NGV-Geonieuws 173 artikel 1106

NGV-Geonieuws: elektronisch geologisch tijdschrift


November 2010, jaargang 12 nr. 8 artikel 1106

Redactie: George Brouwers tot en met artikel 1023 en vanaf 1024 dr.W.M.L.(Willem) Schuurman

Dit artikel is onderdeel van NGV-Geonieuws uitgave 173! Op de huidige pagina is alleen artikel 1106 te lezen.

<< Vorig artikel: 1105 | Volgend artikel: 1107 >>

1106 Gigantisme bij insecten bij hoog zuurstofgehalte van atmosfeer
Auteur: prof. dr. A.J. (Tom) van Loon, AMU, Poznan

Klik hier voor alle artikelen over Biologie & Evolutie ! Klik hier voor alle artikelen over (Paleo)Klimaat ! Klik hier voor alle artikelen over Paleontologie, Fossielen & Uitstervingen !     Klik hier om dit artikel af te drukken !

Op het congres van de Geological Society of America begin deze maand bleek opnieuw hoe geologische problemen kunnen worden opgelost door bestudering van het heden (the present is the key to the past). Een mooi voorbeeld is het ontstaan van uitzonderlijk grote soorten (gigantisme) in bepaalde diergroepen in het geologisch verleden. Dit gold ondermeer voor bepaalde groepen insecten die op het einde van het PaleozoÔcum leefden. Voorbeelden zijn de Protodonata en de Paleodictyoptera (taxa die tot de libelles behoren) die spanwijdtes tot 70 cm konden bereiken. Echter in andere groepen insecten, zoals de Blattodea (kakkerlakken), komt in diezelfde periode geen gigantisme voor. Dat maakt een verklaring van het gigantisme niet eenvoudig. Een van de bestaande hypotheses is dat gigantisme gekoppeld is aan een hoog zuurstofgehalte in de atmosfeer. Bewijzen hiervoor zijn er echter niet.


Recente libelles bij een fossiele
vleugel van Meganeuropsis tonen
het verschil tussen gigantisme en
Ďnormaleí afmetingen van libelles
(foto Mark Sloan).


Meganeuropsis, een geslacht
behorend tot de Protodonata, is met
een spanwijdte van ruim 70 cm het
grootst bekende insect. Het gewicht
van dit insect was waarschijnlijk rond
de 500gr (foto GhedoGhedo).

Een onderzoeksteam heeft de relatie tussen zuurstof gehalte en het ontstaan van gigantisme op een simpele maar elegante manier onderzocht: exemplaren uit diverse groepen insecten (kakkerlakken, libelles, sprinkhanen, meelwormen, kevers, etc.) liet men opgroeien in ruimtes met uiteenlopende zuurstofgehaltes. De resultaten bevestigen de rol die het zuurstofgehalte speelt, althans bij bepaalde groepen. Zo werden 75 libelles grootgebracht bij en atmosferisch zuurstofgehalte van 12% (het laagste uit de afgelopen 560 miljoen jaar), 75 bij 21% (het huidige niveau) en 75 bij 31% (het hoogste niveau uit de afgelopen 560 miljoen jaar). Daarbij bleken libelles bij het hoge zuurstofgehalte niet alleen sneller volwassen te worden, maar de volwassen exemplaren waren ook groter dan normaal; bij het laagste zuurstofgehalte was dat juist omgekeerd.

Dat gold echter niet voor bijv. kakkerlakken; die ontwikkelden zich bij een hoog zuurstofgehalte juist tweemaal zo langzaam als ďnormaalĒ, terwijl het zuurstofgehalte nauwelijks invloed had op hun lichaamsgrootte. Voor de meeste groepen insecten werd echter een patroon gevonden zoals bij de libelles, zij het minder uitgesproken: weliswaar werden tien van de twaalf onderzochte insectensoorten minder groot dan normaal wanneer ze bij een laag zuurstofgehalte werden grootgebracht, maar bij een verhoogd zuurstofgehalte werden lang niet alle groepen groter.

De oorzaak van deze verschillen is ook duidelijk geworden: die ligt aan de ademhaling. Bij insecten vindt die niet plaats via longen, maar via tracheeŽn, buisjes waardoor de zuurstofhoudende buitenlucht direct door het hele lichaam wordt verspreid. De reactie van het stelsel van tracheeŽn van kakkerlakken op het zuurstofgehalte werd nagegaan met behulp van een rŲntgen-synchotron. Daarbij bleek dat bij toename van het zuurstofgehalte de tracheeŽn kleiner werden. De lichaamsgrootte nam echter niet toe. Als gevolg daarvan konden de kakkerlakken meer energie investeren in andere vitale processen dan ademhaling, bijv. het vergaren van voedsel en reproductie.

Volgens de onderzoekers kunnen de bevindingen mogelijk worden gebruikt om, aan de hand van het tracheeŽnstesel van goed gepreserveerde fossielen (bijv. kakkerlakken in barnsteen) een idee te krijgen van het atmosferisch zuurstofgehalte in het verleden.


Tot de Paleodictyoptera behoort o.a.
dit exemplaar van Dunbaria fasciipennis
uit de permische Elmo Beds in Kansas.


Fossiele kakkerlak in barnsteen uit
het Tertiair van het Oostzeegebied.


Referenties:
  • Vandenbrooks, J.M., 2010. Atmospheric oxygen and the evolution of insect gigantism. Geological Society of America Abstracts with Programs 42 (5), p. 192.


Copyright © NGV 1999-2017
webmaster@geologischevereniging.nl