Las libélulas gigantes una vez surcaron los cielos de la Tierra. Una nueva investigación desafía la teoría del libro de texto sobre por qué se extinguieron

(MENAFN- The Conversation) Los insectos primero tomaron el vuelo hace unos 350 millones de años, unos 200 millones de años antes de que las aves empezaran a batir sus alas.

Hacia el final del período Carbonífero, hace 300 millones de años, algunos insectos voladores se habían vuelto gigantescos. Unos insectos enormes, parecidos a libélulas, llamados griffinflies, tenían una envergadura de 70cm: cinco veces el tamaño de las libélulas modernas más grandes.

Estos insectos gigantes vivieron en una época en la que la atmósfera terrestre contenía más oxígeno que hoy: alrededor de 30%, frente al 21% actual.

Debido a que los insectos voladores grandes vivieron en un tiempo de niveles altos de oxígeno, los científicos han propuesto que necesitaban estos altos niveles externos de oxígeno para impulsar la rápida combustión de energía durante el vuelo.

En una nueva investigación publicada hoy en Nature, estudiamos los músculos de docenas de insectos voladores modernos y descubrimos algo sorprendente: no hay ninguna razón para que el griffinfly no pudiera sobrevivir en la atmósfera de hoy.

La estructura del sistema respiratorio de vuelo del insecto

Volar requiere más energía que correr o nadar, porque el volador que bate las alas debe trabajar constantemente contra la gravedad para mantenerse en el aire.

En consecuencia, los músculos del vuelo utilizan mucho oxígeno, y la tasa de consumo de oxígeno aumenta aproximadamente en proporción al peso del volador. La tasa más alta de consumo de oxígeno por gramo por cualquier tejido conocido se da en una abeja voladora.

El oxígeno se suministra a los músculos del vuelo de los insectos a través del “sistema traqueal”, un sistema ramificado en forma de árbol de tubos llenos de aire que conducen a las ramas más pequeñas, llamadas “tráqueolas”, donde el oxígeno se mueve hacia el tejido muscular.

Cada tráqueola es un callejón sin salida, lo que significa que el oxígeno entregado al músculo viaja principalmente por difusión. Primero difunde a través del aire dentro de cada tráqueola, y luego a través del propio tejido muscular.

La hipótesis antigua

En los insectos modernos, los niveles de oxígeno cerca de las mitocondrias que consumen oxígeno y que impulsan el músculo del vuelo están muy cerca de cero. Esto implica que la estructura del sistema traqueal era simplemente suficiente para suministrar el oxígeno necesario.

Un insecto más grande necesitaría un mayor suministro de oxígeno, lo que significaría una mayor fuerza impulsora para la difusión, y eso, a su vez, implicaría más oxígeno en la atmósfera terrestre.

La idea de que la estructura y la función del sistema traqueal de los insectos limita el tamaño corporal ha predominado durante los últimos 30 años y aparece en libros de texto educativos.

Nuestro interés en la teoría surgió hace 15 años, cuando observamos finas secciones del músculo del vuelo de los saltamontes. Las tráqueolas que aparecían entre y dentro de las fibras musculares eran pocas y ocupaban solo alrededor del 1% del área, en comparación con las mitocondrias que ocupaban aproximadamente el 20%.

Nueva evidencia

Al principio pensamos que todo lo que un insecto tendría que hacer para aumentar su entrega de oxígeno sería incrementar el número de tráqueolas. Después de todo, ahí es donde el oxígeno se suministra a las mitocondrias.

Para asegurarnos de que el saltamontes no era excepcional y para entender adecuadamente el efecto del tamaño corporal, medimos 44 especies de insectos voladores con diferentes masas corporales y tasas metabólicas. El proyecto requirió cinco años y 1,320 micrografías electrónicas de transmisión.

Pero los resultados eran esencialmente los mismos: las tráqueolas ocupaban solo alrededor del 1% del área transversal de los músculos del vuelo, independientemente del tamaño corporal. En cambio, los capilares llenos de sangre en el tejido de vuelo y cardíaco de algunos pájaros y mamíferos ocupan aproximadamente el 10% del área.

Esto muestra que hay mucho margen para aumentar el número y el volumen de tráqueolas sin debilitar el músculo. Así que la estructura del sistema traqueal no es una limitación importante para el tamaño corporal.

La evidencia de insectos en desarrollo muestra que pueden crecer más tráqueolas en el músculo del vuelo en niveles más bajos de oxígeno, y que transmiten esta característica a su descendencia. La conclusión es que el tamaño corporal de los insectos voladores nunca ha estado limitado por la estructura o la función de sus sistemas traqueales.

No existe una razón fisiológica por la cual los insectos del tamaño de los griffinflies no pudieran volar en la atmósfera de hoy. Y, sin embargo, no existen hoy.

Las razones más simples podrían ser que las especies animales más grandes son más propensas a la extinción que las más pequeñas; y hace 300 millones de años, el griffinfly no tenía depredadores de aves o mamíferos a los que temer.

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