Nowe odkrycie wyjaśnia, dlaczego insekty kiedyś były ogromne, a już nie są

Największe owady w historii żyły w epoce karbonu i na początku permu, czyli ok. 320-270 milionów lat temu. Niektóre z nich były naprawdę imponujących rozmiarów. Przykładem jest drapieżna Meganeuropsis permiana, przypominająca ważkę, której rozpiętość skrzydeł dochodziła do 70 cm podobnie jak u dzisiejszego kruka czy sokoła. W karbonie poziom tlenu w atmosferze wynosił około 30-35% (później spadł do 15%, a dzisiaj wynosi 21%). Hipoteza z 1995 roku, sformułowana m.in. na łamach "Nature", wiązała maksymalny rozmiar owadów właśnie z ilością tego pierwiastka w powietrzu.

Hipoteza zakładała, że prymitywny system oddechowy insektów, oparty na dyfuzji, nie byłby w stanie dostarczyć energii do tkanek ogromnych organizmów przy dzisiejszym stężeniu tlenu. Najnowsza publikacja, która ukazała się 25 marca 2026 r. w tym samym prestiżowym czasopiśmie, rzuca wyzwanie temu paradygmatowi. Sugeruje ona mianowicie, że ilość tlenu nie jest dla owadów aż tak istotna, a bariera wzrostu owadów leży gdzie indziej.

Głównym autorem przełomowych badań jest fizjolog porównawczy Ned Snelling z Uniwersytetu w Pretorii (RPA). Podjął się on próby zgłębienia tematu pod wpływem jego wcześniejszych doświadczeń z szarańczą. Naukowiec zauważył, że owady te regenerują się niezwykle szybko po intensywnym locie, co zrodziło w nim wątpliwość, czy zaopatrzenie w tlen rzeczywiście stanowi dla nich aż tak wielkie wyzwanie.

Jego przypuszczenia potwierdziły obserwacje pod mikroskopem elektronowym, które wykazały, że tracheole (najcieńsze rurki doprowadzające tlen bezpośrednio do mięśni) zajmują zdumiewająco mało miejsca - nawet w tkankach o ogromnym zapotrzebowaniu energetycznym.

Zespół naukowców pod kierownictwem Neda Snellinga przeanalizował 44 gatunki owadów z 10 różnych rzędów o masach ciała różniących się nawet 10000-krotnie. Wyniki zdają się obalać hipotezę tlenową. Badacze mianowicie odkryli, że objętość mięśni zajmowana przez tracheole rośnie wraz z rozmiarem ciała jedynie nieznacznie. U owada ważącego pół miligrama jest to około 0,5%, natomiast u okazu o wadze 5 gramów wartość ta wzrasta niewspółmiernie - zaledwie do 0,8%.

Dla porównania: u ptaków i ssaków naczynia włosowate w mięśniach mogą zajmować nawet 10% objętości. Oznacza to, że owady mają ogromny zapas przestrzeni, by w razie potrzeby zwiększyć gęstość systemu oddechowego, a jednak tego nie robią. Ta marginalna "inwestycja" w struktury dostarczające tlen zdaniem głównego autora badania świadczy o tym, że to nie ilość tego pierwiastka w atmosferze jest czynnikiem ograniczającym ewolucję rozmiarów.

Naukowcy wzięli również pod lupę prehistoryczne giganty, takie jak wspomniana wcześniej Meganeuropsis permiana. Analiza danych wykazała, że nawet przy ogromnej masie, szacowanej na 100 g, system dyfuzyjny wymarłych owadów byłby w stanie funkcjonować bez konieczności zwiększonego poziomu tlenu w atmosferze. To odkrycie podważa hipotezę, jakoby gigantyzm z okresu karbonu i permu był bezpośrednim skutkiem bogatszego w tlen powietrza. Gdzie zatem leży bariera wzrostu, która sprawia, że owady w ciągu ostatnich milionów lat uległy znacznej miniaturyzacji?

Co powstrzymuje dzisiejsze owady przed osiąganiem rozmiarów dużych ptaków? Jak wyjaśnia Ned Snelling, przyczyny mogą być naprawdę prozaiczne. Jedną z nich jest presja ze strony drapieżników, takich jak ptaki i nietoperze, których nie było na Ziemi 300 milionów lat temu. Duże owady są powolne i łatwe do schwytania, o czym badacz przekonał się osobiście. "Parę miesięcy temu w Zambii do mojego namiotu wleciała bardzo duża ważka czarny cesarz (Anax tristis, największa ważka w Afryce - przyp. red.) i byłem w stanie złapać ją ręką" - tłumaczy ekspert fizjologii porównawczej.

Może to zatem oznaczać, iż owady wyewoluowały do mniejszych rozmiarów, bo dzięki nim łatwiej było się wymknąć i uniknąć pożarcia przez odpowiednio większe drapieżniki. Brak znaczących naturalnych wrogów w epoce karbonu mógł wyjaśniać, dlaczego owady rosły w niemal niepohamowany sposób. Ewolucja zwyczajnie ich za to nie "karała".

Innym prawdopodobnym czynnikiem są ograniczenia mechaniczne. Podczas linienia, gdy owad zrzuca stary pancerz, jego nowe ciało jest przez pewien czas miękkie i podatne na odkształcenia. Przy bardzo dużych rozmiarach grawitacja mogłaby doprowadzić do zapadnięcia się egzoszkieletu pod własnym ciężarem, co uniemożliwiłoby ruch i naraziło zwierzę na natychmiastowy atak drapieżnika.

Należy jednak podkreślić, że są to falsyfikowalne hipotezy, a nie dogmaty, których w nauce nie ma. Wydają się one jednak bardziej prawdopodobne w świetle najnowszych odkryć niż hipoteza tlenowa sprzed ponad 30 lat. Choć nowe dowody sugerują, że fizjologia oddechowa owadów jest znacznie bardziej wydajna, niż dotychczas sądzono, i mają one jeszcze spory zapas na ewentualne "doinwestowanie", zaś bariery wzrostu mają naturę ekologiczną i biomechaniczną, to zagadka gigantyzmu w świecie sprzed epoki dinozaurów wciąż zachęca do dalszych poszukiwań.

Źródła:

1. Snelling, E.P., Lensink, A.V., Clusella-Trullas, S. et al. Oxygen supply through the tracheolar-muscle system does not constrain insect gigantism. Nature (2026). doi: 10.1038/s41586-026-10291-3
2. Graham, J., Aguilar, N., Dudley, R. et al. Implications of the late Palaeozoic oxygen pulse for physiology and evolution. Nature (1995). doi: 10.1038/375117a0
3. Nick Petrić Howe, N.P., Hunsberger, M. Why insects aren't huge: a new challenge to a decades-old idea. Nature Podcast (2026). doi: 10.1038/d41586-026-00976-0