Üç yüz milyon yıl önce, Palaeozoik dönemin gökyüzü dev insektlerle cıvıl cıvıldı. Meganeuropsis permiana adlı avcı böcek, 70 santimetreyi aşan bir kanat açıklığına ve 100 gram ağırlığa sahipti. Biyologlar, bu dönemlerin dev böceklerini incelediklerinde, neden günümüzde böylesine büyük böcekler göremediğimizi sorguladılar. Otuz yıl önce, buna cevap veren “oksijen kısıtlaması hipotezi” ortaya atıldı.
Oksijen Kısıtlaması Hipotezi
Uzun yıllar boyunca, şahin boyutunda bir ejderha sineğinin hayatta kalabilmesi için yüksek oranda oksijenli havaya ihtiyaç duyduğuna inanıldı. İnsana ve diğer hayvanlara göre, böceklerin solunum sistemleri daha az verimliydi. Atmosferdeki oksijen seviyeleri düştükçe, dev böceklerin yaşamalarını sürdürebilmesi için gereken oksijen yeterli gelmedi. Ancak Pretoria Üniversitesi’nden veteriner bilimleri profesörü Edward Snelling’in dediği gibi, bu hipotez “basit ve şık bir açıklama” ama “yanlış”.
Böceklerin Solunum Sistemi
Böcekler, memelilerin solunum organları gibi merkezi akciğerlere sahip değildir. Bunun yerine, “trakeal sistem” adı verilen içi boş borularla solunum yaparlar. Bu sistem, böceklerin dış iskeletlerinde bulunan özel deliklerden (spirakl) havanın içeri girmesiyle başlar. Hava, buradan daha büyük borular olan trakealara geçerken, giderek incecik ve kör uçlu kanallara (trakeoller) ayrılır.
Trakeoller, böceğin dokularının derinliklerine gömülmüştür ve bu bölgelerdeki mitokondriler, oksijenin oraya ulaşmasını bekler. İnsektler, büyük trakealarda havayı hareket ettirmek için vücutlarını esneterek aktif bir pompa mekanizması kullanabilirler. Ancak bu aktif pompa, ince trakeollerde sona erer ve burada oksijen, pasif difüzyon yoluyla dokuya ulaşır.
Difüzyon Sorunları
Difüzyon süreci oldukça yavaş olduğu için, oksijen kısıtlaması hipotezi, böceğin boyu büyüdükçe oksijenin ulaşması gereken mesafenin arttığını öne sürüyordu. Edward Snelling’in belirttiği gibi, böcek boyutları büyüdükçe difüzyon zorluğu da artar. Büyük bir böceğin kaslarının yeterince oksijen alabilmesi için trakeollerinin ya daha geniş olması ya da çok daha fazlasının bulunması gerekir.
Bu durumda, dev bir böceğin boyutu artırıldıkça solunum sisteminin yeterliliği sorgulanır hale gelir. Eğer bir böcek çok büyürse, gerekli olan solunum borularının hacmi fiziksel alanı aşırı derecede kaplayabilir. Bu durumda trakeoller, beslenmeye çalıştıkları kas liflerinin etrafını doldurarak, böceğin uçuş yeteneğini ciddi şekilde engelleyebilir.
Böceklerin dev boyutlarının geçmişteki iklim ve atmosfer koşullarına bağlı olduğu görüşü artık geçerliliğini kaybetti. Oksijen düzeyleri düşerken, dev insektlerin hayatta kalma şansı azaldı. Ancak, böceklerin solunum sistemlerinin karmaşıklığı, büyüdüklerinde yaşadıkları fiziksel sınırlamalar, dev böceklerin artık tarihe karışmasının ana nedenlerini oluşturuyor.
