Dlaczego gigantyczne robaki krążyły kiedyś po Ziemi? Jedno z badań sugeruje, że ważki urosły do rozmiarów dużych ptaków, aby uniknąć przedawkowania tlenu. Drapieżne ważki wielkości współczesnych mew rządziły powietrzem 300 milionów lat temu. Przez wiele lat pozostawało tajemnicą w jaki sposób te i inne insekty urosły do tak ogromnych rozmiarów. Wiodąca teoria głosi, że prehistoryczne insekty stały się duże, ze względu na nadmiar tlenu w ziemskiej atmosferze. Najprawdopodobniej ówczesne owady musiały urosnąć większe, aby uniknąć zatrucia tlenem. Współautor przywoływanego badania - Wilco Verberk z Plymouth University w Wielkiej Brytanii powiedział:

"Myślimy, że owady zwiększały swoje rozmiary nie tylko dlatego, że tlen wpływa na dorosłe okazy, ale dlatego, że tlen ma większy wpływ na larwy"

"Więc perspektywa larwalna może prowadzić do lepszego zrozumienia, dlaczego tak duże insekty pojawiły się historii życia na ziemi, a także być może dlaczego zniknęły".

Dlaczego zwiększone stężenie tlenu powodowało wzrost rozmiarów insektów?

Skamieliny pokazują, że gigantyczne ważki i ogromne karaluchy były powszechne w okresie karbońskim, który trwał od około 359 do 299 milionów lat temu. W tym czasie powstanie rozległych nizinnych lasów bagiennych doprowadziło do tego, że poziom tlenu w atmosferze wynosił około 30 procent - o blisko 50 procent więcej niż obecnie.

Zgodnie z poprzednimi teoriami na temat gigantyzmu owadów, to bogate środowisko tlenowe pozwoliło dorosłym robakom rosnąć do coraz większych rozmiarów, jednocześnie zaspokajając ich potrzeby energetyczne. 

W nowym badaniu Verberk i jego kolega David Bilton skupili się na tym, jak zmienny poziom tlenu wpływa na larwy widelnicy, która podobnie jak ważki, żyje w wodzie zanim staną się dorosłymi osobnikami lądowymi. Wyższe stężenia tlenu w powietrzu oznaczałyby wyższe stężenia tlenu rozpuszczonego w wodzie.

Wyniki pokazały, że młode ważki są bardziej wrażliwe na wahania tlenu niż ich dorosłe odpowiedniki żyjące na lądzie. Może to być spowodowane tym, że larwy owadów zazwyczaj absorbują tlen bezpośrednio przez skórę, więc mają niewielką lub żadną kontrolę nad tym, ile dokładnie gazu przyjmują. Dorosłe owady natomiast mogą regulować pobór tlenu poprzez otwieranie lub zamykanie zaworów przez otwory w ich ciałach.

Chociaż tlen jest niezbędny do życia, w dużych ilościach może być toksyczny. Ludzie narażeni na nadmiar tlenu mogą doznać uszkodzenia komórek, co prowadzi do problemów ze wzrokiem, trudności w oddychaniu, nudności i drgawek.

Jest prawdopodobne, że larwy wielu starożytnych owadów biernie wchłaniały tlen z wody i nie były w stanie regulować jego poboru, co mogło stanowić duże niebezpieczeństwo, gdy poziom tlenu był tak wysoki. Jednym ze sposobów na zmniejszenie ryzyka toksyczności tlenu byłby wzrost, ponieważ duże larwy wchłaniają mniejszy procent gazu, w stosunku do ich rozmiarów ciała, niż małe larwy.

Dlaczego dzisiaj nie spotykamy już tak wielkich owadów?

W późniejszym okresie stężenie tlenu na Ziemi zmalało. To prawdopodobnie doprowadziła do niższej wydolności gigantycznych prehistorycznych insektów. Pomimo spadku poziomu tlenu w atmosferze ziemskiej olbrzymie insekty nie zniknęły od razu. Jednak jeśli poszczególne gatunki przystosowały się do większego stężenia tego pierwiastka, to ich organizmy, wraz ze zmniejszoną ilością tlenu musiały mieć coraz większe problemy z wydolnością (coraz trudniej było zapewnić odpowiedni dopływ wymaganej ilości). I te zmiany w atmosferze ziemskiej musiały odwrócić trend jeżeli chodzi o rozmiary insektów. Mniejsze rozmiary były kolejną adaptacją w walce o przetrwanie w nowej rzeczywistości.