25900 авторів і 91 редактор відповіли на 98952 питання,
розмістивши 129771 посилання на 81900 сайтів, приєднуйтесь!

Реклама партнерів:

Чи були раніше великими жуки і таргани?

РедагуватиУ обранеДрук

У романі письменника Роберта Хайнлайна (1907-1988) «Зоряні рейнджери» (а також у фільмі «Зоряний десант», знятому за його мотивами) з людством б'ються гігантські комахи з інопланетних світів. Здавалося б, все це досконала фантазія, але читач фантастичних книг мимоволі замислюється: чому ж все ті комахи, які нас оточують, за своїми розмірами не перевершують невеликих ссавців? Відомо, що комахи, що жили на Землі близько 300 млн. Років тому, досягали гігантських розмірів. Чому ж вони вимерли або подрібнювали?

Група американських дослідників, очолювана фізіологом Олександром Кайзером (Alexander Kaiser) з Середньозахідна університету в Глендейле (Midwestern University in Glendale, штат Арізона), отримала дані, згідно з якими комахи палеозойської ери були набагато більші сьогоднішніх тому, що в земній атмосфері в ті часи було набагато більше кисню.

Палеозойська ера (палеозой, кам'яновугільний період) почалася приблизно 600 мільйонів років тому і тривала близько 300 мільйонів років. Це був час розквіту рослинного життя, ну а крім рослин тоді на нашій планеті панували і гігантські комахи - бабки, наприклад, мали розмах крил в три чверті метра (яструбиний розмір). Приблизно 10% комах тієї епохи по нашим нинішнім поняттям славилися б гігантами. Вміст кисню в повітрі палеозою було незвичайно високим - досягало 35% проти 21% нинішньої концентрації.

Комахи не дихають в тому сенсі, в якому дихаємо ми - збагачуючи в своїх легенів киснем кров, яка переносить його потім до різних органів. Замість цього жуки і гусениці користуються спеціальними порами (дихальцями, або стигми - stigmata), Що дозволяють їм забирати з атмосфери кисень і повертати вуглекислий газ - як би дихаючи всім тілом. Ці самі пори з'єднуються з внутрішніми органами спеціальними воздухоноснимі трубочками, що носять назву «трахея» (Trachea).

Якщо люди мають одну-єдину трахею, то комахи мають цілої трахейной (трахеальной) системою, яка допомагає їм транспортувати кисень до всіх внутрішніх органів, а також виробляє видалення відпрацьованого вуглекислого газу. Безліч відгалужень трахей розходяться бичка, досягають різних життєво важливих вузлів і навіть скріплюють їх між собою. У міру того, як комаха зростає, трахейні трубочки стають все довшими - адже вони в будь-якому випадку повинні досягати периферичних тканин, що контактують з атмосферою. Крім того, ці трубочки змушені ставати все більш широкими або ж більш численними, щоб забезпечувати додаткові потреби в кисні зростаючих органів. При цьому комаха на час може обмежити потік кисню, просто перекриваючи свої «вентилі». Саме тому подібні створення настільки витривалі - вони можуть якийсь час жити за рахунок кисню, який вже скупчився в трахеях. Кайзер згадує гусеницю, яка впала у відро води в його лабораторії. Коли ця істота було виявлено на наступний день, то лаборанти вирішили, що воно потонуло. Але варто було вийняти гусеницю з води, як вона благополучно поповзла.



Щоб порівняти будову трахей у чотирьох різновидів жуків, розміри яких варіювалися від 3 мм (Tribolium castaneum) до 3,5 см (Eleodes obscura), використовувалися рентгенівські промені. З'ясувалося, що трахеї великих жуків займають непропорційно велику частину їх тіла - приблизно на 20% більше, ніж варто було б з відповідного збільшення інших органів. І це логічно, адже трахейна система у великих жуків не тільки витягується в довжину, щоб покривати зростання кінцівок, але змушена ще й компенсувати зростаючі потреби жука в кисні - збільшенням діаметра трубочок або ж зростанням їх числа. Це загальний для всього живого ефект: якщо об'єм тіла зростає з ростом довжини в кубі, то площа його поверхні - лише в квадраті. Непропорційне збільшення розміру трахей досягає в якийсь момент своєї критичної позначки, і далі вся ця система рости вже не може - жук не здатний стати наскрізь дірявим. Особливо критичні в цьому сенсі місця зчленувань лапок з черевцем.

Провівши нескладні обчислення, дослідники з'ясували, що жуки в даний час не можуть виростати більше, ніж до 15 сантиметрів - інакше їм буде не вистачати кисню. 15-17 сантиметрів - це якраз і є розмір найбільшого з відомих науці жуків - Titanus giganteus - дроворуб-титан з Південної Америки. Личинки цього жука вживаються в їжу індіанцями, в результаті чого популяція подібного жука вже скоротилася по відношенню до колишніх часів в кілька разів, так що рекордне зростання не надто допомагає йому виживати.

У палеозойську еру комахи мали в принципі те ж саме будова тіла, просто концентрація кисню в атмосфері була вищою, діаметр трахей міг бути менше нинішнього, забезпечуючи достатню кількість кисню для гігантської комахи. Отже, якщо сьогодні частку кисню в повітрі збільшити до палеозойських величин, людям довелося б ганяти по своїй квартирі півметрових тарганів, а комар письменників братів Стругацьких виявився б страшною реальністю.

У наш час зростання комах обмежує саме склад атмосфери, хоча в якомусь сенсі вони все ж і зараз панують на планеті - адже це найчисельніша група земних істот, що володіє максимальним різноманітністю - відомо близько мільйона різних видів комах, серед яких метелики, жуки, мухи, мурахи і бджоли. Ще близько мільйона всіх видів комах, судячи за деякими оцінками, залишаються невідомими науці.

Джерела та додаткова інформація:
  • Чому нашим світом не правлять гігантські комахи;
  • Коли таргани були великими;
  • Study: More oxygen could make giant bugs (англ. мову).

Додаткова інформація:

Додатково:

Реклама партнерів:

РедагуватиУ обранеДрук


«Чи були раніше великими жуки і таргани?»

В інших пошукових системах:

GoogleЯndexRamblerВікіпедія

» » Чи були раніше великими жуки і таргани?