Гиганты прошлого: почему огромные насекомые больше не летают над Землёй?
Оказывается, дыхательная система не накладывает жёстких ограничений на размеры насекомых — даже при нынешних условиях они могли бы быть крупнее.
Недавнее исследование, опубликованное в журнале Nature, поставило под сомнение одну из самых устойчивых гипотез в эволюционной биологии — связь гигантских размеров древних насекомых с высоким уровнем кислорода в атмосфере.
На протяжении десятилетий считалось, что в палеозойскую эру содержание кислорода в воздухе достигало 30–35 %, что позволяло насекомым вырастать до впечатляющих размеров. Именно этим объясняли существование таких гигантов, как древние стрекозы с размахом крыльев более 70 сантиметров.
Однако новая работа международной группы учёных показывает, что эта теория может быть неверной.
Что выяснили исследователи
Учёные проанализировали более 1300 микрофотографий дыхательной системы насекомых, охватив 44 современных вида из 10 различных отрядов. Особое внимание уделялось трахеям — системе трубок, через которую кислород поступает напрямую к тканям.
Результаты оказались неожиданными:
- трахеи занимают в среднем около 1 % объёма мышечной ткани;
- при увеличении размера тела их объём растёт крайне незначительно;
- дыхательная система не демонстрирует признаков того, что именно она ограничивает максимальные размеры насекомых.
Это означает, что даже при гораздо больших размерах тела насекомые теоретически могли бы обеспечивать себя достаточным количеством кислорода.
Полученные данные ставят под сомнение классическую гипотезу о том, что высокий уровень кислорода был главным фактором гигантизма насекомых в древности.
Если дыхательная система не является ограничением, значит, причины следует искать в других факторах.
Исследователи предлагают несколько объяснений:
- механические ограничения экзоскелета;
- влияние хищников и конкуренции;
- особенности экологии древних экосистем;
- другие, пока не до конца изученные физиологические факторы.
Перспективы исследования
Работа открывает новое направление в изучении эволюции размеров животных. В ближайшие годы учёным предстоит переосмыслить роль атмосферы, экологии и анатомии в формировании гигантских форм жизни.
Таким образом, одна из самых известных идей школьной биологии может оказаться упрощённой — и наука снова показывает, что даже устоявшиеся теории нуждаются в проверке.