Gigantyczne ważki z prehistorii obalają mit o tlenie [„Nature”]

Gigantyczne prehistoryczne owady, w tym ważki, nie wymagały wysokiego stężenia tlenu w atmosferze do przetrwania – wynika z badań opublikowanych w tygodniku „Nature”.

Owady i ich historia

.Około 300 mln lat temu Ziemia wyglądała zupełnie inaczej niż dziś. Lądy tworzyły jeden ogromny superkontynent – Pangeę. W atmosferze było więcej tlenu, co sprzyjało częstszym pożarom lasów niż obecnie, a w strefie równikowej rozciągały się pasy zwęglonej roślinności.

Ekosystemy były bardzo bogate w rośliny i zwierzęta. Na lądzie dominowały płazy, wczesne gady oraz stawonogi, natomiast przestrzeń powietrzną opanowały owady, które potrafiły osiągać imponujące rozmiary. Na terenach podmokłych często słychać było dźwięki przypominające brzęczenie drona – wydawały je ogromne ważki, licznie występujące w tamtym okresie.

Niektóre z tych pradawnych owadów osiągały rozpiętość skrzydeł do 45 cm, a najwcześniejsze ważki nawet do 70 cm.

Z ich istnieniem wiążą się dwie główne zagadki: w jaki sposób w ogóle mogły się pojawić oraz dlaczego ostatecznie wyginęły.

Przez długi czas badacze uważali, że tak duże rozmiary były możliwe dzięki wyższemu stężeniu tlenu w atmosferze – nawet o około 45 proc. większemu niż dziś. Najnowsze analizy podważają jednak tę zależność.

Ok. 300 mln lat temu doszło do znacznego zwiększenia poziomu tlenu

.W latach 80. XX w. naukowcy rozwinęli metody rekonstrukcji składu atmosfery sprzed milionów lat. Wyniki badań wykazały, że ok. 300 mln lat temu doszło do znacznego zwiększenia poziomu tlenu. 

W 1995 r. na łamach pisma „Nature” ukazał się artykuł, w którym połączono wysoki poziom tlenu atmosferycznego z pokaźnymi rozmiarami ciał owadów. Naukowcy postawili tezę, że warunkiem wyewoluowania owadów o tak dużych rozmiarach musiał być wysoki poziom tlenu w atmosferze, który dociera do wnętrza ciał owadów cienkimi rurkami.

Najnowsze badania, opublikowane również na łamach „Nature”, kwestionują ten związek. Naukowcy pod kierunkiem Edwarda Snellinga z Uniwersytetu Pretorii (RPA) użyli mikroskopu elektronowego do zbadania tracheoli (tchawiczek), cieniutkich rurek dostarczających tlen do mięśni skrzydełek owadów. Postanowili też sprawdzić, jaki związek ma rozmiar ciała owada z liczbą tracheoli w mięśniach.

Zdaniem naukowców zazwyczaj tracheole zajmują ok. jednego proc. lub mniej w mięśniach skrzydełek u większości gatunków owadów. Nawet w przypadku olbrzymich owadów prehistorycznych ta proporcja jest niewielka.

Tlen a rozmiar mięśni u owadów

.Zespół wysunął wniosek, że dostępność tlenu nie stanowiła zatem istotnego czynnika, który wpływał na rozmiar mięśni u owadów. Gdyby tak było, owady mogłyby zwiększać ich liczbę bez znaczących zmian anatomicznych i przez to utrzymywać duże rozmiary przy spadku poziomu tlenu. 

„Jeśli tlen atmosferyczny rzeczywiście nakłada ograniczenia na maksymalne rozmiary ciała u owadów, wówczas powinny istnieć świadectwa na kompensowanie tego na poziomie tracheoli” – opisuje Snelling. Badacze wskazują, że tak się dzieje w przypadku naczyń włosowatych u kręgowców, których jest dziesięciokrotnie większe zagęszczenie w mięśniach sercowych niż tracheoli w mięśniach skrzydełek u owadów. U owadów czegoś takiego nie ma, a zatem to raczej nie tlen odgrywa decydującą rolę przy determinowaniu ich rozmiarów ciał. 

PAP/ LW