On a longtemps pensé qu’elles étaient alimentées par l’augmentation de la concentration en oxygène atmosphérique, d’énormes griffons de la période carbonifère, il y a 300 millions d’années, pourraient avoir grandi pour d’autres raisons, selon une nouvelle recherche menée par Edward Snelling, paléontologue de l’Université de Pretoria.
Dans les années 1990, les scientifiques ont suggéré qu’une période de forte concentration d’oxygène dans l’atmosphère, il y a environ 300 millions d’années, coïncidait avec l’apparition d’insectes géants.
Ils ont proposé qu’une demande plus élevée en oxygène et une plus grande taille corporelle des insectes géants devraient nécessiter une concentration plus élevée d’oxygène atmosphérique.
Cela était logique, car les insectes obtiennent de l’oxygène grâce à leur système trachéal unique, qui est un système de voies respiratoires ramifiées en forme d’arbre menant à leurs extrémités, les trachéoles.
L’oxygène doit se déplacer par diffusion vers le bas des gradients de concentration à travers les trachéoles pour alimenter les cellules musculaires du vol.
Les chercheurs ont estimé qu’un insecte volant aux proportions aussi gigantesques ne pourrait pas exister aujourd’hui, car le niveau d’oxygène dans l’atmosphère actuelle est trop faible pour répondre à la forte demande en oxygène dans les muscles du vol.
Dans une nouvelle étude, le Dr Snelling et ses collègues ont utilisé la microscopie électronique à haute puissance pour évaluer comment la taille du corps affecte le nombre de trachéoles dans les muscles du vol.
Ils ont constaté que l’espace occupé par les trachéoles dans le muscle du vol n’est généralement que de 1 % ou moins chez la plupart des espèces, et que cette observation est valable lorsque la relation est étendue aux griffons.
Cela suggère que les muscles de vol des insectes ne sont pas contraints par les niveaux d’oxygène atmosphérique, car ils pourraient facilement ajouter des trachéoles dans le muscle, puisqu’ils occupent si peu de place.
« Si l’oxygène atmosphérique fixe réellement une limite à la taille maximale des insectes, alors il devrait y avoir des preuves de compensation au niveau des trachéoles », a déclaré le Dr Snelling.
« Il y a une certaine compensation chez les insectes plus gros, mais elle est insignifiante dans l’ensemble des choses. »
« En comparaison, les capillaires dans le muscle cardiaque des oiseaux et des mammifères occupent environ dix fois plus d’espace relatif que les trachéoles n’occupent dans le muscle de vol des insectes. Il doit donc y avoir un grand potentiel évolutif pour accélérer l’investissement dans les trachéoles si le transport de l’oxygène limitait réellement la taille du corps », a déclaré le professeur Roger Seymour de l’Université d’Adélaïde.
« Certains scientifiques rétorquent que le flux d’oxygène en amont des trachéoles, ou dans d’autres parties du corps, pourrait encore limiter la taille du corps, de sorte que la théorie de la taille maximale des insectes contraints en oxygène n’est peut-être pas encore morte. »
» Quoi qu’il en soit, ces nouvelles données montrent définitivement que la diffusion dans les trachéoles des muscles du vol ne peut pas fournir une telle limite. Les scientifiques devront chercher ailleurs pourquoi ces géants ont existé. «
« Si l’oxygène ne limite pas la taille maximale des insectes, alors peut-être que d’autres coupables sont responsables de la petite taille des insectes, comme la prédation des vertébrés ou les limites de support biomécanique sur l’exosquelette lui-même. »
