Evolusjonen av insekter fra forhistorien og fremover

Goliatbiller og sfinx møll vil bli beskrevet som stor av omtrent alle som bor i dag, men noen forhistoriske insekter ville dverge disse evolusjonære etterkommerne. I løpet av den paleosoiske tiden, Jorden vrimlet av gigantiske insekter, fra øyenstikkere med vingespenn målt i føtter, til døgnfluer nesten 18 tommer i bredden.

Mens over en million insekt arter lever i dag, virkelig kjempeinsekter eksisterer ikke lenger. Hvorfor levde gigantiske insekter i forhistorisk tid, men forsvant fra jorden over tid?

Paleozoic-tiden skjedde for 542 til 250 millioner år siden. Det er delt inn i seks perioder, og de to siste så utviklingen av de største insektene. Disse ble kjent som karbonperioden (For 360 til 300 millioner år siden) og Perm-perioden (For 300 til 250 millioner år siden).

Atmosfærisk oksygen er den mest begrensende faktoren for insektstørrelse. I løpet av karbon- og permeperiodene var oksygenkonsentrasjonen i atmosfæren betydelig høyere enn i dag. Forhistoriske insekter pustet luft som var 31 til 35 prosent oksygen, sammenlignet med bare 21 prosent oksygen i luften du puster akkurat nå.

De største insektene levde i løpet av karbonperioden. Det var tiden for øyenstikkeren med over et tofot vingespenn og en tusenbein som kunne nå ti meter. Etter hvert som forholdene endret seg i Perm-perioden, ble feilene redusert i størrelse. Likevel hadde denne perioden sin del av gigantiske kakerlakker og andre insekter vi absolutt ville klassifisert som kjemper.

Cellene i kroppen din får oksygenet de trenger for å overleve via ditt sirkulasjonssystem. Oksygen blir ført av blodet gjennom arteriene og kapillærene til hver eneste celle i kroppen din. Hos insekter skjer derimot respirasjon ved enkel diffusjon gjennom celleveggene.

Insekter tar inn atmosfærisk oksygen gjennom spirakler, åpninger i kutikula som gasser kommer inn i og går ut av kroppen. Oksygenmolekyler reiser via luftrørsystem. Hvert luftrør slutter med en tracheole, der oksygenet løses opp i tracheole væsken. O₂ diffunderer deretter inn i cellene.

Da oksygennivået var høyere - som i den forhistoriske epoken med gigantiske insekter - dette diffusjonsbegrenset respirasjonssystem kunne tilføre tilstrekkelig oksygen til å dekke stoffskiftebehovene til et større insekt. Oksygen kunne nå celler dypt inne i insektets kropp, selv når insekten ble målt flere meter lang.

Ettersom atmosfærisk oksygen gikk ned over evolusjonstiden, kunne disse innerste cellene ikke tilføres tilstrekkelig med oksygen. Mindre insekter var bedre rustet til å fungere i et hypoksisk miljø. Og slik utviklet insekter seg til mindre versjoner av sine forhistoriske forfedre.

Den nåværende rekordholderen for det største insektet som noensinne har levd, er en gammel griffenfly. Meganeuropsis permiana målte en imponerende 71 cm fra vingespiss til vingespiss, et hele 28-tommers vingespenn. Denne gigantiske ryggradsløse rovdyr bebod det som nå er det sentrale USA i Perm-perioden. Fossiler av arten ble oppdaget i Elmo, Kansas og Midco, Oklahoma. I noen referanser heter det Meganeuropsis americana.

Meganeuropsis permiana er et av de forhistoriske insektene referert til som gigantiske øyenstikkere. David Grimaldi, i sitt heftige bind Evolusjonen av insektene, bemerker at dette er en feilnummer. Moderne odonater er bare fjernt beslektet med gigantene kjent som prodonata.

En gammel havskorpion, Jaekelopterus rhenaniae, vokste til 8 fot i lengde. Se for deg en skorpion større enn mennesket! I 2007 avdekket Markus Poschmann en fossil klo fra dette massive eksemplaret i et tysk steinbrudd. Kloen målte 46 centimeter, og fra denne målingen klarte forskere å ekstrapolere størrelsen på den forhistoriske eurypteriden (havskorpionen). Jaekelopterus rhenaniae levde mellom 460 og 255 millioner år siden.

En tusenbeinlignende skapning kjent som en arthropleura nådde like imponerende størrelser. arthropleura målt så lenge som 6 fot og 18 tommer bredt. Mens paleontologer ennå ikke har funnet en komplett fossil av Arthropluera, sporefossiler som er funnet i Nova Scotia, Skottland og USA, antyder at det gamle tusenbeinet ville konkurrere med et voksent menneske i størrelse.

Med over en million insektarter på jorden, ville tittelen "Biggest Living Insect" være en ekstraordinær prestasjon for enhver bug. Før vi kan overlate en slik pris til et enkelt insekt, må vi imidlertid bestemme hvordan vi måler grovhet.

Hva gjør en feil stor? Er det ren bulk som definerer en skapning som stor? Eller noe vi måler med en linjal eller målebånd, bestemt av centimeter? I sannhet, hvilket insekt som vinner tittelen, avhenger av hvordan du måler et insekt, og hvem du spør.

Mål et insekt fra fronten av hodet til tuppen av magen, så kan du bestemme kroppslengden. Det kan være en måte å velge det største levende insektet på. Hvis det er kriteriene dine, ble din nyeste verdensmester kronet i 2008, da entomologer oppdaget en ny pinneinsektart i Borneo. Chans megastick, Phobaeticus-kjeden, måler hele 14 tommer fra hode til mage, og hele 22 tommer hvis du strekker målebåndet for å inkludere de forlengede bena. Pinneinsekter dominerer konkurransen i den lengste insektkategorien. Før oppdagelsen av Chans megastick, var en annen gåstokk, Pharnacia serratipes, hadde tittelen.

For mange insekter spredte vingene seg langt bredere enn størrelsen på kroppen. Ville vingespennet være et godt mål på et insekts størrelse? I så fall leter du etter en mester blant Lepidoptera. Av alle de levende insektene har sommerfugler og møll de største vingespennene. Dronningen Alexandras fugleving, Ornithoptera alexandrae, tjente først tittelen verdens største sommerfugl i 1906, og på over et århundre er det ikke oppdaget noen større sommerfugl. Denne sjeldne arten, som bare lever i et lite område på Papua Ny-Guinea, kan måle seg over 25 cm fra vingespiss til vingespiss. Selv om det er imponerende, ville en møll ha den største levende insekttittelen hvis vingespennet var eneste kriteriene. Den hvite heksemoren, Thysania agrippina, strekker alle andre Lepidoptera ut med et vingespenn på opptil 28 cm (eller 11 tommer).

Hvis du leter etter en voluminøs bug for å salve som det største levende insektet, se til Coleoptera. Blandt biller, finner du flere arter med en kroppsmasse som er ting fra science fiction-filmer. Kjempe skarabeer er kjent for sin imponerende størrelse, og blant denne gruppen forblir fire arter i luften i konkurransen om de største: Goliathus goliatus, Goliathus regius, Megasoma actaeon, og Megasoma elephas. En ensom kerambysyre, den treffende navngitt Titanus giganteus, er like massiv. I følge Book of Insect Records, forsket og utarbeidet av University of Florida, er det ingen troverdig måte å bryte bindingen mellom disse fem artene for tittelen bulkiest bug.

Endelig er det en siste måte å tenke på småthet når det gjelder insekter - vekt. Vi kan sette insekter i en skala, en etter en, og bestemme hvilke som er størst med gram alene. I så fall er det en klar vinner. Den gigantiske wetaen, Deinacrida heteracantha, kommer fra New Zealand. En person av denne arten veide 71 gram, selv om det er viktig å merke seg at den kvinnelige prøven hadde en full belastning med egg da hun gikk på skalaen.

Så hvilke av disse insektene skal kalles det største levende insektet? Det kommer an på hvordan du definerer stort.

• Dudley, Robert. (1998). Atmosfærisk oksygen, gigantiske paleozoiske insekter og utviklingen av luftmotorisk ytelse. Journal of Experimental Biology 201, 1043–1050.
• Dudley, Robert. (2000). Animal Evolutionary Physiology of Animal Flight: Paleobiologiske og nåværende perspektiver. Årlig gjennomgang av fysiologi, 62, 135–55.
• Evolusjonen av insektene, av David Grimaldi.
• Sues, Hans-Dieter (2011, 15. januar). Største land-bosetting "Bug" gjennom tidene. National Geographic News Watch. Hentet 22. mars 2011.
• University of Bristol (2007, 21. november). Giant Fossil Sea Scorpion Bigger Than Man. Sciencedaily. Hentet 22. mars 2011, fra Sciencedaily.