Η Εξέλιξη των Εντόμων από την Προϊστορία και μετά

Σκαθάρια και Γολιάθ σκώνος σκώρος θα περιγραφούν ως μεγάλοι από σχεδόν όλους όσους ζουν σήμερα, αλλά μερικά προϊστορικά έντομα θα ταλαντούσαν αυτούς τους εξελικτικούς απογόνους. Κατά την εποχή της Παλαιοζωίας, η Γη έμεινε γεμάτη με γιγαντιαία έντομα λιβελλούλες με πλάγια πτερύγια μετρημένα σε πόδια, μέχρι mayflies σχεδόν 18 ίντσες σε πλάτος.

Ενώ πάνω από ένα εκατομμύριο έντομο τα είδη ζουν σήμερα, δεν υπάρχουν πια πραγματικά γίγαντα έντομα. Γιατί τα γιγαντιαία έντομα ζουν σε προϊστορικούς χρόνους, αλλά εξαφανίζονται από τη Γη με την πάροδο του χρόνου;

Η εποχή των Παλαιοζωϊκών εμφανίστηκε 542 έως 250 εκατομμύρια χρόνια πριν. Είναι χωρισμένο σε έξι χρονικές περιόδους και οι δύο τελευταίες είδαν την ανάπτυξη των μεγαλύτερων εντόμων. Αυτά ήταν γνωστά ως την περίοδο του άνθρακα (360 έως 300 εκατομμύρια χρόνια πριν) και την Περμιακή περίοδο (300 έως 250 εκατομμύρια χρόνια πριν).

Το ατμοσφαιρικό οξυγόνο είναι ο μοναδικός πιο περιοριστικός παράγοντας για το μέγεθος των εντόμων. Κατά τη διάρκεια των περιόδων Carboniferous και Permian, οι συγκεντρώσεις του ατμοσφαιρικού οξυγόνου ήταν σημαντικά υψηλότερες από αυτές που είναι σήμερα. Τα προϊστορικά έντομα εισπνέουν αέρα που ήταν 31 έως 35 τοις εκατό οξυγόνο, σε σύγκριση με μόλις 21 τοις εκατό οξυγόνο στον αέρα που αναπνέετε τώρα.

Τα μεγαλύτερα έντομα ζούσαν κατά τη διάρκεια της περιόδου των ανθρακωρύχων. Ήταν η εποχή του dragonfly με πάνω από ένα πόδι δύο πτέρυγα και ένα millipede που θα μπορούσε να φθάσει δέκα πόδια. Καθώς οι συνθήκες άλλαξαν στην Permian περίοδο, τα σφάλματα μειώθηκαν σε μέγεθος. Ωστόσο, αυτή η περίοδος είχε το μερίδιό της από τις τεράστιες κατσαρίδες και άλλα έντομα που σίγουρα θα ταξινομούσαμε ως γίγαντες.

Τα κύτταρα στο σώμα σας παίρνουν το οξυγόνο που χρειάζονται για να επιβιώσουν μέσω του κυκλοφορικού σας συστήματος. Το οξυγόνο μεταφέρεται από το αίμα μέσω των αρτηριών και τριχοειδών αγγείων σε κάθε κύτταρο στο σώμα σας. Στα έντομα, από την άλλη πλευρά, η αναπνοή γίνεται με απλή διάχυση μέσω των κυτταρικών τοιχωμάτων.

Τα έντομα παίρνουν ατμοσφαιρικό οξυγόνο μέσα από τα σπειράματα, τα ανοίγματα στην επιδερμίδα μέσω των οποίων εισέρχονται και εξέρχονται από το σώμα. Τα μόρια οξυγόνου ταξιδεύουν μέσω του τραχειακού συστήματος. Κάθε τραχειακός σωλήνας τελειώνει με τραχεία, όπου το οξυγόνο διαλύεται στο υγρό της τραχείας. Το Ο₂ στη συνέχεια διαχέεται στα κύτταρα.

Όταν τα επίπεδα οξυγόνου ήταν υψηλότερα - όπως στην προϊστορική εποχή των γιγαντιαίων εντόμων - αυτό αναπνευστικό σύστημα περιορισμένης διάχυσης θα μπορούσε να παρέχει επαρκές οξυγόνο για να καλύψει τις μεταβολικές ανάγκες ενός μεγαλύτερου εντόμου. Το οξυγόνο θα μπορούσε να φθάσει σε κύτταρα βαθιά μέσα στο σώμα του εντόμου, ακόμα και όταν αυτό το έντομο μετράται αρκετά πόδια μακριά.

Καθώς το ατμοσφαιρικό οξυγόνο μειώθηκε κατά τη διάρκεια του εξελικτικού χρόνου, αυτά τα εσωτερικά κύτταρα δεν μπορούσαν να τροφοδοτηθούν επαρκώς με οξυγόνο. Τα μικρότερα έντομα ήταν καλύτερα εξοπλισμένα για να λειτουργούν σε ένα υποξικό περιβάλλον. Και έτσι, τα έντομα εξελίχθηκαν σε μικρότερες εκδοχές των προϊστορικών προγόνων τους.

Ο σημερινός κάτοχος ρεκόρ για το μεγαλύτερο έντομο που έζησε ποτέ είναι ένας αρχαίος γκρινιάνος. Meganeuropsis permiana μέτρησε ένα εντυπωσιακό 71 εκ. από το άκρο του φτερού μέχρι το άκρο του φτερού, ένα πλήρες άνοιγμα πτερυγίων 28 ιντσών. Αυτό το γιγάντιο αρπακτικό ασπόνδυλο κατοικούσε αυτό που είναι σήμερα το κεντρικό Η.Π.Α. κατά τη διάρκεια της Permian περιόδου. Τα απολιθώματα του είδους ανακαλύφθηκαν στο Elmo, στο Κάνσας και στο Midco, στην Οκλαχόμα. Σε ορισμένες αναφορές, ονομάζεται Meganeuropsis americana.

Meganeuropsis permiana είναι ένα από τα προϊστορικά έντομα που αναφέρονται ως γιγάντιες λιβελλούλες. Ο Ντέιβιντ Γκριμάλντι, στον έντονο τόμο του Εξέλιξη των εντόμων, σημειώνει ότι πρόκειται για μια εσφαλμένη ονομασία. Τα σύγχρονα οντάρια της ημέρας είναι μόνο μακρινά συνδεδεμένα με τους γίγαντες που είναι γνωστοί ως prodonata.

Ένας αρχαίος σκορπιός της θάλασσας, Jaekelopterus rhenaniae, μεγάλωσε σε μήκος 8 πόδια. Φανταστείτε ένα σκορπιό μεγαλύτερο από τον άνθρωπο! Το 2007, ο Markus Poschmann αποκάλυψε απολιθωμένο νύχι από αυτό το τεράστιο δείγμα σε γερμανικό λατομείο. Το νύχι μετράται 46 εκατοστά, και από αυτή τη μέτρηση, οι επιστήμονες ήταν σε θέση να προβάλουν το μέγεθος του προϊστορικού eurypterid (θαλάσσιος σκορπιός). Jaekelopterus rhenaniae έζησε πριν από 460 έως 255 εκατομμύρια χρόνια.

Ένα πλάσμα που μοιάζει με μοιρολόφους, γνωστό ως Arthropleura έφτασε εξίσου εντυπωσιακά μεγέθη. Arthropleura που μετράται μέχρι 6 πόδια και 18 ίντσες πλάτος. Ενώ οι παλαιοντολόγοι δεν έχουν βρει ακόμα ένα πλήρες απολίθωμα Arthropluera, τα απολιθωμένα ίχνη που βρέθηκαν στη Νέα Σκοτία, τη Σκωτία και τις Ηνωμένες Πολιτείες υποδεικνύουν ότι η αρχαία μυελίδα θα ανταγωνιζόταν ένα ενήλικο άνθρωπο σε μέγεθος.

Με πάνω από ένα εκατομμύριο είδη εντόμων στη Γη, ο τίτλος του "Μεγαλύτερου Living Insect" θα ήταν ένα εξαιρετικό επίτευγμα για κάθε σφάλμα. Πριν όμως μπορέσουμε να δώσουμε ένα τέτοιο βραβείο σε ένα μόνο έντομο, πρέπει να καθορίσουμε τον τρόπο με τον οποίο μετράμε τη μεγαλοπρέπεια.

Τι κάνει ένα σφάλμα μεγάλο; Είναι καθαρό χύμα που ορίζει ένα πλάσμα τόσο μεγάλο; Ή κάτι που μετράμε με ένα χάρακα ή μεζούρα, που καθορίζεται από τα εκατοστά; Στην πραγματικότητα, ποιο έντομο κερδίζει τον τίτλο εξαρτάται από το πώς μετράτε ένα έντομο και ποιοι ρωτάτε.

Μετρήστε ένα έντομο από το μπροστινό μέρος του κεφαλιού μέχρι το άκρο της κοιλιάς και μπορείτε να καθορίσετε το μήκος του σώματος του. Αυτό μπορεί να είναι ένας τρόπος για να επιλέξετε το μεγαλύτερο ζωντανό έντομο. Αν αυτό είναι τα κριτήρια σας, ο νεώτερος παγκόσμιος πρωταθλητής σας στέφθηκε το 2008, όταν οι εντομολόγοι ανακάλυψαν ένα νέο είδος εντόμων με ραβδώσεις στο Μπορνέο. Ο megastick του Chan, Αλυσίδα Phobaeticus, μετρά μια πλήρη 14 ίντσες από το κεφάλι στην κοιλιά και μια πλήρη 22 ίντσες αν τεντώσετε το μέτρο ταινιών για να συμπεριλάβετε τα εκτεταμένα πόδια του. Stick έντομα κυριαρχούν στον ανταγωνισμό στη μεγαλύτερη κατηγορία εντόμων. Πριν από την ανακάλυψη του megastick του Chan, ένα άλλο walkingstick, Φρανάκια serratipes, κατέλαβε τον τίτλο.

Για πολλά έντομα, τα φτερά του εξαπλώθηκαν πολύ ευρύτερα από το μέγεθος του σώματός του. Μήπως το άνοιγμα των πτερυγίων είναι ένα καλό μέτρο του μεγέθους ενός εντόμου; Εάν ναι, ψάχνετε έναν πρωταθλητή μεταξύ των Λεπιδόπτερων. Από όλα τα ζωντανά έντομα, οι πεταλούδες και οι σκώροι έχουν τα μεγαλύτερα περιθώρια πτερυγίων. Το πτηνό της βασίλισσας Αλεξάνδρας, Ornithoptera alexandrae, κέρδισε για πρώτη φορά τον τίτλο της μεγαλύτερης πεταλούδας του κόσμου το 1906 και σε πάνω από έναν αιώνα δεν έχει ανακαλυφθεί μεγαλύτερη πεταλούδα. Αυτό το σπάνιο είδος, το οποίο ζει μόνο σε μια μικρή περιοχή της Παπούα-Νέας Γουινέας, μπορεί να μετρήσει πάνω από 25 cm από το άκρο του φτερού μέχρι το άκρο του φτερού. Ενώ αυτό είναι εντυπωσιακό, ένας σκώρος θα κατέχει τον μεγαλύτερο ζωντανό τίτλο έντομα εάν το πτερύγιο ήταν το μοναδικό κριτήριο. Ο λευκός μάγισσας μάγισσας, Thysania agrippina, απλώνει οποιαδήποτε άλλη λεπιδόπτερα με άνοιγμα πτερυγίων έως 28 cm (ή 11 ίντσες).

Αν ψάχνετε για ένα ογκώδες bug για να χρίσετε ως το μεγαλύτερο ζωντανό έντομο, κοιτάξτε την Κολεόπτερα. Μεταξύ των σκαθάρια, θα βρείτε διάφορα είδη με μια σωματική μάζα που είναι το υλικό των ταινιών επιστημονικής φαντασίας. Γίγαντας scarabs είναι γνωστοί για το εντυπωσιακό τους μέγεθος και μεταξύ αυτής της ομάδας, τέσσερα είδη παραμένουν αδιέξοδα στο διαγωνισμό για μεγαλύτερο: Goliathus goliatus, Goliathus regius, Megasoma actaeon, και Megasoma elephas. Ένας μοναχός κεραμπακίδης, το εύστοχο όνομα Titanus giganteus, είναι εξίσου μαζική. Σύμφωνα με το βιβλίο των εντόμων Records, που ερευνήθηκε και καταρτίστηκε από το Πανεπιστήμιο της Φλόριντα, δεν υπάρχει αξιόπιστος τρόπος για να σπάσει η σχέση μεταξύ αυτών των πέντε ειδών για τον τίτλο του bulkiest bug.

Τέλος, υπάρχει ένας τελευταίος τρόπος να σκεφτόμαστε την ευδαιμονία όταν πρόκειται για έντομα - βάρος. Θα μπορούσαμε να βάλουμε τα έντομα σε μια κλίμακα, ένα προς ένα, και να καθορίσουμε ποια είναι η μεγαλύτερη μόνο με γραμμάρια. Στην περίπτωση αυτή, υπάρχει ένας σαφής νικητής. Το γιγαντιαίο weta, Deinacrida heteracantha, χαιρετίζει από τη Νέα Ζηλανδία. Ένα άτομο αυτού του είδους ζύγιζε σε 71 γραμμάρια, αν και είναι σημαντικό να σημειωθεί ότι το θηλυκό δείγμα φέρεται με πλήρες φορτίο αυγών τη στιγμή που πήγε στην κλίμακα.

Ποιο από αυτά τα έντομα θα πρέπει να ονομαστεί το μεγαλύτερο ζωντανό έντομο; Όλα εξαρτώνται από το πώς καθορίζετε μεγάλο.

• Dudley, Ρόμπερτ. (1998). Ατμοσφαιρικό οξυγόνο, γίγαντα παλαιωζικά έντομα και εξέλιξη της εναέριας κινητικής απόδοσης. Το περιοδικό της πειραματικής βιολογίας 201, 1043–1050.
• Dudley, Ρόμπερτ. (2000). Η εξελικτική φυσιολογία της πτήσης των ζώων: Παλαιοβιολογικές και σημερινές προοπτικές. Ετήσια Επισκόπηση Φυσιολογίας, 62, 135–55.
• Εξέλιξη των εντόμων, από τον David Grimaldi.
• Sues, Hans-Dieter (2011, Ιανουάριος 15). Μεγαλύτερη έκταση "κατοικίας" όλων των εποχών. Το National Geographic News Watch. Ανακτήθηκε στις 22 Μαρτίου 2011.
• Πανεπιστήμιο του Μπρίστολ (2007, 21 Νοεμβρίου). Giant Scorpion Θάλασσα Φωλίων Μεγαλύτερος από τον άνθρωπο. ScienceDaily. Ανακτήθηκε στις 22 Μαρτίου 2011, από ScienceDaily.