A rovarok fejlődése az őskor óta

Goliath bogarak és szfinx lepkék szinte bárki számára, aki ma manapság él, nagynak számítana, ám néhány őskori rovar törpné ezeket az evolúciós leszármazottakat. A paleozoikum idején, a Föld óriási rovarokkal ült össze, innen: szitakötők lábban mért szárnyakkal, kérészek közel 18 hüvelyk széles.

Míg több mint egy millió rovar fajok élnek ma, valóban óriási rovarok már nem léteznek. Miért éltek óriási rovarok az őskorban, de idővel eltűntek a Földről?

A paleozoikus korszak 542–250 millió évvel ezelőtt történt. Hat időszakra oszlik, és az utóbbi kettőben a legnagyobb rovarok fejlődtek ki. Ezeket ismerték a széntartalmú időszak (360-300 millió évvel ezelőtt) és a permi időszak (300–250 millió évvel ezelőtt).

A légköri oxigén az egyetlen legkorlátozóbb tényező a rovarok méretére. A széntartalmú és a permi időszakban a légköri oxigénkoncentráció lényegesen magasabb volt, mint manapság. Az őskori rovarok levegőt lélegeztek, amely 31-35% oxigént tartalmaz, szemben a jelenleg lélegző levegőnek mindössze 21% -ával.

A legnagyobb rovarok a karbon időszakban éltek. A szitakötő ideje volt egy két láb szárnyhosszúságával és egy milliárd réteggel, amely elérte a tíz métert. Ahogy a körülmények megváltoztak a permi időszakban, a hibák nagysága csökkent. Ugyanakkor ebben az időszakban volt része az óriás csótányoknak és más rovaroknak, amelyeket minden bizonnyal óriásoknak minősíthetnénk.

A test sejtjei megkapják az oxigént, amelyre szüksége van a túléléshez a keringési rendszerén keresztül. Az oxigént a vér az artériákon és a kapillárisokon keresztül továbbítja a test minden egyes sejtjéhez. A rovarokban viszont a légzés a sejtfalakon keresztül történő egyszerű diffúzióval történik.

A rovarok a légköri oxigént a spirálon keresztül veszik át, a kutikula nyílásain keresztül, amelyeken a gázok bejutnak és kilépnek a testbe. Az oxigénmolekulák a légcső rendszer. Mindegyik légcső egy tracheollal végződik, ahol az oxigén feloldódik a légcső folyadékában. Az O₂ majd diffundál a sejtekbe.

Amikor magasabb az oxigénszint - mint az óriás rovarok őskorában -, ez az diffúzióval korlátozott légzőrendszer elegendő oxigént tud szolgáltatni egy nagyobb rovar anyagcsere-szükségleteinek kielégítésére. Az oxigén a rovar testének mélyén érheti el a sejteket, még akkor is, ha a rovar több láb hosszú.

Mivel a légköri oxigén az evolúciós idő alatt csökkent, ezeket a legbelső sejteket nem lehetett megfelelően ellátni oxigénnel. A kisebb rovarok jobban felkészültek arra, hogy hipoxiás környezetben működjenek. És így a rovarok őskori őseik kisebb verzióira fejlődtek ki.

A valaha élt legnagyobb rovar jelenlegi rekordja ősi griffenfly. Meganeuropsis permiana lenyűgözően 71 cm-t mért a szárny hegyétől a szárny hegyéig, egy teljes 28 hüvelykes szárnytartományt. Ez az óriási gerinctelen ragadozó lakott, amely a permi időszakban jelenleg a központi USA. A fajok kövületeit Elmo-ban (Kansas) és Midco-ban (Oklahoma) fedezték fel. Néhány hivatkozásban ezt hívják Meganeuropsis americana.

Meganeuropsis permiana az ókori rovaroknak nevezik óriás szitakötők. David Grimaldi, izmos kötetében A rovarok fejlődése, megjegyzi, hogy ez téves. A mai odonatok csak távolról vannak rokonok a prodonata néven ismert óriásokkal.

Egy ősi tengeri skorpió, Jaekelopterus rhenaniae, 8 láb hosszúra nőtt. Képzelj el egy embernél nagyobb skorpiót! 2007-ben Markus Poschmann egy német kőbányában ásott le egy fosszilis karomot ebből a hatalmas példányból. A karom 46 centiméter volt, és ebből a mérésből a tudósok képesek voltak extrapolálni az őskori euripszterid (tengeri skorpió) méretét. Jaekelopterus rhenaniae 460 és 255 millió évvel ezelőtt élt.

Egy milliárda-szerű lény, akit an Arthropleura ugyanolyan lenyűgöző méretet ért el. Arthropleura 6 láb hosszú és 18 hüvelyk széles. Míg a paleontológusok még nem találtak egy teljes kövületet Arthropluera, a Skóciában és az Egyesült Államokban található Nova Scotia-ban és az Egyesült Államokban található fosszilis nyomok azt sugallják, hogy az ősi százlábú egy felnőtt ember méretű versenytársa.

Ha jóval több mint egymillió rovarfaj található a Földön, a "legnagyobb élő rovar" címe rendkívüli eredmény lenne minden rovar számára. Mielőtt egy ilyen rovarra odaítélhetnénk egy ilyen díjat, meg kell határoznunk, hogy miként mérjük az érzékenységet.

Mitől nagy egy hiba? A pusztán nagy tömeg határozza meg a lényt nagynak? Vagy valami, amit vonalzóval vagy mérőszalaggal mérünk, centiméterrel meghatározva? Az igazság az, hogy melyik rovar nyeri a címet, attól függ, hogy mér egy rovarot, és kit kérdez.

Mérje meg a rovarot a fej elejétől a has végéig, és meg tudja határozni a test hosszát. Ez lehet az egyik módja a legnagyobb élő rovar kiválasztására. Ha ez a kritérium, akkor a legújabb világbajnokot 2008-ban koronázták, amikor az entomológusok Borneóban felfedezték egy új pálca rovarfajt. Chan megasztickja, Phobaeticus lánc, egy teljes 14 hüvelyk mérést tesz a fejétől a hasáig, és egy teljes 22 hüvelyket, ha a mérőszalagot kinyújtja, hogy kiterjedjen a lábaira is. A leghosszabb rovarkategóriában a ragacsos rovarok uralják a versenyt. Mielőtt felfedezték Chan megasztickját, egy másik sétapálcát, Pharnacia serratipes, megszerezte a címet.

Sok rovar számára szárnyai sokkal szélesebb körben terjednek, mint testének mérete. A szárnyszélesség megfelelő lenne-e a rovar méretében? Ha igen, akkor bajnokot keres a Lepidoptera között. Az összes élő rovar közül a pillangóknak és a lepkéknek van a legnagyobb szárnyszegélyük. Alexandra királynő madárkészítése, Ornithoptera alexandrae, először 1906-ban elnyerte a világ legnagyobb pillangó címét, és több mint egy évszázad alatt nem fedeztek fel nagyobb pillangót. Ez a ritka faj, amely csak Pápua Új-Guinea egy kis területén él, a szárny hegyétől a szárny hegyéig 25 cm-nél nagyobb távolságot mér. Bár ez lenyűgöző, a lepke tartja a legnagyobb élő rovar címet, ha a szárnyszélesség az egyetlen kritérium. A fehér boszorkány lepke, Thysania agrippina, kinyújtja az összes többi Lepidopterat, legfeljebb 28 cm szárnytartományban.

Ha olyan terjedelmes hibát keres, amelyet felkenni, mint a legnagyobb élő rovarot, keresse meg a Coleoptera-t. Között bogarak, számos fajt talál olyan testtömeggel, amely a tudományos fantasztikus filmek dolga. Óriás scarabs lenyűgöző méretükről ismertek, és ebben a csoportban négy faj marad holtpontban a legnagyobb versenyért: Goliathus goliatus, Goliathus regius, Megasoma actaeonés Megasoma elefák. Magányos cerambycid, a megfelelő neve Titanus giganteus, ugyanolyan hatalmas. A Floridai Egyetem által kutatott és összeállított rovarok nyilvántartásának könyvében nincs hiteles módja annak, hogy megszakítsák az öt faj közötti köteléket a legnagyobb mennyiségű hiba címe érdekében.

Végül van egy utolsó módja annak, hogy gondolkodjunk az unalomról, amikor rovarokról beszélünk - a súlyról. Egyszerre méretezhetjük a rovarokat egy skálán, és meghatározhatjuk, melyik a legnagyobb a grammonként. Ebben az esetben egyértelmű nyertes van. Az óriás weta, Deinacrida heteracantha, Új-Zélandról származik. Ennek a fajnak egy egyedje 71 gramm tömegű volt, bár fontos megjegyezni, hogy a nőstény minta teljes mennyiségű tojást hordott, amikor a mérlegbe lépett.

Tehát melyik rovarot kellene nevezni a legnagyobb élő rovarnak? Minden attól függ, hogyan határozza meg a nagyot.

• Dudley, Robert. (1998). Légköri oxigén, óriási paleozoikus rovarok és a légiforgalom motor teljesítményének alakulása. The Journal of Experimental Biology 201, 1043–1050.
• Dudley, Robert. (2000). Az állati repülés evolúciós élettana: paleobiológiai és jelenlegi perspektívák. Éves élettani áttekintés, 62, 135–55.
• A rovarok fejlődése, írta David Grimaldi.
• Sues, Hans-Dieter (2011, január 15). Minden idők legnagyobb földlakó "hibája". National Geographic News Watch. Beérkezett 2011. március 22-én.
• Bristoli Egyetem (2007, november 21.). Óriás fosszilis tengeri skorpió, nagyobb, mint ember. ScienceDaily. Beérkezett 2011. március 22-én, -tól ScienceDaily.