Trezentos milhões de anos atrás, a Terra tinha uma aparência completamente diferente da atual. Os continentes estavam unidos em um imenso supercontinente chamado Pangeia. Perto do equador, vastas florestas de carvão se estendiam pela paisagem. Os níveis de oxigênio na atmosfera eram muito mais altos do que hoje e os incêndios florestais eram frequentes.
A vida era abundante em todos os ambientes. Os oceanos estavam cheios de peixes, enquanto a terra era lar de anfíbios, répteis primitivos, artrópodes rastejantes e até mesmo gigantescas baratas. Acima, os céus pertenciam aos insetos, alguns dos quais alcançavam tamanhos impressionantes.
Libélulas com Enormes Envergaduras
Entre esses insetos pré-históricos, havia espécies semelhantes a efímeras com envergaduras de 17 polegadas (45 cm) e criaturas semelhantes a libélulas que atingiam 27 polegadas (70 cm). Esses gigantescos insetos, frequentemente chamados de “griffinflies,” foram identificados pela primeira vez a partir de impressões fósseis encontradas em rochas sedimentares de grão fino no Kansas há quase um século.
Durante décadas, os cientistas acreditaram que esses enormes insetos só poderiam existir devido aos níveis de oxigênio na atmosfera serem cerca de 45% mais altos do que são hoje. Um novo estudo agora desafia essa ideia de longa data.
A Teoria do Oxigênio Por Trás dos Insetos Gigantes
Na década de 1980, pesquisadores desenvolveram técnicas que permitiram reconstruir a composição das atmosferas antigas. Seus resultados mostraram que os níveis de oxigênio atingiram um pico cerca de 300 milhões de anos atrás.
Com base nessa descoberta, um estudo de 1995 publicado na Nature vinculou esse período rico em oxigênio à presença de insetos gigantes. Os cientistas propuseram que insetos maiores necessitavam de mais oxigênio e que a maior disponibilidade de oxigênio na atmosfera tornava seu tamanho possível.
Essa explicação se baseava em como os insetos respiram. Em vez de pulmões, os insetos dependem de uma rede de tubos cheios de ar, chamada sistema traqueal. Esses tubos se ramificam pelo corpo e terminam em pequenas estruturas chamadas tráqueolas. O oxigênio se move através dessas tráqueolas por difusão, percorrendo gradientes de concentração até alcançar os músculos de voo.
Como a difusão se torna menos eficiente em distâncias maiores, os pesquisadores concluíram que os níveis modernos de oxigênio não seriam suficientes para sustentar as demandas energéticas de insetos voadores extremamente grandes.
Um Novo Estudo Desafia Assunções de Longa Data
Um novo estudo publicado na Nature oferece uma perspectiva diferente. Liderada por Edward (Ned) Snelling da Universidade de Pretoria, a equipe de pesquisa utilizou microscopia eletrônica de alta potência para examinar como o tamanho do corpo dos insetos se relaciona com o número de tráqueolas nos músculos de voo.
Os resultados mostraram que as tráqueolas ocupam tipicamente apenas cerca de 1% ou menos do músculo de voo na maioria das espécies de insetos. Mesmo quando essa relação é aplicada aos enormes griffinflies que viveram 300 milhões de anos atrás, a proporção continua pequena.
Isso sugere que os músculos de voo dos insetos não são limitados pela disponibilidade de oxigênio. Dado que as tráqueolas ocupam tão pouco espaço, os insetos poderiam teoricamente aumentar seu número sem grandes limitações estruturais.
Provas de Insetos Modernos
“Se o oxigênio atmosférico realmente impõe um limite ao tamanho máximo dos insetos, então deveria haver evidências de compensação no nível das tráqueolas,” disse o autor principal Edward (Ned) Snelling, professor associado e membro da Faculdade de Ciências Veterinárias da Universidade de Pretoria. “Há alguma compensação ocorrendo em insetos maiores, mas é trivial no grande esquema das coisas.”
Ao apoiar ainda mais essa ideia, os pesquisadores compararam insetos com vertebrados. Em aves e mamíferos, os capilares no músculo do coração ocupam cerca de dez vezes mais espaço do que as tráqueolas nos músculos de voo dos insetos.
“Em comparação, os capilares no músculo cardíaco de aves e mamíferos ocupam cerca de dez vezes o espaço relativo que as tráqueolas ocupam nos músculos de voo dos insetos, então deve haver um grande potencial evolutivo para aumentar o investimento em tráqueolas se o transporte de oxigênio realmente estivesse limitando o tamanho do corpo,” disse o professor Roger Seymour da Universidade de Adelaide.
A Mistério do Tamanho dos Insetos Gigantes Permanece
Alguns cientistas alertam que o oxigênio ainda pode desempenhar um papel na limitação do tamanho dos insetos, especialmente em outras partes do corpo ou em estágios iniciais do transporte de oxigênio. Como resultado, a ideia de que o oxigênio restringe o tamanho dos insetos não foi completamente descartada.
No entanto, os novos achados mostram claramente que a difusão de oxigênio dentro das tráqueolas dos músculos de voo não é o fator limitante. Isso significa que os pesquisadores precisam explorar outras explicações para o motivo pelo qual os insetos um dia cresceram tanto.
Fatores possíveis incluem o aumento da predação por vertebrados ou limitações físicas do exoesqueleto dos insetos. Por enquanto, a verdadeira razão por trás do surgimento e desaparecimento de insetos gigantes permanece uma questão em aberto.
