Evolucija insekata od prapovijesti pa nadalje

Goliath bube i sfingin moljac opisivali bi ga kao velike osobe gotovo svi koji danas žive, ali neki bi prapovijesni insekti prigušili te evolucijske potomke. Tijekom paleozojske ere, Zemlja obasjana divovskim insektima, iz vretenca s širinama krila izmjerenim u stopalima, do mayflies skoro 18 centimetara u širinu.

Dok je preko milijun insekt vrste žive i danas, istinski divovski insekti više ne postoje. Zašto su divovski insekti živjeli u prapovijesti, ali su vremenom nestali sa Zemlje?

Paleozojska era dogodila se prije 542 do 250 milijuna godina. Podijeljen je u šest vremenskih razdoblja, a posljednja dva vidjela su razvoj najvećih insekata. Bili su poznati kao razdoblje karbona (Prije 360 ​​do 300 milijuna godina) i permsko razdoblje (Prije 300 do 250 milijuna godina).

Atmosferski kisik je jedini ograničavajući faktor za veličinu insekata. Tijekom karbonskog i permskog razdoblja koncentracije kisika u atmosferi bile su znatno veće nego što su danas. Prapovijesni insekti udahnuli su zrak koji je iznosio 31 do 35 posto kisika, u odnosu na samo 21 posto kisika u zraku koji sada udišete.

Najveći insekti živjeli su tijekom karbonskog razdoblja. Bilo je to vrijeme vučjih zmajeva s razmakom krila od dva metra i milpedom koji je mogao dostići deset stopa. Kako su se u permskom razdoblju mijenjali uvjeti, bube su smanjivale veličinu. Ipak, ovo je razdoblje imalo svoj udio divovskih žohara i drugih insekata koje bismo sigurno klasificirali kao divove.

Stanice u vašem tijelu dobivaju kisik potreban za preživljavanje putem vašeg krvožilnog sustava. Kisik prenosi krv kroz vaše arterije i kapilare do svake stanice u vašem tijelu. Kod insekata, s druge strane, disanje se javlja jednostavnom difuzijom kroz stanične stjenke.

Insekti uzimaju atmosferski kisik kroz spirale, otvore u kutikuli kroz koje plinovi ulaze i izlaze iz tijela. Molekule kisika putuju kroz trahealni sustav. Svaka trahealna cijev završava se sa traheolom gdje se kisik rastvara u tekućini traheole. O₂ a zatim difundira u stanice.

Kad su razine kisika bile veće - kao u pretpovijesnoj eri divovskih insekata - ovo difuzijski ograničen dišni sustav mogla osigurati dovoljno kisika da zadovolji metaboličke potrebe većeg insekta. Kisik bi mogao doprijeti do stanica duboko u tijelu insekta, čak i kad je insekt dugačak nekoliko stopa.

Kako se atmosferski kisik smanjivao tijekom evolucijskog vremena, te se unutrašnje stanice nisu mogle adekvatno opskrbiti kisikom. Manji insekti bili su bolje opremljeni za funkcioniranje u hipoksičnom okruženju. I tako, insekti su evoluirali u manje verzije svojih pretpovijesnih predaka.

Trenutno rekorder najvećeg insekta koji je ikada živio je drevni griffenfly. Meganeuropsis permiana mjereno impresivnih 71 cm od vrha krila do vrha krila, punog raspona krila od 28 inča. Ovaj divovski beskralježnjak grabežljivac naseljavao je ono što je sada središnje američko područje tijekom permskog razdoblja. Fosili vrste otkriveni su u Elmu, Kansasu i Midcu u Oklahomi. U nekim referencama to se naziva Meganeuropsis americana.

Meganeuropsis permiana je jedan od prapovijesnih insekata koji se nazivaju džinovskim zmajevima. David Grimaldi, u svom silnom izdanju Evolucija insekata, napominje da je ovo pogrešno. Današnji odonati samo su u velikoj mjeri povezani s divovima poznatim kao prodonata.

Drevni morski škorpion, Jaekelopterus rhenaniae, narastao do 8 stopa u duljinu. Zamislite škorpiona većeg od čovjeka! Markus Poschmann iz 2007. otkrio je fosiliziranu kandžu ovog ogromnog primjerka u njemačkom kamenolomu. Pandža je mjerila 46 centimetara, a tim su mjerenjima znanstvenici uspjeli ekstrapolirati veličinu prapovijesnog eurypterida (morskog škorpiona). Jaekelopterus rhenaniae živjeli između 460 i 255 milijuna godina.

Stvorenje nalik na milpede poznato kao Arthropleura dostigao jednako impresivne veličine. Arthropleura mjereno do 6 stopa i 18 centimetara širine. Dok paleontolozi još uvijek nisu pronašli potpun fosil Arthropluera, fosili u tragovima pronađeni u Novoj Škotskoj, Škotskoj i Sjedinjenim Državama sugeriraju da bi drevna millipe mogla rivaliti odraslom čovjeku u veličini.

Sa više od milijun vrsta insekata na Zemlji, naslov "najveće žive insekata" bio bi izvanredno postignuće za bilo kakve kukce. Prije nego što možemo dodijeliti takvu nagradu jednom insektu, ipak trebamo odrediti kako mjerimo veličinu.

Što bug čini velikim? Da li je velika količina koja određuje stvorenje kao veliko? Ili nešto što mjerimo ravnalom ili vrpcom, određeno centimetrima? Istina, koji insekt osvoji naslov ovisi o tome kako odmjerite insekta i koga pitate.

Izmjerite insekta od prednjeg dijela glave do vrha trbuha i možete odrediti njegovu duljinu tijela. To bi mogao biti jedan od načina odabira najvećeg živog insekta. Ako su to vaši kriteriji, vaš je najnoviji svjetski prvak okrunjen 2008. godine, kada su entomolozi otkrili novu vrstu insekata u Borneu. Chan-ov megastick, Lanac Phobaeticus, mjeri punih 14 centimetara od glave do trbuha i punih 22 inča ako ispružite mjerač vrpce tako da obuhvate njezine izdužene noge. Štakovi insekti dominiraju u konkurenciji u kategoriji najdužih insekata. Prije otkrića Chaninog megasticka, još jedna palica za hodanje, Pharnacia serratipes, držao naslov.

Kod mnogih insekata krila su se širila daleko šire od veličine tijela. Bi li raspon krila bio dobra mjera veličine insekta? Ako je tako, tražite prvaka među Lepidopterama. Od svih živih insekata, leptiri i moljci imaju najveća raspona krila. Ptica kraljice Aleksandre, Ornithoptera alexandrae, prvi je naslov zaslužio kao najveći leptir na svijetu 1906. godine, a u više od jednog stoljeća nije otkriven veći leptir. Ova rijetka vrsta, koja živi samo na malom području Papue Nove Gvineje, može iznositi preko 25 cm od vrha krila do vrha krila. Iako je to impresivno, moljac bi držao najveći naslov živih insekata ako bi raspon krila bio jedini kriterij. Bijeli vještački moljac, Thysania agrippina, ispružuje bilo koju drugu Lepidoptera s rasponom krila do 28 cm (ili 11 inča).

Ako tražite glomaznog kukca za pomazanje kao najvećeg živog insekta, potražite Coleoptera. Među kornjaši, naći ćete nekoliko vrsta s tjelesnom masom koja su sadržaji filmova znanstvene fantastike. gigantski skarabeja poznate su po impresivnoj veličini, a među ovom skupinom četiri vrste ostaju mrtve u konkurenciji za najveće: Goliathus goliatus, Goliathus regius, Megasoma actaeon, i Megasoma slonovi. Usamljeni cerambicid, prikladno nazvan Titanus giganteus, jednako je masivan. Prema Knjizi zapisa insekata, koju je istraživalo i sastavilo Sveučilište na Floridi, ne postoji vjerodostojan način da se prekine veza između ovih pet vrsta za titulu najopakijeg buba.

Konačno, postoji još jedan zadnji način razmišljanja o veličini kada je riječ o insektima - težini. Mogli bismo staviti insekte na vagu, jedan po jedan, i odrediti koji je najveći samo po gramu. U tom slučaju, postoji jasan pobjednik. Divovska weta, Deinacrida heteracantha, rodom iz Novog Zelanda. Pojedinac ove vrste težio je 71 gramu, mada je važno napomenuti da je ženski primjerak nosio puno opterećenje jaja u vrijeme kad je stao na vagu.

Pa koji od tih insekata treba nazvati najvećim živim insektom? Sve ovisi o tome kako definirate velike.

• Dudley, Robert. (1998). Atmosferski kisik, divovski paleozojski insekti i evolucija zračnih lokomotora. Časopis za eksperimentalnu biologiju 201, 1043–1050.
• Dudley, Robert. (2000). Evolucijska fiziologija leta životinja: Paleobiološka i sadašnja perspektiva. Godišnji pregled fiziologije, 62, 135–55.
• Evolucija insekata, napisao David Grimaldi.
• Sues, Hans-Dieter (2011, 15. siječnja). Najveća zemljana buba svih vremena. National Geographic News Watch. Preuzeto 22. ožujka 2011.
• Sveučilište u Bristolu (2007., 21. studenog). Ogromni fosilni morski škorpion veći od čovjeka. ScienceDaily. Preuzeto 22. ožujka 2011 iz ScienceDaily.