Για χρόνια, τα γιγάντια προϊστορικά έντομα θεωρούνταν απόδειξη ότι η Γη χρειαζόταν ατμόσφαιρα πλούσια σε οξυγόνο για να υποστηρίξει τόσο μεγάλες μορφές ζωής. Ωστόσο, μια νέα μελέτη που δημοσιεύτηκε στο Nature αμφισβητεί πλέον αυτή την άποψη.
Τα νέα ευρήματα επανεξετάζουν μια θεωρία που έχει επηρεάσει την παλαιοντολογία και την εξελικτική βιολογία για δεκαετίες. Οι ερευνητές υποστηρίζουν ότι ίσως χρειάζεται να αναζητήσουμε άλλες εξηγήσεις πέρα από το ατμοσφαιρικό οξυγόνο για να καταλάβουμε γιατί τεράστια έντομα κυριαρχούσαν κάποτε στους αρχαίους ουρανούς.
Όπως υποστηρίζουν οι ερευνητές, πριν από περίπου 300 εκατομμύρια χρόνια, η Γη ήταν ένας εντελώς διαφορετικός πλανήτης. Οι ήπειροι σχημάτιζαν την υπερήπειρο Pangaea (“Παγγαία”), ενώ πυκνά δάση με βαλτώδη βλάστηση κάλυπταν τις ισημερινές περιοχές. Αυτό το περιβάλλον υποστήριζε τεράστια βιοποικιλότητα. Αμφίβια, πρώιμα ερπετά, ψάρια και αρθρόποδα ευημερούσαν, ενώ γιγάντια ασπόνδυλα κυριαρχούσαν στον αέρα.
Η θεωρία της σύνδεσης ανάμεσα στα γιγάντια έντομα και τα υψηλά επίπεδα οξυγόνου έγινε ευρέως αποδεκτή στα τέλη του 20ού αιώνα. Τη δεκαετία του 1980, οι επιστήμονες ανέπτυξαν τεχνικές που θεωρούσαν ότι μπορούσαν να ανασυνθέσουν τη σύσταση της αρχαίας ατμόσφαιρας.
Σύμφωνα με μελέτη του 1995 που δημοσιεύτηκε επίσης στο Nature, τα επίπεδα οξυγόνου κορυφώθηκαν πριν από περίπου 300 εκατομμύρια χρόνια, την ίδια περίοδο που εμφανίζονται τα γιγάντια έντομα στο απολιθωματικό αρχείο. Οι επιστήμονες πίστευαν ότι οι αυξημένες συγκεντρώσεις οξυγόνου επέτρεπαν στα έντομα να αναπτύσσονται πολύ περισσότερο από τα σημερινά είδη. Η θεωρία βασιζόταν στον τρόπο που αναπνέουν τα έντομα: σε αντίθεση με τα θηλαστικά, τα έντομα δεν έχουν πνεύμονες. Αντίθετα, χρησιμοποιούν ένα δίκτυο μικροσκοπικών σωλήνων γεμάτων αέρα, γνωστό ως τραχειακό σύστημα, που μεταφέρει το οξυγόνο απευθείας στο σώμα. Ακόμη μικρότεροι σωλήνες, οι τραχειόλες, μεταφέρουν οξυγόνο στους ιστούς και στους μύες μέσω διάχυσης.
Οι επιστήμονες πίστευαν για χρόνια ότι αυτή η διαδικασία έθετε αυστηρά φυσικά όρια στο μέγεθος των εντόμων. Καθώς τα σώματά τους μεγάλωναν, θεωρούσαν ότι το οξυγόνο δυσκολευόταν να φτάσει αποτελεσματικά σε όλο το σώμα, ειδικά στους μυς πτήσης που απαιτούν τεράστια ποσά ενέργειας.
Νέα στοιχεία αμφισβητούν τη θεωρία
Η νέα μελέτη, με επικεφαλής τον Edward Snelling από το Πανεπιστήμιο της Pretoria, εξέτασε τους μύες πτήσης των εντόμων με ηλεκτρονική μικροσκοπία υψηλής ανάλυσης. Η ομάδα ανέλυσε πώς αλλάζει η πυκνότητα των τραχειολών ανάλογα με το μέγεθος του σώματος σε διαφορετικά είδη εντόμων.
Σύμφωνα με τα ευρήματα, οι τραχειόλες καταλαμβάνουν μόλις το 1% ή και λιγότερο του όγκου των μυών πτήσης στα περισσότερα έντομα. Ακόμη και όταν οι ερευνητές εφάρμοσαν αυτά τα δεδομένα σε γιγάντια προϊστορικά είδη, ο σχετικός χώρος που απαιτούνταν για τη μεταφορά οξυγόνου παρέμενε μικρός.
«Αν το ατμοσφαιρικό οξυγόνο θέτει πραγματικά όριο στο μέγιστο μέγεθος των εντόμων, τότε θα έπρεπε να υπάρχουν ενδείξεις προσαρμογής στο επίπεδο των τραχειολών», δήλωσε ο Snelling. «Υπάρχει κάποια προσαρμογή στα μεγαλύτερα έντομα, αλλά είναι ασήμαντη στη συνολική εικόνα». Η μελέτη υποστηρίζει ότι τα έντομα ίσως μπορούσαν να αναπτύξουν περισσότερες τραχειόλες χωρίς σοβαρά δομικά προβλήματα, αποδυναμώνοντας έτσι την ιδέα ότι η παροχή οξυγόνου στους μύες πτήσης περιόριζε το μέγεθός τους.
Το μυστήριο των γιγάντιων εντόμων παραμένει
Παρότι η μελέτη αμφισβητεί βασικό κομμάτι της θεωρίας του οξυγόνου, οι ερευνητές επισημαίνουν ότι το μυστήριο απέχει πολύ από το να λυθεί.
Το οξυγόνο ίσως εξακολουθεί να παίζει ρόλο στο μέγεθος των εντόμων μέσω άλλων τμημάτων του αναπνευστικού συστήματος ή άλλων λειτουργιών του σώματος.
Ο Roger Seymour από το Πανεπιστήμιο της Αδελαΐδα εξήγησε:
«Συγκριτικά, τα τριχοειδή αγγεία στον καρδιακό μυ πτηνών και θηλαστικών καταλαμβάνουν περίπου δέκα φορές περισσότερο σχετικό χώρο από ό,τι οι τραχειόλες στους μυς πτήσης των εντόμων. Αυτό σημαίνει ότι υπάρχει σημαντικό εξελικτικό περιθώριο για ανάπτυξη περισσότερων τραχειολών, αν πράγματι η μεταφορά οξυγόνου περιόριζε το μέγεθος του σώματος».
Η μελέτη προτείνει και άλλες πιθανές εξηγήσεις, όπως η πίεση από θηρευτές σπονδυλωτών ή τα βιομηχανικά όρια που επιβάλλει ο εξωσκελετός των εντόμων. «Αν το οξυγόνο δεν περιορίζει το μέγιστο μέγεθος των εντόμων, τότε ίσως άλλοι παράγοντες ευθύνονται για το μικρό τους μέγεθος σήμερα, όπως η θήρευση από σπονδυλωτά ή οι περιορισμοί στήριξης του ίδιου του εξωσκελετού», πρόσθεσε ο Seymour.
Παρά τις δεκαετίες έρευνας, οι επιστήμονες εξακολουθούν να μην κατανοούν πλήρως γιατί τα γιγάντια έντομα κυριαρχούσαν κάποτε στη Γη ή γιατί τελικά εξαφανίστηκαν.
