Sciencemag.cz
Doporučujeme
Tvrzení, že obří vážka by dnes létat nedokázala, úplně dokázáno není.
Včera jsme se zde zaměřili na úvahy o maximální koncentraci kyslíku v pozemské atmosféře. Teď pojďme k k další otázce, jak se to má s kyslíkem a s obřími vážkami. Např. vážka rodu Meganeura měla rozpětí křídel až 75 cm. Pokud je zásobování kyslíkem u hmyzu, nebo alespoň létajícího hmyzu, nějakým limitujícím faktorem, pak dává smysl, že právě z konce prvohor známe největší létající hmyz.
(pokračování včerejšího textu: Kyslík, požáry a obří vážky)
Přitom ale nejde jen o samotný kyslík – v zásadě není důvod si myslet, že dusíku v tehdejším vzduchu bylo méně než dnes. 35 % kyslíku tak znamená celkově větší množství atmosféry, větší tlak a hustotu vzduchu. Obřímu hmyzu by se tedy lépe létalo i z tohoto důvodu.
Nicméně samotné tvrzení, že obří vážka by dnes létat nedokázala, úplně dokázáno není. Existuje totiž i jeden velmi výrazný protipříklad. Ve 40. letech byly prováděny experimenty zkoumající, zda jsou možnosti hmyzího letu dnes opravdu nějak fyzikálně nebo metabolicky limitovány. Vědci zkoušeli různé zásahy: snižování obsahu kyslíku ve vzduchu, nahrazování dusíku heliem (je lehčí, vzduch pak bude mít menší hustotu) nebo dokonce přidávání různých závažíček. Mohlo to být mj. i celkem zábavné. Ukázalo se, že mouchy, včely i vosy mají co se týče letu překvapivě velké rezervy, dokonce jeden druh dokázal létat ve „vzduchu“ obsahujícím 95 % helia a pouze 5 % kyslíku.
Hmyz (alespoň létající hmyz) dnes nakládá s kyslíkem velmi efektivně, prakticky nikdy se neunaví a stále zvládá plné zásobování svalů – bez nutnosti neúsporné glykolýzy, kdy se např. u člověka ve svalech začne tvořit kyselina mléčná. Moucha opravdu vydrží bzučet téměř věčně, proč by tedy nemohla být o něco větší? Skutečně by tedy skoro metrová vážka dnes nemohla létat?
Nick Lane se přiklání k závěru, že limit platí pouze pro evolučně starší typ hmyzu. Mouchy, včely a vosy si s nedostatkem kyslíku, respektive lehčím vzduchem, poradí, vážky ale ne. U nich šlo opravdu o limit (respektive u dnešních a evolučně mladších typů hmyzu existuje samozřejmě také nějaká příčina, proč třeba sršni nejsou ještě větší, ale půjde o jiné faktory, ne tak čistě fyzikální; a dejme tomu při větší dostupnosti potravy by selekce na větší velikost u sršňů fungovat mohla). Technicky má jít o to, že evolučně modernější hmyz používá k provětrávání vzdušnic tzv. abdominální pumpování, vážky tzv. autokonvekční ventilaci. V prvním případě lze rychlost pumpování přizpůsobit množství kyslíku ve vzduchu (nebo množství potřebného kyslíku v lehčím vzduchu), kdy se rychlost dýchání zvyšuje, i když za tu cenu, že dochází rovněž k větším ztrátám vody. Autokonvekční ventilace, kterou používají vážky, kobylky či brouci, podobné triky neumožňuje. Takže, uzavírá Nick Lane, existence obřích vážek nejspíš opravdu dokazuje, že na konci prvohor bylo v atmosféře více kyslíku než dnes.
Nakonec tehdy byly gigantické i další suchozemské organismy bez krevního oběhu obratlovců – jepice (rozpětí křídel půl metru), štíři (délka 1 m), pavoukovití (rozpětí nohou až půl metru) či mnohonožky (délka přes metr). Navíc na schopnosti difúze kyslíku kůží závisejí i obojživelníci, jejichž plíce nejsou příliš účinné – a hle, i obojživelníci byli v karbonu obrovští (i když zde by primárně asi člověk přišel s jiným vysvětlením, že prostě později už obojživelníci v konkurenci vyšších obratlovců nemohli být nikdy vrcholovými predátory apod.; takový mechanismus se samozřejmě nabízí i u obřího hmyzu, jakmile let zvládli obratlovci, obřím vážkám by už ani vzduch přetékající kyslíkem asi nepomohl).
Zdroj: Nick Lane: Oxygen. The Molecule that Made the World
Oxford University Press 2016
České vydání připravuje nakladatelství Dokořán
