Prehistorische vliegende insecten waren gigantisch. Dat komt doordat er toen meer zuurstof in de lucht zat, zo luidt de algemeen geaccepteerde verklaring. Maar dat is misschien toch niet de belangrijkste reden.
Zo’n 300 miljoen jaar geleden, tijdens het carboon, zag de aarde er heel anders uit. Alle continenten waren samengeklonterd tot één supercontinent: Pangea. Je hebt misschien wel eens gehoord dat er toen gigantische insecten rondvlogen. Zo waren er bijvoorbeeld libellenachtige insecten met indrukwekkende spanwijdtes van 70 centimeter – tegenwoordig heeft de grootste libel een spanwijdte van 16 centimeter.
Waarom waren er tijdens het carboon grotere vliegende insecten dan nu? Een veel geopperde theorie is dat er toen ongeveer 45 procent meer zuurstof in de lucht zat. Maar dat idee klopt mogelijk toch niet, zo blijkt uit een studie in Nature.
Lees ook:
- Deze keverlarven ruiken naar bloemetjes – en dat is minder onschuldig dan het lijkt
- Sneeuwmuggen kunnen hun eigen warmte produceren – dat is uniek voor insecten
Zuurstoftheorie
Op zich is de zuurstoftheorie heel logisch. Om te kunnen vliegen, heb je grote spieren nodig, en die spieren hebben op hun beurt weer zuurstof nodig. Insecten hebben geen longen en geen bloed dat zuurstof transporteert. In plaats daarvan hebben ze een netwerk van buisjes, zogeheten tracheeën, die in verbinding staat met de buitenlucht via kleine openingen in het insectenpantser.
Het zuurstof wordt via tracheolen (kleine vertakkingen van de tracheeën) direct naar weefsels, zoals spieren, toegebracht. Dit verloopt via een proces dat diffusie heet. Hierbij bewegen deeltjes – in dit geval zuurstofdeeltjes – van een hoge naar een lage concentratie. Hoe groter een insectenlichaam, hoe moeilijker het is om via diffusie genoeg zuurstof naar de vliegspieren te krijgen. Als er meer zuurstof in de lucht zit, is het concentratieverschil groter en lukt dit beter. Kortom: meer zuurstof maakt grotere insecten mogelijk.
Genoeg zuurstof
Maar deze theorie klopt misschien toch niet, ontdekten onderzoekers toen ze met gevoelige microscopen analyseerden hoeveel tracheolen er in de vliegspieren van moderne insecten zitten. Ze ontdekten namelijk dat tracheolen minder dan 1 procent van het volume van de spieren uitmaken. Bovendien hebben grotere insecten amper meer tracheolen dan kleine insecten.
Minder dan 1 procent is erg weinig. De vliegspieren van vogels bestaan bijvoorbeeld voor zo’n 10 procent uit bloedvaten. De onderzoekers beargumenteren daarom dat insecten genoeg ruimte hebben om meer tracheolen in hun vliegspieren te verwerken als dat nodig zou zijn. Het feit dat de evolutie daar bij grote insecten niet toe heeft geleid, suggereert dat het niet nodig is. Blijkbaar krijgen ze al genoeg zuurstof.
Theorie toch niet in de prullenbak
De hogere concentratie zuurstof in de lucht was dus mogelijk niet de belangrijkste reden voor het grote lichaamsformaat van de vliegende insecten in het carboon.Wat dan wel? Volgens de onderzoekers leefden er in het carboon nog weinig dieren die op vliegende insecten jaagden. Later ontstonden die wel. Grote insecten waren veel makkelijker te vangen dan kleinere, wendbaardere exemplaren. De giganten stierven daardoor waarschijnlijk uit.
De zuurstoftheorie kan overigens nog niet helemaal de prullenbak in, waarschuwen de onderzoekers. Ze hebben alleen gekeken naar de kleine tracheolen in de vliegspieren. Het kan zijn dat het transport van zuurstof eerder in het tracheeënnetwerk of bij de openingen in het pantser al gelimiteerd wordt, en dat een hogere concentratie in de lucht dus alsnog kan leiden tot meer zuurstof voor de spieren en daarmee grotere insectenlichamen.