Большинство насекомых легко могут уместиться на пальце взрослого человека, однако миллионы лет назад, когда каменный уголь ещё был зелёным лесом, а первые предки млекопитающих только-только осваивали сушу, на Земле царствовали насекомые-великаны. Почему они исчезли и могут ли однажды вновь появиться на нашей планете?
Гигантские насекомые появились на Земле в каменноугольном периоде, около 300 млн лет назад. Наиболее известна меганевра — громадная родственница стрекоз. Если у самой крупной современной представительницы этого отряда гигантской равнокрылой стрекозы размах крыльев составляет «всего» 19 см, у меганевры он достигал 75 см, то есть размером она была с голубя!
Правда, весила «суперстрекоза» намного меньше птичьего — всего 100–150 г. Но именно ей и её ближайшим родственницам принадлежит титул самого крупного летающего беспозвоночного всех времён.
Впрочем, меганевра была не одинока: в каменноугольный период по суше бродило немало членистоногих внушительных габаритов, от 70-сантиметровых скорпионов до исполинских многоножек, достигавших 2,6 метра в длину и весивших 50 кг. В дальнейшем количество видов насекомых-великанов заметно снизилось, но они всё-таки встречались на Земле ещё по меньшей мере четверть миллиарда лет: например, около 48 млн лет назад в Европе и Северной Америке можно было встретить гигантских муравьёв размером с колибри.
Каким же образом древние насекомые смогли стать настолько крупными?
Ответить можно одним словом: кислород. Этот газ необходим для дыхания почти всем животным, и насекомые не исключение. Сегодня кислород составляет 21% нашей атмосферы, однако в каменноугольный период его было более чем в полтора раза больше. Тогда климат был влажный и тёплый, так что значительную часть суши покрыли густые заболоченные леса.
И сейчас на Земле лесов тоже немало — они занимают около трети всей площади суши, — однако наш мир сильно отличается от мира каменноугольного периода. Сегодня, когда дерево падает на землю от старости или болезней, его «утилизируют» мусорщики — редуценты, и ведущую роль среди них играют бактерии, разрушающие древесину. В ходе своей работы они активно поглощают кислород и выделяют углекислый газ.
Но 300 миллионов лет назад таких бактерий ещё не существовало, поэтому некому было возвращать углекислый газ в атмосферу. В процессе фотосинтеза деревья поглощали углекислый газ, чтобы с помощью солнечного света превращать его в питательную глюкозу, но после гибели они не разлагались, а просто скапливались, спрессовывались и формировали массивные залежи каменного угля. Так «пойманный» углекислый газ на миллионы лет выводился из атмосферы. Тем временем живые деревья продолжали усиленно «выкачивать» углекислый газ и насыщать атмосферу кислородом, пока концентрация последнего не достигла внушительных 35%!
Чтобы понять, как связаны концентрация кислорода в атмосфере и размеры насекомых, нужно посмотреть на строение дыхательной системы насекомых. Их система газообмена не слишком эффективна: гемолимфа насекомых (это единственная тканевая жидкость в их телах, которая разносит питательные вещества, обеспечивает иммунную защиту, выводит продукты обмена и так далее) не содержит дыхательных пигментов вроде нашего гемоглобина и не может разносить кислород, равномерно распределяя его между всеми клетками. К тому же из-за малой поверхности интенсивность всасывания кислорода в трахеолах значительно ниже, чем в альвеолярных лёгких млекопитающих и птиц.
Столь несовершенная дыхательная система означает, что количество кислорода, поступающего в организм насекомого, во многом будет зависеть от его содержания в атмосфере.
В наши дни учёные проводили эксперименты с различными насекомыми, выращивая их в условиях недостатка или избытка кислорода, и как минимум для некоторых видов, таких как жук-зофобас, была доказана прямая зависимость размеров тела от содержания кислорода в окружающей среде.
Что же произошло с гигантскими насекомыми после окончания каменноугольного периода? Некоторое время после начала следующего периода, пермского, и появления бактерий-редуцентов они всё ещё оставались довольно крупными по нашим меркам, однако потом концентрация кислорода в атмосфере начала резко падать. Всего за 20 миллионов лет она снизилась с 30 до 16 процентов, и это стало для насекомых-великанов смертным приговором.
Причины этого падения называют разные, но, вероятнее всего, ведущую роль в этом сыграли мощные вулканические извержения на территории современной Сибири: за 500 тысяч лет из-под земли излилось до пяти миллионов кубических километров лавы. Она покрыла территорию, равную двум Франциям.
Естественно, падение уровня кислорода привело к резкому сокращению размеров членистоногих и вымиранию многих древних групп насекомых. На восстановление атмосферы ушли миллионы лет, и за это время насекомые утратили звание единственных летунов на Земле. Около 230 млн лет назад в воздух поднялись птерозавры, первые ящеры, освоившие настоящий полёт. А спустя ещё около 100 млн лет на крыло поднялись сперва птицы, а затем и летучие мыши, среди которых и сегодня немало насекомоядных видов.
Впрочем, жуки-исполины ещё могут появиться — в случае, к примеру, глобальной катастрофы. Если на Земле не останется ни сухопутных позвоночных, ни высших растений, ни даже бактерий-редуцентов, разлагающих древесину, эволюция сможет начать «с чистого листа». По заболоченным низинам вновь расползутся бескрайние леса, а животные, как и 300 млн лет назад, опять отправятся исследовать сушу, и среди них вполне смогут появиться гигантские насекомые.
Еще одну версию существования гигантских насекомых читай в печатной версии журнала "ДУМАЙ" https://dum.ai/?utm_source=dzen1
Также вам может понравиться статья Драконы: выдумка или реальность? Разбираем с точки зрения науки
Наш канал в телеграм https://t.me/dumai_russia
Наше сообщество в ВК https://vk.com/dumai_russi
По материалам статьи Анны Новиковской, журнал "Думай", выпуск №54
