ЧОМУ ВИМЕРЛИ ВЕЛЕТЕНСЬКІ КОМАХИ?

Велетенська викопна бабка Меґаневра Монія жила у кам'яновугільний період - 300 млн. років тому і мала розмах крил 70 см! Джерело ілюстрації: http://stsimonsislandgaguys.blogspot.com

Андрій М. ЗАМОРОКА

Комахи були першими із наземних істот, котрі підкорили небо. Це сталось у ті древні часи, коли наші предки риби ще тільки-тільки робили перші спроби вийти із води на суходіл… А коли – у кам’яновугільному періоді (345-280 млн. років тому) – хребетні еволюціонували у земноводних, комахи уже були повноправними володарями повітря – вони досягли розмірів раніше небачених у комашиному світі. Та з плином часу, велетенські комахи, що панували в небі майже півтори сотні мільйонів років вимерли… Які причини існування велетенських комах минувшини, і чому сучасні шестиногі, у розмірах, так сильно поступаються древнім?…

Свого часу “Станіславівський натураліст” уже розповідав про велетенських бабок минувшини, розмах крил у найбільшої з яких – Меґаневри Монія (Meganeura monyi (C. Brongniart, 1893) – сягав 70 см. Ці велетенські хижаки розтинали своїми крильми повітря над тропічними лісами кам’яновугільного періоду, визираючи необачну жертву. Сьогодні ж вони відомі лише за тими нечисленними відбитками скам’янілих крил та тіл, що відомі із вугільних копалень по усьому світі. Однак, завше залишається питання: чому древні бабки та декотрі інші комахи досягали велетенських розмірів?

Відбитки крил Арктотипуса виїмчастого (Arctotypus sinuatus Martynov, 1932) (4) та Арктотипуса лісового (Arctotypus sylvaensis Martynov, 1932) (5)

Вчені уже давно силкувалися відповісти на нього, й тривалі дослідження та пошукування дали свій результат. Виявилося, що основним лімітом для комах є доступність кисню – чим більша його концентрація у атмосфері, тим більшими є розміри тварини… Залежність між розмірами тіла та концентрацією кисню у середовищі доведений завдяки багатьом фізіологічним експериментам, які продемонстрували, що метаболізм комах прискорюється при підвищеному вмісті кисню. Проте, це спостерігається не в усіх таксонів, і навіть в межах однієї родини можуть існувати досить радикальні варіації. Комахи, що здатні до активного польоту є набагато чутливішими до концентрації кисню, ніж їх нелітаючі родичі. Це пояснюється тим, що м’язи, котрі відповідають за активний політ споживають великі обсяги енерґії, яка міститься у хімічних зв’язках енергетичних молекул АТФ (аденозинтрифосфорної кислоти – авт.), а для її синтезу потребується кисень. В той же час у комах, на відміну від більшості інших тварин, за транспорт кисню до орґанів відповідає не кров-гемолімфа, а система надтонких трубочок-трахей, які з’єднують зовнішнє середовище із кожною окремою клітиною. Повітря з киснем по трахеях рухається пасивно, здебільшого в результаті руху різних груп м’язів, наприклад, кінцівок чи крил… Відповідно, якщо концентрація кисню у середовищі низька, то клітини тіла комахи зазнають гіпоксії – його нестачі, й розміри тіла з покоління в покоління зменшуються. Й навпаки: при підвищеному вмісті молекул оксиґену у повітрі – ним забезпечується більша кількість клітин, що у еволюційній перспективі веде до збільшення їх числа, а відповідно й розмірів тварини.

Діаграма коливання концетрації атмосферного кисню (внизу) й зміна довжини крил комах за останні 350 млн. років. Джерело ілюстрації: Clapham and Karr, 2012

Сьогодні, концентрація кисню у земній атмосфері становить близько 21% (не забувайте, що наша атмосфера азотна – авт.), одначе, за історію нашої планети цей рівень дуже різко коливався. Вперше, кисень, у вільній молекулярній формі й відносно великих кількостях, з’явився близько 2,5 мільярдів років тому, одначе, у той час ще ні рослин, а ні тварин не існувало – вони еволюціонували пізніше. З тих пір вміст кисню у атмосфері невпинно зростав, досягши свого максимуму до кінця кам’яновугільного періоду – за 300 мільйоноліть до наших днів. Тоді його рівень сяг 33-34%, спровокувавши з’яву велетенських комах.

Відтворення вигляду тропічного дощового лісу кам'яновугільного періоду. Джерело ілюстрації: http://entertainmentdesigner.com

Падіння рівня вмісту кисню відбувся близько 250-255-того мільйоноліть до наших днів, коли Земля зустрілась із астероїдом, в результаті чого трапилось наймасштабніше за всю історію вимирання – пермське. Тоді його частка становила ледь менше сучасного, однак, впродовж тріасу та юри (250-150 млн. років тому) відбулось подальше падіння – до 15%! І лише у крейдовому періоді (130-65 млн. років тому), з диверсифікацією квіткових рослин, вміст кисню “поповз” вгору, досягши сучасного.

Разом з коливанням вмісту кисню у атмосфері змінювались і розміри комах – від екстримально велетенських у пермському періоді, до цілковито посередніх у юрському. Але, якщо тренд зміни розмірів тіла комах до юри співпадав із трендом зміни концентрації кисню, то з крейди вони не узгоджуються – кисню побільшало, комахи здрібнішали. Виявляється, що причиною цього стала поява птахівпернатих динозаврів, котрі завоювали повітряний простір, просто не давши можливості комахам знову пережити еру гігантизму… Одначе, і це ще не край – після крейдового вимирання, коли з лиця Землі зникли усі нелітаючі динозаври, у кайнозойську еру, розміри тіла комах ще більше зменшились. Вчені вважають, що причиною цього є виникнення і еволюція кажанів – літаючих ссавців, які у більшості випадків харчуються саме комахами!

Найбільший метелик світу - Вітрильник-Птахокрил Олександри (Ornithoptera alexandrae Rothschild, 1907), - розповсюджений у південно-східній частині острова Нова Ґвінея. Джерело ілюстрації: http://www.learnaboutbutterflies.com

Хоча так історично склалося, що велетенські комахи залишились у далекому минулому, проте, і нині існують їх велетенські родичі. Зокрема найбільша комаха на Землі – це метелик Вітрильник-Птахокрил Олександри (Ornithoptera alexandrae Rothschild, 1907), розмах крил якого сягає 29 см! Найдовшою комахою є примара Фобетікус Чана (Phobaeticus chani Bragg in Hennemann & Conle, 2008) – 36 см! Найбільший жук – Вусач-титан велетенський (Titanus giganteus (Linnaeus, 1771) завдовжки 17-18 см! Поруч з цими велетами вимерлі бабки були справжнісінькими монстрами…

Інші статті за цією темою:

admin Written by:

Be First to Comment

Напишіть відгук

Ваша пошт@ не публікуватиметься. Обов’язкові поля позначені *

7 + 1 =