Экология Гигантские насекомые господствовали в небе в доисторические времена в тот период, когда атмосфера Земли была богата кислородом. Однако, несмотря на повышающиеся уровни кислорода, примерно 150 миллионов лет назад им пришлось уменьшиться в размерах из-за эволюции птиц, считают ученые.
Насекомые достигли своего самого максимального размера примерно 300 миллионов лет назад в конце Каменноугольного – начале Пермского периода. В это время на свете существовали стрекозоподобные хищные насекомые, размах крыльев которых достигал 70 сантиметров.
По лидирующей версии, такие размеры были связаны с высокими уровнями кислорода в атмосфере (более 30 процентов, для сравнения сегодня – 21 процент), что позволяло летающим существам получать достаточно кислорода через крошечные дыхательные трубки, которые насекомые используют вместо легких.
В ходе новых исследований ученые из Калифорнийского Университета в Санта-Круз детально посмотрели на связь размеров насекомых и концентрации кислорода в доисторические времена.
Мэттью Клафэм (Matthew Clapham), профессор наук о Земле и планетах, и его коллеги составили огромную базу данных длины крыльев древних насекомых на основе найденных в разное время окаменелостей, а затем исследовали размеры насекомых и уровни кислорода во времена их обитания в течение сотен миллионов лет эволюции насекомых.
"Максимальный размер насекомых действительно связан с разными уровнями кислорода, которые поднимались и падали в течение 200 миллионов лет", - сказал Клафэм.
Затем примерно в конце Юрского – начале Мелового периода, примерно 150 миллионов лет назад, уровни кислорода внезапно поднялись, а размер насекомых сократился. Этот период поразительно совпадает с эволюционным развитием птиц.
В то время, как в небе стали свирепствовать хищные птицы, для выживания насекомым требовалось хорошая манёвренность, а для этого лучше подходили более мелкие размеры.
Результаты исследований были основаны на достаточно простом анализе, однако чтобы получить эти результаты, ученым предстояло немало потрудиться, сказал Клафэм. Они создали базу данных на основе 10500 окаменелостей насекомых. Для определения концентрации кислорода в то или иное время, ученые положились на модель Geocarbsulf, разработанную Йельским геологом Робертом Бернером (Robert Berner). Они повторили анализ, используя другие модели, и получили похожие результаты.
Исследования показали, что на размер насекомых мало влияния оказали птерозавры, летающие рептилии, которые появились в конце Триасового периода, примерно 230 миллионов лет назад. Насекомые Триасового периода после появления птерозавров стали крупнее, чем насекомые Юрского периода. Однако отсутствие палеонтологической летописи в отношении насекомых в течение 20 миллионов лет мешает исследователям сказать, когда именно насекомые изменили размер, а сокращение уровня кислорода примерно в то же время усложняет дальнейший анализ.
Еще одна перемена в отношении размера насекомых имела место намного раньше, в конце Мелового периода, между 90 и 65 миллионов лет назад. Опять же, нехватка окаменелых останков не позволяет проследить за уменьшением размеров насекомых в течение этого периода. На это может повлиять сразу несколько факторов, среди которых продолжающаяся специализация птиц, эволюция летучих мышей и массовое исчезновение видов в конце Мелового периода.
"Первые птицы не очень хорошо летали, однако к концу Мелового периода они уже стали больше похожими на современных птиц", - сказал Клафэм.
Ученые отметили, что их исследования сфокусировались на изменениях максимального размера насекомых в течение определенного периода времени. Средний размер насекомых было намного сложнее определить из-за того, что крупные насекомые с большей вероятностью уцелели в окаменелостях и дошли до нас.
"Во все времена существовали мелкие насекомые, даже в Пермский период, когда на планете жили насекомые-гиганты, были и существа с размахом крыльев не более нескольких миллиметров. На размеры тела всегда влияют как экологические факторы, так и факторы среды. Существовало множество экологических факторов, которые заставляли некоторых насекомых оставаться мелкими", - сказал Клафэм.
