Förhistoriska jätteinsekter förklarade

Trollsländor stora som vår tids fåglar härskade i luften för 300 miljoner år sedan, eftersom mindre larver skulle ha riskerat syreförgiftning, hävdas i en ny undersökning.

11 augusti 2011 av Ker Than, National Geographic News

Trollsländor som var stora som dagens måsar och jagade levande byten, härskade i luften för 300 miljoner år sedan, och det har länge varit en gåta varför dessa och andra insekter växte sig så enorma.

Den mest utbredda teorin är att urtidens insekter blev stora, för att de drog fördel av ett överskott på syre i jordens atmosfär. Nu tyder en ny undersökning emellertid på att det är möjligt att få för mycket av det goda: unga insekter var tvungna att växa sig större för att undvika syreförgiftning.

”Vi tror att det inte bara berodde på att syre påverkar vuxna utan på att syre har en större inverkan på larver”, säger en av undersökningens upphovsmän, Wilco Verberk vid Plymouth University i England.

”Så genom att titta på det från larvernas synpunkt kan man kanske få en bättre förståelse av varför dessa djur existerade på det hela taget, och kanske även varför de försvann.”

Syrerik miljö ledde till fara för förgiftning

Fossil visar att jättelika trollsländor och enorma kackerlackor var väldigt vanliga under karbon, en geologisk period som varade från cirka 359 till 299 miljoner år före nu.

Under denna period ledde utbredningen av vidsträckta sumpskogar i låglandet till en höjning av atmosfärens syreinnehåll på omkring 30 procent, vilket är nästan 50 procent mer än i dag.

Enligt tidigare teorier om insekters jätteväxt tillät den syrerika miljön vuxna insekter att växa sig allt större, samtidigt som de kunde täcka sitt energibehov.

I den nya undersökningen har Wilco Verberk och hans kollega David Bilton i stället fokuserat på hur varierande syrekoncentrationer påverkar bäcksländelarver, som liksom trollsländor lever i vatten, innan de som vuxna intar luften och marken. Högre syrekoncentrationer i luften innebär högre syrehalt i vattnet.

Resultaten visade att unga bäcksländor är känsligare för syrevariationer än sina vuxna artfränder, som lever på land.

Detta kan bero på att insektslarver för det mesta tar upp syre direkt genom huden och därför har bara liten eller ingen kontroll över precis hur mycket syre de tar upp. Vuxna insekter kan däremot reglera sitt syreupptag genom att öppna och stänga några ventilliknande hål i kroppen, som kallas spirakler.

Syre är en avgörande förutsättning för liv, men kan vara giftigt i större doser. Om människor utsätts för alltför mycket syre, kan det skada cellerna och orsaka synproblem, andningsbesvär, illamående och kramper.

Det är sannolikt att många av urtidens insektslarver på samma sätt passivt tog upp syre från vattnet och inte kunde reglera sitt syreupptag särskilt bra, vilket utgjorde en stor risk med de höga syrekoncentrationerna.

Ett sätt att reducera risken för syreförgiftning på kan ha varit att växa sig större, eftersom stora larver beroende på sin kroppsstorlek procentuellt tar upp mindre syre än små larver.

”Om man växer sig större, blir ytan mindre i förhållande till volymen”, förklarar Wilco Verberk.

Gav mindre syre nedsatt prestationsförmåga hos insekter?

Den nya teorin skulle även kunna förklara varför jätteinsekterna fortsatte att existera, även efter att syrehalten i jordens atmosfär hade börjat minska, säger han.

”Om syre fick kroppsvikten att stiga för att förhindra förgiftning, skulle lägre koncentrationer inte omedelbart ha varit livshotande, men över tid har det troligen reducerat de större insekternas prestationsförmåga", eftersom de vuxna hade anpassat sig till ett större syrebehov och därför skulle röra sig långsammare i luften vid lägre koncentrationer, säger Wilco Verberk.

”En sådan nedsatt prestationsförmåga skulle på längre sikt ha gjort det möjligt för andra arter att konkurrera ut jättarna.”

Studien av jätteinsekterna publicerades på nätet i slutet av juli av tidskriften PLoS.

Läs också

Kanske är du intresserad av...