Evoluce hmyzu od pravěku kupředu

Goliath brouci a sfinga můry téměř každý, kdo dnes žije, by byl popsán jako velký, ale někteří prehistoričtí hmyz by tyto evoluční potomky trpasličí. Během paleozoické éry, Země se hemží obřím hmyzem vážky s rozpětím křídel měřeným v stopách, na podivínů téměř 18 palců na šířku.

Zatímco přes milion hmyz druhy žijí dnes, opravdu obří hmyz již neexistuje. Proč žil obrovský hmyz v pravěku, ale časem zmizel ze Země?

Paleozoická éra nastala před 542 až 250 miliony let. Je rozdělena do šesti časových období a poslední dvě viděla vývoj největšího hmyzu. Tito byli známí jako karbonské období (Před 360 až 300 miliony let) a Permské období (Před 300 až 250 miliony let).

Atmosférický kyslík je jediným omezujícím faktorem velikosti hmyzu. Během karbonských a permských období byly koncentrace atmosférického kyslíku výrazně vyšší než dnes. Prehistorický hmyz vdechoval vzduch, který obsahoval 31 až 35 procent kyslíku, ve srovnání s pouhým 21 procentem kyslíku ve vzduchu, který právě dýcháte.

Během karbonského období žil největší hmyz. Byl to čas vážky s rozpětím křídel dvou stop a stonožkou, který mohl dosáhnout deseti stop. Jak se podmínky změnily v Permském období, velikost chyb se zmenšila. Přesto toto období mělo svůj podíl na obrovských švábech a dalším hmyzu, které bychom určitě klasifikovali jako obři.

Buňky ve vašem těle dostávají kyslík, který potřebují k přežití prostřednictvím vašeho oběhového systému. Kyslík je přenášen krví skrze vaše tepny a kapiláry do každé buňky v těle. Naproti tomu u hmyzu dochází k dýchání prostou difúzí přes buněčné stěny.

Hmyz přijímá atmosférický kyslík skrz spirály, otvory v kutikule, skrz které plyny vstupují a vystupují z těla. Kyslíkové molekuly cestují přes tracheální systém. Každá tracheální trubice končí tracheolem, kde se kyslík rozpustí v tracheolové tekutině. O₂ pak difunduje do buněk.

Když byly hladiny kyslíku vyšší - jako v prehistorické éře obřího hmyzu - toto dýchací systém s omezenou difúzí mohl dodávat dostatečné množství kyslíku pro uspokojení metabolických potřeb většího hmyzu. Kyslík mohl proniknout do buněk hluboko v těle hmyzu, i když tento hmyz byl dlouhý několik stop.

Jak se atmosférický kyslík během evoluční doby snižoval, nemohly být tyto nejvnitřnější buňky dostatečně zásobeny kyslíkem. Menší hmyz byl lépe vybaven pro fungování v hypoxickém prostředí. A tak se hmyz vyvinul do menších verzí svých pravěkých předků.

Současný držitel rekordu pro největší hmyz, který kdy žil, je starověký griffenfly. Meganeuropsis permiana změřilo působivých 71 cm od špičky křídel, špičky křídel, celé rozpětí křídla 28 palců Tento obrovský predátor bezobratlých obýval v období Permian období, které je nyní středním USA. Fosílie druhu byly objeveny v Elmo, Kansasu a Midco v Oklahomě. V některých odkazech se tomu říká Meganeuropsis americana.

Meganeuropsis permiana je jedním z prehistorických hmyzů označovaných jako obří vážky. David Grimaldi, v jeho mohutném svazku Evoluce hmyzu, poznamenává, že se jedná o nesprávný název. Dnešní odonáty jsou jen vzdáleně spojeny s obry známými jako prodonata.

Starověký mořský štír, Jaekelopterus rhenaniae, rostla na 8 stop na délku. Představte si štíra většího než člověk! V roce 2007 Markus Poschmann objevil zkamenělý dráp z tohoto masivního vzorku v německém lomu. Dráp měří 46 centimetrů az tohoto měření vědci dokázali extrapolovat velikost pravěku eurypteridu (mořského štíra). Jaekelopterus rhenaniae žil před 460 až 255 miliony let.

Stvoření podobné stonožce známé jako Arthropleura dosáhly stejně působivých velikostí. Arthropleura měří tak dlouho, jak 6 stop a 18 palců široký. Zatímco paleontologové musí ještě najít kompletní fosilní ArthroplueraStopové fosílie nalezené ve Skotsku ve Novém Skotsku a ve Spojených státech naznačují, že starověká stonožka by soupeřila s velikostí dospělého člověka.

U více než milionu druhů hmyzu na Zemi by byl titul „Největší žijící hmyz“ mimořádným úspěchem pro každou chybu. Než však můžeme toto ocenění udělit jedinému hmyzu, musíme určit, jak změříme bigness.

Co dělá chybu velkou? Je to naprostý objem, který definuje stvoření jako velké? Nebo něco, co měříme pravítkem nebo páskou, určeno centimetry? Ve skutečnosti, který hmyz vyhraje titul, záleží na tom, jak měříte hmyz a na koho se ptáte.

Změřte hmyz od přední části hlavy ke špičce břicha a můžete určit jeho délku těla. To by mohl být jeden ze způsobů, jak zvolit největšího živého hmyzu. Pokud to jsou vaše kritéria, byl váš nejnovější světový šampion korunován v roce 2008, kdy entomologové objevili v Borneu nový druh hmyzu hůlky. Chanův megastick, Řetěz Phobaeticus, měří plných 14 palců od hlavy k břichu a plných 22 palců, pokud napínáte pásek tak, aby zahrnoval jeho prodloužené nohy. Hmyzí hmyz dominuje konkurenci v nejdelší kategorii hmyzu. Před objevením Chanova megasticku další hůlka, Pharnacia serratipes, držitelem titulu.

U mnoha hmyzů se jeho křídla rozšířila mnohem širší, než je velikost jeho těla. Bylo by rozpětí křídel dobrým měřítkem velikosti hmyzu? Pokud ano, hledáte šampióna mezi Lepidoptera. Ze všech živých hmyzů mají největší rozpětí křídla motýli a můry. Pták královny Alexandry, Ornithoptera alexandrae, poprvé získal titul největšího motýla na světě v roce 1906 a za více než století nebyl objeven žádný větší motýl. Tento vzácný druh, který žije pouze v malé oblasti Papua-Nová Guinea, může měřit přes 25 cm od špičky křídla k špici křídla. I když je to působivé, můra by držela největší titul žijícího hmyzu, kdyby byla jediným kritériem rozpětí křídla. Bílá čarodějnice, Thysania agrippina, natáhne všechny ostatní Lepidoptera s rozpětím křídla až 28 cm (nebo 11 palců).

Pokud hledáte obrovskou bug, který chcete pomazat jako největší živý hmyz, podívejte se na Coleoptera. Mezi brouci, najdete několik druhů s tělesnou hmotou, která je věcí filmů sci-fi. Obří scarabs jsou známé svou působivou velikostí a v této skupině zůstávají čtyři druhy v soutěži o největší mrtvé: Goliathus goliatus, Goliathus regius, Megasoma actaeon, a Megasoma elephas. Osamělý cerambycid, výstižně pojmenovaný Titanus giganteus, je stejně masivní. Podle Book of Insect Records, zkoumané a sestavené University of Florida, neexistuje věrohodný způsob, jak přerušit pouto mezi těmito pěti druhy za titul nejrozsáhlejší chyby.

Konečně, je tu ještě jeden způsob, jak myslet na bigness, pokud jde o hmyz - hmotnost. Mohli bychom dát hmyz na stupnici, jeden po druhém, a určit, která je největší pouze gramy. V tom případě je jasný vítěz. Obří weta, Deinacrida heteracantha, pochází z Nového Zélandu. Jednotlivec tohoto druhu vážil 71 gramů, ačkoli je důležité si uvědomit, že samičí exemplář nesl plnou dávku vajíček v době, kdy vstoupila na stupnici.

Který z těchto hmyzů by tedy měl být nazýván největším živým hmyzem? Vše záleží na tom, jak definujete velké.

• Dudley, Robert. (1998). Atmosférický kyslík, obrovský paleozoický hmyz a vývoj výkonu leteckých lokomotorů. The Journal of Experimental Biology 201, 1043–1050.
• Dudley, Robert. (2000). Evoluční fyziologie letu zvířat: paleobiologické a současné perspektivy. Roční přehled o fyziologii, 62, 135–55.
• Evoluce hmyzu, David Grimaldi.
• Sues, Hans-Dieter (2011, 15. ledna). Největší „chyba“ pozemského bydlení všech dob. National Geographic News Watch. Načteno 22. března 2011.
• University of Bristol (2007, 21. listopadu). Obří fosilní mořský Štír Větší než člověk. ScienceDaily. Citováno 22. března 2011 z ScienceDaily.