حشرات هائلة في عصور ما قبل التاريخ تحير العلماء

السبب الحقيقي لنمو الحشرات القديمة إلى هذا الحد أصبح أكثر غموضًا.

قبل ثلاثمائة مليون سنة، لم تكن الأرض تبدو كما هي اليوم. تم ضم القارات إلى كتلة أرضية واحدة تسمى بانجيا. وحول خط الاستواء، سيطرت غابات مستنقعات الفحم الشاسعة على المناظر الطبيعية. وكانت مستويات الأكسجين في الغلاف الجوي أعلى بكثير مما هي عليه الآن، وكانت حرائق الغابات تندلع بشكل متكرر.

وكانت الحياة مزدهرة في كل بيئة. كانت المحيطات مليئة بالأسماك، بينما كانت الأرض موطنًا للبرمائيات والزواحف المبكرة والمفصليات الزاحفة وحتى الصراصير العملاقة. وفوق كل ذلك، سيطرت الحشرات على السماء، ووصل بعضها إلى أحجام غير عادية.

اليعسوب العملاق والغريفين

ومن بين هذه الحشرات الطائرة كانت تشبه ذبابة مايو صِنف يبلغ طول جناحيها 17 بوصة (45 سم) وعمالقة تشبه اليعسوب تمتد حتى 27 بوصة (70 سم). تم التعرف على هذه الحشرات الضخمة، والتي يشار إليها غالبًا باسم “ذباب الغريفين”، لأول مرة من خلال الانطباعات الأحفورية المحفوظة في الصخور الرسوبية الدقيقة الحبيبات في كانساس منذ ما يقرب من قرن من الزمان.

لسنوات عديدة، اعتقد العلماء أن هذه الحشرات الضخمة لا يمكن أن توجد إلا لأن مستويات الأكسجين في الغلاف الجوي كانت أعلى بحوالي 45٪ مما هي عليه اليوم. وهذا التفسير طويل الأمد يواجه الآن تحديًا من خلال الأبحاث الجديدة.

نظرية الأكسجين لحجم الحشرة

في الثمانينيات، طور العلماء طرقًا لإعادة بناء تركيبة الغلاف الجوي القديم. كشفت هذه التقنيات عن فترة ارتفاع مستويات الأكسجين منذ حوالي 300 مليون سنة.

ربطت دراسة نشرت عام 1995 في مجلة Nature هذه الفترة الغنية بالأكسجين بوجود الحشرات العملاقة. اقترح الباحثون أن الحشرات الأكبر حجمًا تحتاج إلى المزيد من الأكسجين، وأن ارتفاع تركيزات الأكسجين في الغلاف الجوي يجعل حجمها ممكنًا.

استندت هذه الفكرة إلى كيفية تنفس الحشرات. بدلا من الرئتين، تعتمد الحشرات على نظام القصبة الهوائية، وهو عبارة عن شبكة من أنابيب الهواء المتفرعة التي تمتد في جميع أنحاء الجسم وتنتهي في هياكل صغيرة تسمى القصبات الهوائية. يتحرك الأكسجين عبر هذه القصبات الهوائية عن طريق الانتشار، وينتقل عبر تدرجات التركيز للوصول إلى عضلات الطيران.

ولأن الانتشار يصبح أقل كفاءة على مسافات أطول، فقد رأى العلماء أن مستويات الأكسجين المنخفضة اليوم لن تدعم الحشرات ذات الحجم الهائل. بمعنى آخر، كان يُعتقد أن الحشرات الطائرة العملاقة مستحيلة في ظل الظروف الجوية الحديثة.

دراسة جديدة تتحدى التفسير الذي طال أمده

تقدم دراسة جديدة نشرت في العدد الأخير من مجلة Nature وجهة نظر مختلفة. استخدم فريق البحث، بقيادة إدوارد (نيد) سنيلينج من جامعة بريتوريا، مجهرًا إلكترونيًا عالي الطاقة لفحص كيفية ارتباط حجم الجسم بعدد القصبات الهوائية في عضلات طيران الحشرات.

ووجد الباحثون أن القصبات الهوائية تشغل حوالي 1% فقط أو أقل من عضلات الطيران في معظم أنواع الحشرات. ويبدو أن هذا النمط ينطبق أيضًا عند تطبيقه على ذباب الجريفين الضخمة التي عاشت قبل 300 مليون سنة، بما في ذلك تلك التي يبلغ طولها قدمين أو أكبر.

تشير هذه النتائج إلى أن عضلات طيران الحشرات لا تقتصر على مستويات الأكسجين في الغلاف الجوي. ونظرًا لأن القصبات الهوائية تشغل مساحة صغيرة جدًا، فمن المحتمل أن تزيد الحشرات من أعدادها دون قيود هيكلية كبيرة.

الأدلة من الحيوانات الحديثة

وقال المؤلف الرئيسي إدوارد (نيد) سنيلينج، الأستاذ المشارك وكلية العلوم البيطرية في جامعة بريتوريا: “إذا كان الأكسجين الجوي يضع حدًا حقيقيًا لحجم الجسم الأقصى للحشرات، فيجب أن يكون هناك دليل على التعويض على مستوى القصبات الهوائية”. “هناك بعض التعويضات التي تحدث في الحشرات الأكبر حجما، ولكنها تافهة في المخطط الكبير للأشياء.”

كما قارن الباحثون الحشرات بـ الفقاريات. في الطيور والثدييات، تشغل الشعيرات الدموية في عضلة القلب مساحة أكبر بحوالي عشرة أضعاف مما تشغله القصبات الهوائية في عضلة طيران الحشرات.

وقال البروفيسور روجر سيمور من جامعة أديليد: “بالمقارنة، تشغل الشعيرات الدموية في عضلة القلب لدى الطيور والثدييات حوالي عشرة أضعاف المساحة النسبية التي تشغلها القصبات الهوائية في عضلات طيران الحشرات، لذلك يجب أن تكون هناك إمكانات تطورية كبيرة لزيادة استثمار القصبات الهوائية إذا كان نقل الأكسجين يحد بالفعل من حجم الجسم”.

لغز لا يزال دون حل

يجادل بعض العلماء بأن الأكسجين قد لا يزال يحد من حجم الحشرة في أجزاء أخرى من الجسم أو المراحل المبكرة من نقل الأكسجين. ولهذا السبب، فإن فكرة أن الأكسجين يقيد الحد الأقصى لحجم الحشرة لم يتم رفضها بالكامل.

ومع ذلك، تظهر النتائج الجديدة بوضوح أن انتشار الأكسجين داخل القصبات الهوائية لعضلات الطيران ليس هو العامل المقيد. سيحتاج الباحثون إلى البحث في تفسيرات أخرى لسبب نمو الحشرات إلى هذا الحد.

تشمل العوامل المحتملة زيادة الافتراس من قبل الفقاريات أو الحدود الجسدية المتعلقة بقوة الهيكل الخارجي للحشرة. في الوقت الحالي، يظل السبب وراء ظهور واختفاء الحشرات العملاقة سؤالًا مفتوحًا ومثيرًا للاهتمام.

المرجع: “إمداد الأكسجين من خلال نظام عضلات القصبة الهوائية لا يقيد عملاقة الحشرات” بقلم إدوارد ب. سنيلينج، أنطونيا ف. لينسينك، سوزانا كلوسيلا ترولاس، كريس ويلدون، فيليب ليمان، جون س. تيربلانش، نيكولاس إل. باين، جون إف هاريسون، أنتوني جي آر هيكي، آشلي دونالدسون، كريستيان إم. 25 مارس 2026, طبيعة.
دوى: 10.1038/s41586-026-10291-3

لا تفوت أي اختراق: انضم إلى النشرة الإخبارية SciTechDaily.
تابعونا على جوجل و أخبار جوجل.