Stephen Jay Gould v knihe „Pandin palec“ opisuje, ako sa menia organizmy v Baltickom mori v závislosti od obsahu voľného kyslíka vo vode. Kde úplne chýba, tam žijú len anaeróbne mikróby. Kde sa už vyskytuje, tam žijú aj prvoky a keď jeho obsah výraznejšie stúpne, objavia sa mnohobunkové živočíchy.

Zvětšit obrázek

Meganeura v akcii, Kniha života (S.J Gould)

To, že zvýšený obsah kyslíka spôsobuje nárast živočíšnych tiel až na úroveň nazývanú gigantizmus, nie je nová myšlienka. Objavili sa už názory, že zvýšený obsah kyslíka spôsobil vznik obrovských treťohorných cicavcov. Teraz sa ju však pokúsili aplikovať aj na praveký hmyz.

Pred 300 miliónmi rokov, v období karbónu, sa nad vodami vznášali obrovské vážky rodu Meganeura s rozpätím krídel až 75 cm, veľkosťou porovnateľné s malým sokolom. To, že až 10 % vtedajšieho hmyzu sa môže považovať za gigantický, malo byť spôsobené obsahom voľného atmosférického kyslíka 35%. Aspoň to tvrdí fyziológ Alexander Kaiser zo Stredozápadnej univezity (Midwestern university) v Glendale, USA. So svojimi kolegami porovnával 4 druhy chrobákov s veľkosťou približne od 2 mm do 4 cm.

Zvětšit obrázek

Langusta (Palinurus vulgaris) váži až 8 kg. Langusty i homáre dávajú prednosť pohyblivej vode, bohatej na kyslík.

Dôkladne sa pozreli na vzdušnice hmyzu a ich vývoj. Zatiaľ čo my, ľudia, máme jednu „vzdušnicu“ – priedušnicu, ktorá ústi do párových pľúc a kyslík nám po tele roznáša hemoglobín v krvi, hmyz má veľké množstvo bohato rozvetvených vzdušníc, ktoré privádzajú kyslík až k jednotlivým bunkám hmyzieho tela.

Pri presvietená hmyzu RTG-lúčmi bolo viditeľné, že čím väčší bol hmyz, tým viac sa líšilo skutočné množstvo vzdušníc v tele hmyzu od predpokladaného – bolo ich o 20% viac. Z toho vypláva, že čím väčší hmyz, tým bohatší systém vzdušníc potrebuje. Celkom logické...

Vzdušnice však nemôžu rásť neobmedzene, takže podľa výpočtov A. Kaidera a jeho kolegov maximálna možná veľkosť súčasného hmyzu dosahuje 15 cm. Práve toľko meria najväčší známy chrobák, Titanus giganteus z Južnej Ameriky.

Ak atmosféra v dávnej minulosti obsahovala viac kyslíka, vzdušnice mohli byť užšie a ešte stále byť schopné priviesť dostatok kyslíka do tela gigantického hmyzu. To mohlo viesť k vyššej hornej hranici rozmerov hmyzu, uzatvára Kaiser.

Zvětšit obrázek

Meganeura na liste rastliny Odontopteris – model obrovské vážky s rozpätím krídel 75 cm.

Teória je to síce pekná, ale neuškodí posvietiť si na ňu.

Tak predovšetkým, v karbóne na zemi ešte nežili plazy, vtáky ani cicavce, obojživelníky sa ešte len učili pohybovať sa po súši a hmyzu s jeho milióny rokov trvajúcou evolúciou nemohla vo vzduchu konkurovať iná skupina živočíchov. Veď aj cicavce sa začali zväčšovať až potom, ako zmizli obrovské dinosaury. A ako je možné, že súčasný obsah kyslíka je postačujúci pre mohutné cicavce s ich obrovskou spotrebou energie na termoreguláciu?

Objavili sa tiež špekulácie, že známe a obľúbené pterosaury mohli lietať len preto, lebo vzduch mal v druhohorách oveľa vyšší tlak, to znamená, že bol hustejší, vytváral väčší vztlak a krídla lietajúcich živočíchov sa oň mohli počas letu účinnejšie opierať. Okrem toho pri zvýšenom tlaku sa v kvapaline rozpustí viac plynov. To dokazujú nielen sýtené minerálne vody, ale aj kesónová choroba  potápačov. Mohol byť gigantizmus karbónskeho hmyzu spôsobený vyšším atmosférickým tlakom? Podľa pomeru rôznych izotopov v sedimentoch síce malo byť v atmosfére naozaj 35% kyslíka, ale teóriu o vyššom tlaku vzduchu by sme nemali zavrhovať.

Ďalej treba brať do úvahy fakty o vývoji hmyzu. Dospelý hmyz už prakticky vôbec nerastie. Je málo pravdepodobné, že by z najády dlhej 4 cm vyliezla vážka dlhá 40 cm a s rozpätím krídel 75 cm. To znamená, že už najády karbónskych vážok museli merať aspoň tých 30 - 35 cm. Ako vieme, najády nedýchajú vzdušnicami, ale žiabrami. Žeby zvýšený obsah kyslíka v atmosfére pôsobil aj pod vodnou hladinou? Alebo žeby sa maximálna možná veľkosť dospelého hmyzu spätne premietla do maximálnej veľkosti lariev, nýmf a najád? V tejto súvislosti v prospech Kaiserovej teórie hovorí fakt, že dnešné vodné kôrovce, veľkosťou porovnateľné s najádou Meganeury, ako sú raky, homáre a langusty, dávajú prednosť pohyblivej vode, bohatej na kyslík.

Taktiež veľkosť chrobákov je priamo úmerná veľkosti ich lariev. A pritom mnohé, práve tie najväčšie súčasné druhy hmyzu, ako sú tesáriky a roháče, sa vyvíjajú v dreve, v chodbičkách s obmedzeným vetraním, kde sa môže hromadiť CO2 a môže klesať obsah kyslíka. Na druhej strane – larvy hmyzu žijúce v dreve neoplývajú atletickými schopnosťami a nepotrebujú veľa kyslíka.

Ako sa teória Alexandra Kaisera vysporiada s týmito faktami?

Možno by stálo za to urobiť príslušný pokus – do vzduchotesnej komory uzatvoriť kolóniu hmyzu s krátkym generačným cyklom a so všetkým, čo potrebuje pre život a pomocou techniky udržiavať obsah kyslíka 35%. Prípadne to vyskúšať aj s hmyzom, ktorý je blízko príbuzný s karbónskymi „obludami“.  Možno by sa naozaj ukázalo, že maximálna veľkosť hmyzu nie je geneticky zabetónovaná na veky večné a získali by sme pekné výstavné „obludy“...

Zvětšit obrázek

Pre zaujímavosť – jeden takýto pokus s cicavcom sa už uskutočnil. Istý chlapík spával v kyslíkovom stane, aby si uchoval zdravie a predĺžil život a tak ho to omladilo, až sa začal hrávať s malými chlapcami.

Vraj nejaký Májkl Džéksn...

Zdroj: Live Science, Wikipedia