теории на прочность. Ученые проанализировали более 1 300 детальных микроснимков, охватывающих 44 вида современных насекомых из десяти различных отрядов, уделив особое внимание трахеолам — мельчайшим капиллярным трубочкам, доставляющим кислород напрямую к тканям.

Результаты оказались ошеломляющими:

• При разнице массы тела исследованных образцов в 10 000 раз относительный объем пространства, занятого трахеолами в мышцах, увеличивался всего в 1,8 раза.

• Ученые зафиксировали лишь незначительную компенсацию на уровне дыхательной системы у более крупных видов.

«Если бы атмосферный кислород действительно устанавливал жесткий предел максимального размера тела насекомых, мы должны были увидеть масштабные доказательства компенсации на уровне трахеол. Однако в общей картине эти изменения оказались несущественными», — пояснил Эдвард Снеллинг.

Почему гиганты исчезли с лица Земли?

Отказ от «кислородной монополии» заставил научное сообщество искать другие объяснения как появлению, так и последующему исчезновению гигантских насекомых. На их эволюцию мог влиять целый комплекс факторов — от прочности хитинового экзоскелета и законов аэродинамики до особенностей развития личиночных стадий в водной среде.

Кроме того, важнейшую роль сыграл биологический фактор. Ископаемые свидетельства прямо указывают на то, что насекомые начали стремительно уменьшаться в размерах сразу после появления первых летающих динозавров и птиц. В условиях жесткой конкуренции с новыми хищниками меньший размер давал эволюционное преимущество, обеспечивая необходимую маневренность и позволяя выживать в небе.

Ранее "Курсор" рассказывал, что ученые установили, какая профессия является фактором риска рака.