Skarlały przez ptaki

Olbrzymie owady zaczynały rządzić przestworzami w czasach, gdy ziemska atmosfera była bogata w tlen. Później ok. 150 mln lat temu pojawiły się ptaki, które zaburzyły tę zależność i owady stały się mniejsze mimo rosnącej zawartości O₂.

Owady osiągnęły największe rozmiary ok. 300 mln lat temu w górnym karbonie i wczesnym permie. To wtedy żyła Meganeura monyi, praważka spokrewniona z dzisiejszymi jętkami i ważkami, u której rozpiętość skrzydeł wynosiła aż 75 cm. Zaproponowana ok. 100 lat temu teoria przypisuje prehistoryczny gigantyzm dużemu stężeniu tlenu w atmosferze (hiperoksji). W permie wynosiło ono 30%, w porównaniu do dzisiejszych 21%. Oznacza to, że owady latające mogły wtedy za pomocą stanowiących "wąskie gardło" tchawek pozyskać ilość gazu wystarczającą do zasilenia wymagającego metabolizmu dużego organizmu.

Matthew Clapham i Jered Karr z Uniwersytetu Kalifornijskiego w Santa Cruz znaleźli dowody na potwierdzenie tej teorii. Najpierw musieli jednak przeanalizować ponad 10,5 tys. sfosylizowanych owadzich skrzydeł. Stworzenie bazy danych zajęło duetowi aż 1,5 roku. Wysiłek się jednak opłacił, bo zestawienie wykazało, że przez pierwsze 150 mln lat ewolucji maksymalna rozpiętość skrzydeł owadów uskrzydlonych idealnie odzwierciedlała zawartość tlenu w atmosferze. Kiedy stężenie O₂ szczytowało w permie, owady były największe. Późniejszy spadek ilości tlenu pociągnął za sobą spadek wielkości insektów. Korelacja między O₂ a gabarytami owadów zniknęła jednak 130-140 mln lat temu we wczesnej kredzie. Mimo że zawartość tlenu w atmosferze ponownie sięgnęła 15%, owady nie stały się większe. Wręcz przeciwnie, zmalały. Powód? Przestworza zasiedliły inne zwierzęta - ptaki. Z drapieżnymi ptakami na ogonie potrzeba zachowania manewrowości stała się siłą napędową ewolucji. Jak można się domyślić, faworyzowała ona mniejsze rozmiary.

W jurze małe dinozaury zaczęły porastać piórami. Do wczesnej kredy proces przybrał na sile, w dodatku na skrzydłach nowych obywateli nieba pojawiły się skrzydełka, pióra wygaszające w trakcie lotu zawirowania powietrza, co zwiększało zwinność manewrów wykonywanych przy niewielkiej prędkości. Choć małe owady, a takie z kilkumilimetrową rozpiętością skrzydeł występowały zawsze, nawet w dobie gigantów, nadal okazywały się zbyt szybkie i zwinne, los dużych był już właściwie przypieczętowany.

Uzasadniając swój pomysł, że to ptaki wywierały presję ewolucyjną na wielkość owadów, Clapham i Karr argumentują, że niewiele innych zdarzeń środowiskowych czy biologicznych mogłoby zadziałać w ten sposób. Mniej więcej w tym samym czasie - choć trochę później - pojawiły się rośliny okrytonasienne, ale trudno byłoby wykazać, czemu miałoby to wpłynąć na duże drapieżne owady. Ostateczną interpretację wyników utrudnia brak skamieniałości owadzich z kilku okresów. Wydaje się np., że latające pterozaury, które pojawiły się w późnym triasie, wpłynęły nieznacznie na wielkość owadów, bo w triasie były one nieco większe niż w kredzie. Jednak licząca sobie 20 milionów lat luka w zapisie kopalnym owadów oraz fakt, że w mniej więcej w tym samym czasie spadło stężenie tlenu, komplikują sprawę.

Zestawiając wielkość owadów z ilością tlenu, naukowcy bazowali na modelu Geocarbsulf, opracowanym przez geologa z Uniwersytetu Yale Roberta Bernera. Gdy analizy powtórzono z wykorzystaniem innych modeli, uzyskano podobne rezultaty.

ewolucja owad tlen ptak