Еволюцията на насекомите от праисторията нататък

Goliath бръмбари и сфинксови молци биха били описани като големи от почти всеки, който живее днес, но някои праисторически насекоми биха омаловажили тези еволюционни потомци. През палеозойската ера, Земята осеяна с гигантски насекоми, от кончета с размери на криле, измерени в крака, до еднодневки близо 18 инча в широчина.

Докато над милион насекомо видове живеят днес, наистина гигантски насекоми вече не съществуват. Защо гигантските насекоми са живели в праисторически времена, но с времето са изчезнали от Земята?

Палеозойската ера настъпила от 542 до 250 милиона години. Той е разделен на шест периода от време, а в последните две се наблюдава развитието на най-големите насекоми. Те бяха известни като въглеродния период (Преди 360 до 300 милиона години) и пермския период (Преди 300 до 250 милиона години).

Атмосферният кислород е единственият най-ограничаващ фактор за размера на насекомите. По време на въглеродния и пермския период концентрациите на атмосферния кислород са били значително по-високи, отколкото са днес. Праисторически насекоми вдишват въздух, който е 31 до 35 процента кислород, в сравнение само с 21 процента кислород във въздуха, който дишате в момента.

Най-големите насекоми са живели през карбоновия период. Това беше времето на змея с над разстояние на крилата на два крака и милипед, който можеше да достигне десет фута. С промяната на условията през пермския период, бъговете намаляват по размер. И все пак този период имаше своя дял от гигантски хлебарки и други насекоми, които със сигурност бихме класифицирали като гиганти.

Клетките в тялото ви получават необходимия кислород, за да оцелеят чрез вашата кръвоносна система. Кислородът се пренася от кръвта през артериите и капилярите до всяка клетка в тялото ви. При насекомите, от друга страна, дишането става чрез обикновена дифузия през клетъчните стени.

Насекомите приемат атмосферен кислород през спирали, отвори в кутикулата, през които газовете влизат и излизат от тялото. Кислородните молекули пътуват през трахеална система. Всяка трахеална тръба завършва с трахеола, където кислородът се разтваря в течността на трахеята. О₂ след това се дифундира в клетките.

Когато нивата на кислород бяха по-високи - както в праисторическата ера на гигантските насекоми - това дифузия с ограничена дихателна система може да достави достатъчно кислород за задоволяване на метаболитните нужди на по-голямо насекомо. Кислородът може да достигне до клетките дълбоко в тялото на насекомото, дори когато насекомото е с дължина няколко фута.

Тъй като атмосферният кислород намалява през еволюционното време, тези най-вътрешни клетки не могат да бъдат снабдени адекватно с кислород. По-малките насекоми бяха по-добре оборудвани да функционират в хипоксична среда. И така насекомите се развиха в по-малки версии на своите праисторически предци.

Сегашният рекордьор за най-голямо насекомо, което някога е живяло, е древен грифон. Meganeuropsis permiana измерва впечатляващите 71 см от върха на крилото до върха на крилото, пълен 28-инчов обхват на крилото. Този гигантски безгръбначен хищник обитавал това, което сега е централният САЩ по време на пермския период. Вкаменелости на вида са открити в Елмо, Канзас и Мидко, Оклахома. В някои справки се нарича Meganeuropsis americana.

Meganeuropsis permiana е едно от праисторическите насекоми, наричани гигантски конски кончета. Дейвид Грималди в огромния си том Еволюция на насекомите, отбелязва, че това е погрешно. Ононатите от съвременния ден са свързани само отдалечено с гигантите, известни като prodonata.

Древен морски скорпион, Jaekelopterus rhenaniae, нарасна до 8 фута дължина. Представете си скорпион, по-голям от човека! През 2007 г. Маркус Пошман изкопа фосилизиран нокът от този масивен екземпляр в немска кариера. Нокътът е бил с размери 46 сантиметра и от това измерване учените са успели да екстраполират размера на праисторическия евриптерид (морски скорпион). Jaekelopterus rhenaniae живели между 460 и 255 милиона години.

Милипед, създание, известно като Arthropleura достигнаха еднакво впечатляващи размери. Arthropleura измерен толкова дълго, колкото 6 фута и 18 инча широк. Докато палеонтолозите все още не са намерили пълен вкаменелост на Arthropluera, следи от вкаменелости, открити в Нова Скотия, Шотландия и Съединените щати предполагат, че древният милипед би съперничал на възрастни хора по размер.

С над над един милион вида насекоми на Земята, заглавието „Най-голямо живо насекомо“ би било изключително постижение за всеки бъг. Преди да успеем да дадем такава награда на едно насекомо, обаче, трябва да определим как да измерваме големината.

Какво прави грешка голяма? Дали именно обемът определя това същество като голямо? Или нещо, което измерваме с линийка или лента, определено по сантиметри? В действителност кое насекомо печели титлата зависи от това как измервате насекомо и от кого питате.

Измерете насекомо от предната част на главата до върха на корема и можете да определите дължината на тялото му. Това може би е един от начините да изберете най-голямото живо насекомо. Ако това е вашите критерии, най-новият ви световен шампион беше коронясан през 2008 г., когато ентомолозите откриха нов вид насекоми от пръчки в Борнео. Мегастикът на Чан, Верига Phobaeticus, измерва цели 14 инча от главата до корема и цели 22 инча, ако опънете лентата, за да включите нейните удължени крака. Стик насекомите доминират в конкуренцията в най-дългата категория насекоми. Преди откриването на мегастика на Чан, друга крачка, Pharnacia serratipes, държа заглавието.

За много насекоми крилата му се разпространяват далеч по-широко от размера на тялото му. Дали размахът на крилата е добра мярка за размера на насекомото? Ако е така, търсите шампион сред Lepidoptera. От всички живи насекоми, пеперудите и молците имат най-големи разстояния на крилата. Птицата на кралица Александра, Ornithoptera alexandrae, за първи път печели титлата на най-голямата пеперуда в света през 1906 г. и за повече от век не е открита по-голяма пеперуда. Този рядък вид, който живее само в малък район на Папуа Нова Гвинея, може да измерва над 25 см от върха на крилото до върха на крилото. Въпреки че това е впечатляващо, молецът ще притежава най-голямото заглавие на живи насекоми, ако размахът на крилото е единственият критерий. Бялата вещица, Thysania agrippina, изпъва всяка друга Lepidoptera с размах на крилото до 28 см (или 11 инча).

Ако търсите обемист бъг, който да помажете като най-голямото живо насекомо, потърсете Coleoptera. Сред бръмбари, ще намерите няколко вида с телесна маса, които са неща от филмите за научна фантастика. Гигант скарабеи са известни със своите впечатляващи размери и сред тази група четири вида остават в безизходица в конкуренцията за най-големи: Goliathus goliatus, Goliathus regius, Megasoma actaeon, и Мегасома слонове. Самотен керамбицид, подходящо наречен Titanus giganteus, е еднакво масивна. Според Книгата на записите за насекоми, проучена и съставена от Университета на Флорида, няма надежден начин да се прекъсне връзката между тези пет вида за заглавието на най-обемния бъг.

И накрая, има един последен начин да се мисли за големината, когато става въпрос за насекомите - теглото. Бихме могли да поставим насекоми в скала, едно по едно и да определим кое е най-голямо само в грамове. В този случай има ясен победител. Гигантската уета, Deinacrida heteracantha, родове от Нова Зеландия. Едно животно от този вид е тежало 71 грама, въпреки че е важно да се отбележи, че женският екземпляр е носил пълен товар яйца по времето, когато е стъпвал на скалата.

И така, кое от тези насекоми трябва да се нарече най-голямото живо насекомо? Всичко зависи от това как определяте големи.

• Дъдли, Робърт. (1998). Атмосферният кислород, гигантските палеозойни насекоми и еволюцията на работата на въздушните двигатели. The Journal of Experimental Biology 201, 1043–1050.
• Дъдли, Робърт. (2000). Еволюционната физиология на полета на животните: палеобиологична и настояща перспектива. Годишен преглед на физиологията, 62, 135–55.
• Еволюция на насекомите, от Дейвид Грималди.
• Съди, Ханс-Дитер (2011, 15 януари). Най-големият земен "бъг" на всички времена. National Geographic News Watch. Произведено на 22 март 2011 г.
• Университет в Бристол (2007 г., 21 ноември). Гигантски изкопаем морски скорпион, по-голям от човека. ScienceDaily. Получено на 22 март 2011 г. от ScienceDaily.