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C’est un titre fantastique, ou pourrions-nous voir des insectes géants aujourd’hui ? C’est peu probable, mais pendant des années, les films ont utilisé ces images mythiques pour effrayer et divertir des millions de personnes. Ces énormes insectes dépeints dans les mauvais films de série B existent surtout dans le domaine de la science-fiction. Pourtant, des insectes aux proportions gigantesques ont réellement existé il y a 300 millions d’années. Ils n’étaient pas aussi gros que des camions à benne, mais certains avaient une taille plusieurs fois supérieure à celle de leurs parents modernes. Comment le savons-nous ?
Les fossiles en détiennent la preuve. Les scientifiques savent que des libellules à l’envergure d’aile aussi large que celle d’un faucon et des cafards assez gros pour s’attaquer à des chats domestiques ont vécu durant l’ère paléozoïque (il y a 245 à 570 millions d’années). À la même époque, des mille-pattes plus longs qu’une jambe humaine se déplaçaient sur le sol préhistorique. Des centaines d’espèces différentes et gigantesques ont évolué au cours de la fin de l’ère paléozoïque. Tout cela se passait juste au moment où les premiers dinosaures sont apparus. Peu après, les insectes géants ont disparu.
Il y a 300 millions d’années, des insectes similaires à la libellule actuelle avaient une envergure d’ailes pouvant atteindre 65 centimètres (cm). Meganeura, un genre apparenté aux libellules actuelles, avait une envergure aussi large que celle de l’Épervier brun que nous voyons voler aujourd’hui. Par comparaison, la plus grande libellule actuelle vit au Costa Rica et a une envergure de 19 centimètres (cm).
Mystère des insectes disparus
Ces anciens insectes géants fascinent Jon Harrison. Un physiologiste et professeur de biologie à l’université d’État de l’Arizona. Harrison veut savoir pourquoi les insectes géants ont évolué, et pourquoi ils ont disparu. La réponse pourrait se trouver dans la façon dont les insectes respirent. Harrison et son laboratoire sont occupés à étudier comment la respiration des insectes modernes affecte la taille de leur corps. Ils découvrent qu’en raison de la façon dont les insectes sont construits, des niveaux d’oxygène plus élevés signifient généralement des insectes plus gros !
Prendre une profonde respiration
Avant les dinosaures, les insectes géants régnaient sur le monde il y a plus de 300 millions d’années. Cliquez sur l’image pour l’agrandir.
Les découvertes géologiques récentes indiquent qu’il y a eu une « impulsion » dans la concentration d’oxygène environnemental pendant l’ère paléozoïque. En d’autres termes, il y avait beaucoup plus d’oxygène dans l’atmosphère il y a 300 millions d’années qu’aujourd’hui. Au cours de cette période, la concentration d’oxygène dans l’air a atteint 35 pour cent, soit presque le double du niveau actuel de 21 pour cent.
Il est intéressant de noter que la hausse et la baisse de l’oxygène atmosphérique ont également coïncidé avec l’évolution et l’extinction des insectes géants. Harrison et d’autres biologistes proposent que c’était plus qu’une simple coïncidence. Ils émettent l’hypothèse que des niveaux élevés d’oxygène pourraient expliquer l’existence d’espèces géantes. L’extinction des monstres ailés et des coléoptères géants après 100 millions d’années pourrait également être le résultat d’une diminution des niveaux d’oxygène qui s’est produite au même moment.
Qu’est-ce qui pourrait expliquer autrement les géants disparus ?
Les scientifiques envisagent souvent plusieurs explications pour une observation déroutante comme les insectes de taille supérieure. Harrison souligne que si de bonnes preuves soutiennent l’hypothèse selon laquelle une impulsion préhistorique en oxygène a provoqué l’évolution de l’insecte géant, il n’y a pas de preuve directe. Il n’existe pas d’insectes géants vivants, ni de fossiles de leurs trachées. Par conséquent, les biologistes sont contraints d’étudier la meilleure solution suivante : les insectes apparentés encore vivants, rampant et volant aujourd’hui. Un test convaincant de l’hypothèse de l’impulsion d’oxygène dépendra des preuves apportées par les études sur plusieurs de ces insectes.
Les scientifiques ont trouvé des archives fossiles d’insectes géants apparentés aux libellules. Ceci est un moulage d’un Meganeuridae fossile. Ce genre d’insecte vivait il y a 300 millions d’années et pouvait avoir une envergure d’ailes de 2 pieds. L’image en haut à droite a la taille d’une libellule actuelle. Cliquez pour agrandir.
Cela prend du temps. Harrison et ses étudiants contribuent à cet effort. « Notre travail est important car c’est la première recherche dont j’ai connaissance pour tester expérimentalement cette hypothèse », dit-il. Mais en attendant que lui et d’autres produisent les données nécessaires, le bon sens scientifique de Harrison l’oblige à envisager d’autres explications possibles. Il y a eu beaucoup de « gigantisme disparu » dans d’autres groupes », explique-t-il. Les dinosaures et les mastodontes de l’ère pléistocène, qui ressemblaient à des éléphants, en sont des exemples bien connus. Dans ces groupes, l’évolution n’a pas été liée aux niveaux d’oxygène atmosphérique, explique Harrison. « De toute évidence, il existe d’autres raisons environnementales ou écologiques au gigantisme et au gigantisme disparu », ajoute-t-il.
Les insectes paléozoïques ont peut-être pu utiliser d’autres mécanismes, comme des pompes respiratoires, pour augmenter le débit d’air dans leurs trachées. Si tel était le cas, les espèces géantes auraient pu maximiser leur capacité à respirer même dans des environnements à faible teneur en oxygène. Des facteurs écologiques pourraient également expliquer le modèle de gigantisme préhistorique. Par exemple, certains biologistes spécialistes des insectes privilégient l’idée que les insectes géants du Paléozoïque ont réussi parce qu’ils étaient moins susceptibles d’être mangés. Leur corps massif aurait pu les rendre plus puissants dans leur combat, ou les rendre trop gros pour être considérés comme des proies viables. Une autre explication possible est que l’augmentation de la diversité écologique a simplement diversifié les options de taille pour les insectes. Être « géant » n’était qu’une des alternatives.
Cette histoire a été publiée à l’origine dans le magazine ASU Research – numéro d’automne 1991. Une partie du contenu a été mise à jour et des images supplémentaires ont été développées pour Ask A Biologist. Image d’un fossile de Meganeuridae provenant de Wikimedia.