Σοκαριστική επιστημονική ανακάλυψη ανατρέπει όσα γνωρίζαμε για τα γιγάντια έντομα του παρελθόντος. Νέα δεδομένα δείχνουν ότι η θεωρία για το οξυγόνο ίσως είναι λάθος, αφήνοντας ένα τρομακτικό μυστήριο ανοιχτό: γιατί αυτά τα τεράστια πλάσματα εξαφανίστηκαν;
Πριν από 300 εκατομμύρια χρόνια, η Γη δεν έμοιαζε καθόλου με τη σημερινή της μορφή. Οι ήπειροι ήταν ενωμένες σε μια ενιαία ξηρά που ονομαζόταν Παγγαία.
Γύρω από τον ισημερινό, τεράστια δάση βάλτων πλούσια σε άνθρακα κυριαρχούσαν στο τοπίο, ενώ τα επίπεδα οξυγόνου στην ατμόσφαιρα ήταν πολύ υψηλότερα από σήμερα, προκαλώντας συχνές και εκτεταμένες πυρκαγιές.
Η ζωή άνθιζε παντού. Οι ωκεανοί ήταν γεμάτοι ψάρια, ενώ στην ξηρά ζούσαν αμφίβια, πρώιμα ερπετά, αρθρόποδα που έρπονταν και ακόμη και γιγάντιες κατσαρίδες.
Πάνω από όλα αυτά, τα έντομα κυριαρχούσαν στους ουρανούς, και ορισμένα έφταναν σε εντυπωσιακά μεγέθη που σήμερα μοιάζουν σχεδόν αδιανόητα.
Γιγάντιες λιβελλούλες και μεγανισόπτερα
Ανάμεσα σε αυτά τα ιπτάμενα έντομα υπήρχαν είδη που έμοιαζαν με εφήμερα και είχαν άνοιγμα φτερών έως 45 εκατοστά, αλλά και τεράστια έντομα που έμοιαζαν με λιβελλούλες και έφταναν τα 70 εκατοστά.
Αυτά τα γιγάντια πλάσματα, γνωστά ως «Μεγανισόπτερα», εντοπίστηκαν για πρώτη φορά μέσα από απολιθώματα σε ιζηματογενή πετρώματα στο Kansas πριν από σχεδόν έναν αιώνα.
Για δεκαετίες, οι επιστήμονες πίστευαν ότι τέτοια έντομα μπορούσαν να υπάρξουν μόνο επειδή τα επίπεδα οξυγόνου στην ατμόσφαιρα ήταν περίπου 45% υψηλότερα από τα σημερινά.
Αυτή η θεωρία θεωρούνταν σχεδόν αδιαμφισβήτητη - μέχρι σήμερα.
Η θεωρία του οξυγόνου υπό αμφισβήτηση
Τη δεκαετία του 1980, οι επιστήμονες ανέπτυξαν μεθόδους για την ανακατασκευή της σύστασης της αρχαίας ατμόσφαιρας, αποκαλύπτοντας ότι πράγματι υπήρξε περίοδος με αυξημένα επίπεδα οξυγόνου πριν από 300 εκατομμύρια χρόνια.
Το 1995, μελέτη στο Nature συνέδεσε αυτά τα υψηλά επίπεδα με την ύπαρξη γιγάντιων εντόμων. Η λογική ήταν απλή: τα μεγαλύτερα σώματα απαιτούν περισσότερο οξυγόνο και, επομένως, μόνο μια πλούσια σε οξυγόνο ατμόσφαιρα θα μπορούσε να τα υποστηρίξει.
Η υπόθεση αυτή βασίστηκε στον τρόπο που αναπνέουν τα έντομα. Αντί για πνεύμονες, διαθέτουν ένα σύστημα τραχειών - ένα δίκτυο σωλήνων που μεταφέρει οξυγόνο απευθείας στους ιστούς μέσω διάχυσης.
Επειδή αυτή η διαδικασία γίνεται λιγότερο αποτελεσματική σε μεγάλες αποστάσεις, θεωρήθηκε ότι τα σημερινά επίπεδα οξυγόνου δεν επιτρέπουν την ύπαρξη τόσο μεγάλων εντόμων.
Νέα μελέτη αλλάζει τα δεδομένα
Μια νέα μελέτη, επίσης δημοσιευμένη στο Nature, έρχεται να αμφισβητήσει αυτή την καθιερωμένη άποψη.
Επικεφαλής της έρευνας ήταν ο Edward Snelling από το Πανεπιστήμιο της Pretoria.
Χρησιμοποιώντας ηλεκτρονικό μικροσκόπιο υψηλής ισχύος, οι ερευνητές εξέτασαν τη σχέση μεταξύ μεγέθους σώματος και αριθμού τραχειολών στους μύες πτήσης των εντόμων.
Τα αποτελέσματα ήταν απροσδόκητα: οι τραχειόλες καταλαμβάνουν μόλις το 1% ή και λιγότερο του μυϊκού ιστού πτήσης.
Αυτό το μοτίβο φαίνεται να ισχύει ακόμη και για τα τεράστια έντομα του παρελθόντος. Με άλλα λόγια, το οξυγόνο ίσως δεν αποτελεί τον περιοριστικό παράγοντα που πιστεύαμε.
Συγκρίσεις με άλλα ζώα
Ο Snelling εξήγησε ότι αν το οξυγόνο ήταν πραγματικά το βασικό όριο, τότε θα βλέπαμε σημαντικές προσαρμογές στο σύστημα μεταφοράς οξυγόνου των εντόμων - κάτι που δεν παρατηρείται σε μεγάλο βαθμό.
Ο καθηγητής στο Πανεπιστήμιο της Adelaide, Roger Seymour, πρόσθεσε ότι στα πτηνά και τα θηλαστικά, τα αιμοφόρα αγγεία καταλαμβάνουν πολύ μεγαλύτερο ποσοστό στους μύες σε σύγκριση με τις τραχειόλες στα έντομα, γεγονός που δείχνει ότι υπάρχει περιθώριο για περαιτέρω εξέλιξη χωρίς περιορισμούς.
Ένα μυστήριο που παραμένει
Παρά τα νέα ευρήματα, ορισμένοι επιστήμονες θεωρούν ότι το οξυγόνο ίσως εξακολουθεί να επηρεάζει το μέγεθος των εντόμων σε άλλα στάδια της μεταφοράς οξυγόνου.
Ωστόσο, είναι πλέον σαφές ότι δεν αποτελεί τον βασικό περιορισμό στους μύες πτήσης.
Έτσι, το ερώτημα παραμένει: γιατί εξαφανίστηκαν αυτά τα γιγάντια έντομα;
Πιθανές εξηγήσεις περιλαμβάνουν την αυξημένη θήρευση από σπονδυλωτά ή φυσικούς περιορισμούς που σχετίζονται με τη δομή του εξωσκελετού τους.
Προς το παρόν, όμως, η άνοδος και η εξαφάνισή τους παραμένουν ένα από τα πιο συναρπαστικά και ανεξήγητα μυστήρια της εξέλιξης.
www.bankingnews.gr
Γύρω από τον ισημερινό, τεράστια δάση βάλτων πλούσια σε άνθρακα κυριαρχούσαν στο τοπίο, ενώ τα επίπεδα οξυγόνου στην ατμόσφαιρα ήταν πολύ υψηλότερα από σήμερα, προκαλώντας συχνές και εκτεταμένες πυρκαγιές.
Η ζωή άνθιζε παντού. Οι ωκεανοί ήταν γεμάτοι ψάρια, ενώ στην ξηρά ζούσαν αμφίβια, πρώιμα ερπετά, αρθρόποδα που έρπονταν και ακόμη και γιγάντιες κατσαρίδες.
Πάνω από όλα αυτά, τα έντομα κυριαρχούσαν στους ουρανούς, και ορισμένα έφταναν σε εντυπωσιακά μεγέθη που σήμερα μοιάζουν σχεδόν αδιανόητα.
Γιγάντιες λιβελλούλες και μεγανισόπτερα
Ανάμεσα σε αυτά τα ιπτάμενα έντομα υπήρχαν είδη που έμοιαζαν με εφήμερα και είχαν άνοιγμα φτερών έως 45 εκατοστά, αλλά και τεράστια έντομα που έμοιαζαν με λιβελλούλες και έφταναν τα 70 εκατοστά.
Αυτά τα γιγάντια πλάσματα, γνωστά ως «Μεγανισόπτερα», εντοπίστηκαν για πρώτη φορά μέσα από απολιθώματα σε ιζηματογενή πετρώματα στο Kansas πριν από σχεδόν έναν αιώνα.
Για δεκαετίες, οι επιστήμονες πίστευαν ότι τέτοια έντομα μπορούσαν να υπάρξουν μόνο επειδή τα επίπεδα οξυγόνου στην ατμόσφαιρα ήταν περίπου 45% υψηλότερα από τα σημερινά.
Αυτή η θεωρία θεωρούνταν σχεδόν αδιαμφισβήτητη - μέχρι σήμερα.
Η θεωρία του οξυγόνου υπό αμφισβήτηση
Τη δεκαετία του 1980, οι επιστήμονες ανέπτυξαν μεθόδους για την ανακατασκευή της σύστασης της αρχαίας ατμόσφαιρας, αποκαλύπτοντας ότι πράγματι υπήρξε περίοδος με αυξημένα επίπεδα οξυγόνου πριν από 300 εκατομμύρια χρόνια.
Το 1995, μελέτη στο Nature συνέδεσε αυτά τα υψηλά επίπεδα με την ύπαρξη γιγάντιων εντόμων. Η λογική ήταν απλή: τα μεγαλύτερα σώματα απαιτούν περισσότερο οξυγόνο και, επομένως, μόνο μια πλούσια σε οξυγόνο ατμόσφαιρα θα μπορούσε να τα υποστηρίξει.
Η υπόθεση αυτή βασίστηκε στον τρόπο που αναπνέουν τα έντομα. Αντί για πνεύμονες, διαθέτουν ένα σύστημα τραχειών - ένα δίκτυο σωλήνων που μεταφέρει οξυγόνο απευθείας στους ιστούς μέσω διάχυσης.
Επειδή αυτή η διαδικασία γίνεται λιγότερο αποτελεσματική σε μεγάλες αποστάσεις, θεωρήθηκε ότι τα σημερινά επίπεδα οξυγόνου δεν επιτρέπουν την ύπαρξη τόσο μεγάλων εντόμων.
Νέα μελέτη αλλάζει τα δεδομένα
Μια νέα μελέτη, επίσης δημοσιευμένη στο Nature, έρχεται να αμφισβητήσει αυτή την καθιερωμένη άποψη.
Επικεφαλής της έρευνας ήταν ο Edward Snelling από το Πανεπιστήμιο της Pretoria.
Χρησιμοποιώντας ηλεκτρονικό μικροσκόπιο υψηλής ισχύος, οι ερευνητές εξέτασαν τη σχέση μεταξύ μεγέθους σώματος και αριθμού τραχειολών στους μύες πτήσης των εντόμων.
Τα αποτελέσματα ήταν απροσδόκητα: οι τραχειόλες καταλαμβάνουν μόλις το 1% ή και λιγότερο του μυϊκού ιστού πτήσης.
Αυτό το μοτίβο φαίνεται να ισχύει ακόμη και για τα τεράστια έντομα του παρελθόντος. Με άλλα λόγια, το οξυγόνο ίσως δεν αποτελεί τον περιοριστικό παράγοντα που πιστεύαμε.
Συγκρίσεις με άλλα ζώα
Ο Snelling εξήγησε ότι αν το οξυγόνο ήταν πραγματικά το βασικό όριο, τότε θα βλέπαμε σημαντικές προσαρμογές στο σύστημα μεταφοράς οξυγόνου των εντόμων - κάτι που δεν παρατηρείται σε μεγάλο βαθμό.
Ο καθηγητής στο Πανεπιστήμιο της Adelaide, Roger Seymour, πρόσθεσε ότι στα πτηνά και τα θηλαστικά, τα αιμοφόρα αγγεία καταλαμβάνουν πολύ μεγαλύτερο ποσοστό στους μύες σε σύγκριση με τις τραχειόλες στα έντομα, γεγονός που δείχνει ότι υπάρχει περιθώριο για περαιτέρω εξέλιξη χωρίς περιορισμούς.
Ένα μυστήριο που παραμένει
Παρά τα νέα ευρήματα, ορισμένοι επιστήμονες θεωρούν ότι το οξυγόνο ίσως εξακολουθεί να επηρεάζει το μέγεθος των εντόμων σε άλλα στάδια της μεταφοράς οξυγόνου.
Ωστόσο, είναι πλέον σαφές ότι δεν αποτελεί τον βασικό περιορισμό στους μύες πτήσης.
Έτσι, το ερώτημα παραμένει: γιατί εξαφανίστηκαν αυτά τα γιγάντια έντομα;
Πιθανές εξηγήσεις περιλαμβάνουν την αυξημένη θήρευση από σπονδυλωτά ή φυσικούς περιορισμούς που σχετίζονται με τη δομή του εξωσκελετού τους.
Προς το παρόν, όμως, η άνοδος και η εξαφάνισή τους παραμένουν ένα από τα πιο συναρπαστικά και ανεξήγητα μυστήρια της εξέλιξης.
www.bankingnews.gr
Σχόλια αναγνωστών