Учёные усомнились в главной теории о том, почему древние насекомые были гигантскими

Около 350 миллионов лет назад по небу летали стрекозы с размахом крыльев почти в 70 сантиметров. Долгие годы наука объясняла это повышенным содержанием кислорода в атмосфере – но новое исследование, опубликованное в Nature, ставит эту теорию под серьёзное сомнение.

Гипотеза о кислороде как двигателе гигантизма насекомых появилась в 1995 году и оставалась общепринятой три десятилетия. Логика была простой – гриффинфлай, один из крупнейших известных летающих членистоногих, жил в эпоху, когда концентрация кислорода в атмосфере была на 9% выше, чем сегодня.

Для полёта необходимо огромное количество энергии, а скорость потребления кислорода примерно пропорциональна массе летуна – значит, больше кислорода, больше насекомое. Казалось бы, всё сходится.

Международная команда исследователей решила проверить, насколько на самом деле летательные мышцы насекомых зависят от внешней концентрации кислорода.

Отправной точкой послужило наблюдение за саранчой. Оказалось, что трахеолы – крошечные воздухоносные трубочки, доставляющие кислород к мышцам через разветвлённую трахейную систему, занимают лишь около 1% объёма мышечных волокон. Это неожиданно мало.

Чтобы проверить, насколько типична такая картина, команда в течение пяти лет изучила 44 вида летающих насекомых разных размеров и сделала 1320 микроскопических снимков мышечной ткани. Результаты оказались устойчивыми – крайне низкая доля трахеол в летательных мышцах стала общей закономерностью, а не исключеним. Для сравнения, аналогичные структуры у птиц и млекопитающих занимают примерно в десять раз больший объём.

Это показывает, что у насекомых есть огромный потенциал для увеличения числа и объёма трахеол без ущерба для мышц.

Из этого следует вывод – размер летающих насекомых никогда не ограничивался строением или функцией трахейной системы.

Если атмосферного кислорода не хватает, насекомое теоретически может просто нарастить больше трахеол – биологический механизм это позволяет, и он наследуется.

Если выводы подтвердятся, гриффинфлай вполне мог бы летать и в сегодняшней атмосфере, физиологических препятствий для этого нет.

И тем не менее таких существ сегодня не существует.

Старая теория при этом не признаётся окончательно опровергнутой – другие физиологические факторы по-прежнему могут зависеть от уровня кислорода.

Исследователи предлагают искать ответ в других направлениях. Среди вероятных причин исчезновения гигантских насекомых – появление птиц и млекопитающих как хищников, а также общая закономерность, когда крупные виды вымирают быстрее мелких.

Триста миллионов лет назад гриффинфлай просто не имел естественных врагов, способных составить ему конкуренцию.