Krwawe karaluchy knują spisek, by zniszczyć ludzi! Naukowcy wykorzystują skamieniałe DNA do budowy gigantycznych mrówek ludojadów! Superwymiarowe obce muchy najeżdżają Ziemię!
Czy to fantastyczny nagłówek, czy możemy dziś zobaczyć gigantyczne owady? To mało prawdopodobne, ale przez lata filmy wykorzystywały te mityczne obrazy, by straszyć i bawić miliony. Te ogromne owady przedstawiane w złych filmach B istnieją głównie w sferze science fiction. Jednak owady o gigantycznych rozmiarach naprawdę istniały 300 milionów lat temu. Nie były one tak wielkie jak wywrotki, ale niektóre z nich były wielokrotnie większe niż ich współcześni krewni. Skąd to wiemy?
Skamieniałości są dowodem. Naukowcy wiedzą, że ważki o rozpiętości skrzydeł tak szerokiej jak u jastrzębia i karaluchy na tyle duże, że mogły zaatakować koty domowe, żyły w epoce paleozoicznej (245-570 milionów lat temu). W tym samym czasie po prehistorycznej glebie skakały mamuty – stonogi dłuższe niż ludzka noga. Setki różnych ogromnych gatunków wyewoluowały w późnym paleozoiku. Wszystko to działo się właśnie wtedy, gdy pojawiły się pierwsze dinozaury. Wkrótce potem gigantyczne owady zniknęły.
300 milionów lat temu owady podobne do współczesnej ważki miały rozpiętość skrzydeł do 65 centymetrów (cm). Meganeura, rodzaj spokrewniony z dzisiejszymi ważkami, miał rozpiętość skrzydeł tak dużą, jak jastrząb ostronosy, którego widzimy latającego dzisiaj. Dla porównania największa dzisiejsza ważka żyje w Kostaryce i ma rozpiętość skrzydeł 19 centymetrów (cm).
Tajemnica znikających robali
Te starożytne gigantyczne owady fascynują Jona Harrisona. Jest on fizjologiem i profesorem biologii na Uniwersytecie Stanowym Arizony. Harrison chce wiedzieć, dlaczego gigantyczne owady wyewoluowały i dlaczego zniknęły. Odpowiedź może leżeć w tym, jak owady oddychają. Harrison i jego laboratorium są zajęci badaniem, jak oddychanie współczesnych owadów wpływa na wielkość ich ciała. Odkrywają, że ze względu na sposób budowy owadów, wyższy poziom tlenu zazwyczaj oznacza większe owady!
Przejmij głęboki oddech
Przed dinozaurami, olbrzymie owady rządziły światem ponad 300 milionów lat temu. Kliknij obrazek, aby powiększyć.
Ostatnie odkrycia geologiczne wskazują, że podczas ery paleozoicznej nastąpił „impuls” w stężeniu tlenu w środowisku. Innymi słowy, 300 milionów lat temu w atmosferze było znacznie więcej tlenu niż obecnie. W tym okresie stężenie tlenu w powietrzu osiągnęło 35 procent, prawie dwukrotnie więcej niż obecnie, czyli 21 procent.
Co ciekawe, wzrost i spadek stężenia tlenu w atmosferze zbiegł się również z ewolucją i wymieraniem gigantycznych owadów. Harrison i inni biolodzy proponują, że było to coś więcej niż tylko zbieg okoliczności. Stawiają hipotezę, że wysoki poziom tlenu może tłumaczyć istnienie gigantycznych gatunków. Wyginięcie skrzydlatych potworów i ogromnych chrząszczy po 100 milionach lat może być również wynikiem spadku poziomu tlenu, który nastąpił w tym samym czasie.
Co jeszcze może wyjaśnić zaginione giganty?
Naukowcy często rozważają kilka wyjaśnień dla zagadkowych obserwacji, takich jak superwielkie owady. Harrison wskazuje, że podczas gdy istnieją dobre dowody na poparcie hipotezy, że prehistoryczny impuls w tlenie spowodował ewolucję gigantycznych owadów, nie ma bezpośrednich dowodów. Nie istnieją żyjące gigantyczne owady, ani skamieniałości ich tchawek. W rezultacie biolodzy są zmuszeni do badania następnej najlepszej rzeczy: pokrewnych owadów, które wciąż żyją, pełzają i latają. Przekonujący test hipotezy impulsu tlenowego będzie zależał od dowodów z badań nad wieloma z tych owadów.
Naukowcy znaleźli kopalne zapisy gigantycznych owadów spokrewnionych z ważkami. To jest odlew kopalnej Meganeuridae. Ten insekt rodzaj żył 300 milionów lat temu i mógł mieć wingspans do 2 stóp. The wizerunek w the górny dobro być the rozmiar współczesny dzień ważka. Kliknij, aby powiększyć.
To wymaga czasu. Harrison i jego studenci przyczyniają się do tego wysiłku. „Nasza praca jest ważna, ponieważ jest to pierwsze badanie, o którym wiem, aby eksperymentalnie przetestować tę hipotezę”, mówi. Ale dopóki on i inni nie dostarczą niezbędnych danych, dobry naukowy zmysł Harrisona nakazuje mu rozważenie innych możliwych wyjaśnień. „W innych grupach było wiele przypadków 'gigantyzmu wymarłego'”, wyjaśnia. Dobrze znane przykłady to dinozaury i podobne do słoni mastodonty z epoki plejstocenu. W tych grupach ewolucja nie była związana z poziomem tlenu w atmosferze, wyjaśnia Harrison. „Oczywiście, istnieją inne środowiskowe lub ekologiczne powody gigantyzmu i gigantyzmu wymarłego”, dodaje.
Paleozoiczne owady mogły być w stanie wykorzystać inne mechanizmy, takie jak pompy oddechowe, aby zwiększyć przepływ powietrza w ich tchawicach. Jeśli tak, gigantyczne gatunki mogły zmaksymalizować swoją zdolność do oddychania nawet w środowiskach o niskiej zawartości tlenu. Czynniki ekologiczne również mogłyby wyjaśnić wzór prehistorycznego gigantyzmu. Na przykład, niektórzy biolodzy owadów sprzyjają idei, że gigantyczne owady paleozoiczne odniosły sukces, ponieważ były mniej narażone na zjedzenie. Ich masywne ciała mogły uczynić je potężniejszymi wojownikami, lub uczynić je zbyt dużymi, by można je było uznać za realną zdobycz. Innym możliwym wyjaśnieniem jest to, że wzrost różnorodności ekologicznej mógł po prostu zdywersyfikować opcje wielkości ciała dla owadów. Bycie „gigantem” było tylko jedną z alternatyw.
Ta historia została pierwotnie opublikowana w ASU Research Magazine – Fall 1991 issue. Niektóre treści zostały zaktualizowane, a dodatkowe obrazy opracowane dla Ask A Biologist. Zdjęcie skamieliny Meganeuridae z Wikimedia.