Znajdź zawartość

W ziemskiej historii stężenie tlenu w atmosferze wahało się - bywało ono i niższe i wyższe niż obecne 21 procent. Do tej pory niewiele było badań nad wpływem stężenia tlenu na formy życia, dlatego badanie współczesnych owadów pod tym kątem przyniosło wiele ciekawych odkryć. Dotychczasowe teorie sugerowały, że prehistoryczne, olbrzymie ważki mogły osiągać swoje rozmiary - do 70 centymetrów rozpiętości skrzydeł - właśnie dzięki wysokiej zawartości tlenu w powietrzu. Zweryfikować to zdanie zdecydował się profesor John van den Brooks z Arizona State University w Tempe. Przystąpił do eksperymentu mającego sprawdzić poziom zawartości tlenu w powietrzu na rozwój szeregu owadów, nie tylko ważek, ale między innymi również karaluchów, żuków, koników polnych i mączników młynarków. Wszystkie podzielono na wiele grup, które przez kilka pokoleń przebywały w warunkach różnego stężenia tlenu, od 12% (najniższe stężenie, jakie znamy z przeszłości ziemi), przez obecne 21% do 31% (najwyższe, jakie znamy). Przykładowo najłatwiejsze w hodowli karaluchy podzielona na aż 7 grup, trudne w utrzymaniu ważki (których ręcznym karmieniem zajmowało się aż kilku studentów) na jedynie trzy. Spośród dwunastu różnych gatunków owadów aż dziesięć faktycznie malało wskutek hipooksji (zaniżonej ilości tlenu w tkankach, żyjąc w atmosferze ubogiej w tlen, zgodnie z założonym modelem. Hiperoksja (zwiększone stężenie tlenu w tkankach) w atmosferze bogatej w tlen powodowało jednak mniej przewidywalne wyniki. Ważki rzeczywiście rosły do znacznie większych rozmiarów, potwierdzając wstępne założenie. Karaluchy jednak, wbrew intuicji, malały. Ponadto ich rozwój spowolnił się aż dwukrotnie. W poszukiwaniu mechanizmu, który łączy poziom tlenu z rozmiarem osobników postanowiono się przyjrzeć przetchlinkom, czyli aparatowi oddechowemu owadów. Wyhodowane w różnych warunkach osobniki karalucha poddano badaniu w synchrotronie rentgenowskim w Argonne National Lab. Okazało się, że bogata w tlen atmosfera powoduje zmniejszenie się rozmiaru przetchlinek, „oszczędzoną" zaś w ten sposób energię karaluchy inwestują w rozwój innych funkcji życiowych, na przykład rozmnażania. Następnym etapem studiów będzie analiza aparatów oddechowych owadów zachowanych w pokładach bursztynu. Docelowo prof. van den Brooks zamierza wykorzystać analizę przetchlinek skamieniałości owadów jako znacznik poziomu tlenu w atmosferze dawnych epok.