Umbes 300 miljonit aastat tagasi lendasid Pangea hiidmandril ringi poolemeetrise siruulatusega kiilid. Paleontoloogid on pikalt vaielnud, kuidas nad ja teised tolleaegsed putukad sedavõrd suureks kasvasid. Vana õpikuteooria järgi aitasid neil lihaseid hapnikuga küllastada arenenud hingamistorukesed. See võimaldas omakorda saavutada hiiglaslikke mõõtmeid. Uus uuring lükkab selle oletuse aga ümber, vahendab Science News.

Hingamisteid polnud muiste rohkem

Karboni ajastul paiskasid suured sõnajalad ja samblad atmosfääri suures koguses hapnikku. Toona moodustas see elutähtis gaas õhust ligi kolmandiku, samas kui tänapäeval on hapnikku osakaal õhus umbes viiendik. 

Erinevalt selgroogsetest ei pumpa putukad hapnikku lihastesse vere abil läbi keerulise vereringesüsteemi. Selle asemel tuginevad nad difusioonile, kus gaas liigub kudedesse tasapisi läbi hingamistorukeste ehk trahheoolide võrgustiku. Loodusteadlased eeldasid seni, et suurem keha vajab ellujäämiseks kordades rohkem õhku ja tihedamat torukeste süsteemi.

Pretoria Ülikooli füsioloog Edward Snelling ja kolleegid uurisid nüüd putukate anatoomiat uue nurga alt. Töörühm avastas, et muistsed hiidputukad ei suunanud oma lihastesse rohkem hapnikku kui nende tänapäevased väikesed sugulased. Suurematel putukatel leidus hingamistorukesi küll veidi enam, kuid nende osakaal jäi lihaste kogumahtu arvestades tühiseks.

Teadlased ei vaadelnud avastuse tegemiseks pelgalt muistseid kivistisi. Töörühm uuris lisaks 44 tänapäevase lendava putukaliigi, sealhulgas mardikate, herilaste ja rohutirtsude lennulihaseid. Nad skaneerisid lihaseid kõrge eraldusvõimega elektronmikroskoobiga ning mudeldasid kehasuuruse ja hingamistorukeste arvu seoseid. Uurijad nägid, et sõltumata putuka suurusest, moodustasid hingamistorukesed alati vähem kui protsendi nende lennulihaste ruumalast. 

Seejärel kandis töörühm saadud anatoomilised seaduspärasused üle 300 miljoni aasta vanusele hiidkiilile Meganeuropsis permina. See sajagrammine elukas on teadaolevalt suurim kunagi elanud putukas. 

Uus mudel näitas, et ka selle ammuse hiiglase hingamistorukesed moodustasid lihastest vähem kui sajandiku. Leid seab kahtluse alla teadusmaailmas juba eelmise sajandi keskpaigast saati kõige populaarsemana püsinud hüpoteesi hapnikurikkuse soodsast mõjust. 

Uute kiskjate süü?

Kuigi uus uuring andis hapnikuteooriale hoobi, ei paku töö lõplikku vastust, miks täpselt hiidputukad maamunalt kadusid. Töörühm oletab, et asi võis olla toiduahelas toimunud muutustes, sest evolutsiooni käigus kasvasid suuremaks ka kiskjad. 

Edward Snellingu sõnul polnud ajal, mil hiidputukad Maal ringi lendasid, linde ega nahkhiiri veel olemas. Uued vaenlased võisid muuta olukorda järsult. Snellingu sõnul on lindudel ja nahkhiirtel suuri putukaid lihtsam tabada: see hoiabki putukad väiksena.

Edasistes uuringutes tuleb teadlastel otsida putukate suuruse piirajaid mujalt kui pelgalt atmosfääri hapnikusisaldusest. Siin pakubki evolutsiooniline võidujooks kiskjate ja saakloomade vahel bioloogidele uut uurimissuunda. 

Uuring ilmus ajakirjas Nature.