Sciencemag.cz
Doporučujeme
Řádově před 300 miliony lety, což zhruba odpovídá počátku permu, žili na Zemi gigantičtí létající hmyzáci. Popsány byly obří druhy příbuzné jepicím (rozpětí křídel až 45 cm) nebo vážkám (70 cm). Tento jev se tradičně vysvětluje hlavně vyšším obsahem kyslíku v tehdejším vzduchu, oproti dnešku až o 45 % (takže hmyz mohl svými vzdušnicemi lépe zásobovat své tkáně; tehdejší atmosféra mohla mít navíc i trochu větší hustotu než dnes, což usnadňovalo let). Obsah kyslíku souvisí i s tehdejšími rozsáhlými požáry vegetace a vznikem uhelných ložisek.
Edward Snelling z University of Pretoria, Jon Harrison z Arizona State University a jejich kolegové nyní celý tento koncept zpochybňují; tedy alespoň souvislost mezi kyslíkem a velikostí létavého hmyzu. Autoři studie využili vysoce výkonnou elektronovou mikroskopii k posouzení toho, jak velikost těla ovlivňuje počet tracheol (trachejí, vzdušnic) v letových svalech. Zjistili, že prostor, který tracheoly v letových svalech zabírají, činí u většiny druhů létajícího hmyzu obvykle pouze 1 % nebo méně, a že to samé platí i v případě 300 milionů let starých gigantických vážek (griffinflies). To naznačuje, že letové svaly hmyzu nejsou omezeny hladinou kyslíku v atmosféře; jinak by se mohly snadno přidat další tracheoly, když zabírají tak málo místa.
„Pokud atmosférický kyslík skutečně omezuje maximální velikost těla hmyzu, pak by měly existovat důkazy o kompenzaci na úrovni tracheol. U větších druhů hmyzu k určité kompenzaci dochází, ale v celkovém kontextu je zanedbatelná,“ uvádí průvodní tisková zpráva. „Pro srovnání, kapiláry v srdečním svalu ptáků a savců zabírají asi desetkrát větší relativní prostor než tracheoly v letových svalech hmyzu, takže pokud by transport kyslíku skutečně omezoval velikost těla, musel by existovat velký evoluční potenciál pro zvýšení investic do tracheol.“
Někteří vědci namítají, že tok kyslíku tracheolami nebo v jiných částech těla by stále mohl omezovat velikost těla, takže teorie o maximální velikosti hmyzu omezené kyslíkem možná ještě není mrtvá.
Bez ohledu na to tato nová data ale mají ukazovat, že difúze v tracheolách letových svalů nemůže představovat zásadnější omezení. Vysvětlení, proč obří hmyz existoval zrovna tehdy, budou vědci muset hledat jinde.
Pokud množství kyslíku neomezuje maximální velikost hmyzu, pak za malými rozměry hmyzu v jiných obdobích musí stát něco jiného, jako je predace obratlovci nebo biomechanické limity podpory samotného exoskeletu.
Edward Snelling, Oxygen supply through the tracheolar muscle does not constrain insect gigantism, Nature (2026). DOI: 10.1038/s41586-026-10291-3. www.nature.com/articles/s41586-026-10291-3
Zdroj: Arizona State University / Phys.org
Jak rychle klesá množství kyslíku doručeného tracheolou do svalu s její délkou? Autoři článku evidentně předpokládají, že (přibližně) lineárně. Není to ale náhodou exponenciální pokles?
no, mohl by se problem postavit i takto: byl v te dobe nejvetsi i neletavy hmyz? kdyz zacali letat prvni obratlovci? (v permu uz „plachtil“ plaz Coelurosauravus, delka i rozpeti kridel asi 35 cm. jak by dopadl jeho souboj s obri vazkou?)
Pro redakci: Chybně postavená otázka. V případě vzdušnic (o které v článku jde) je nutné mluvit nejen o hmyzu, ale hlavně o bývalém podkmenu vzdušnicovců (šestinozí – tedy především hmyz + stonožkovci – stonožky a mnohonožky), ti všichni dýchají trachejemi. O hmyzu (létajícím) se mluvilo, takže k těm stonožkovcům. Největší známý zástupce Arthropleura měla délku přes 2 m a hmotnost k 50 kg. Byla současnicí obřích vážek v karbonu. Náhoda? Kyslíková teorie tedy zdaleka není mrtvá.
Pro redakci: Chybně postavená otázka. V případě vzdušnic (o které v článku jde) je nutné mluvit nejen o hmyzu, ale hlavně o bývalém podkmenu vzdušnicovců (šestinozí – tedy především hmyz + stonožkovci – stonožky a mnohonožky), ti všichni dýchají trachejemi. O hmyzu (létajícím) se mluvilo, takže k těm stonožkovcům. Největší známý zástupce Arthropleura měla délku přes 2 m a hmotnost k 50 kg. Byla současnicí obřích vážek v karbonu. Náhoda? Kyslíková teorie tedy zdaleka není mrtvá.
ano, stonozka 50 kg v karbonu je jiste argument. takze: „byl/mohl byt tehdy vetsi veskery hmyz, nejenom ten letajici“. jenze zase – dnes neni ani dvacetinove stonozka vuci tomu, coz by asi hladina kysliku umoznovala… no vsak ono se to nejak rozlouskne, respektive poznani posune dal.
Analogický článek byl diskutován na oslovi (osel.cz) a objevil se tam zajímavý nápad.
Co když za to může vyšší atmosférický tlak?
Dostupnost kyslíku pro tkáně závisí na parciálním tlaku ( na Everestu se dýchá velmi špatně, u moře dobře, v hyperbarické komoře tak skvěle, že člověku stačí jenom zbyteček plic). Pokud by byl v permu vyšší atm. tlak (klidně může, pokud bude tepleji, odpaří se víc vody a atmosféra bude tlustší), tak vznikne analogie hyperbarické komory a mohou být hmyzáci větší. Napadá někoho, jak zpětně odvodit atm. tlak?
ono vyšší tlak by také odpovídal vyšší hustotě – v tom by se létalo lépe bez ohlede na složení atmosféry.