Circa 300 milioni di anni fa, durante il Carbonifero, la Terra era un mondo molto diverso da quello di oggi. Immense foreste paludose ricoprivano il supercontinente Pangea e nei cieli volavano insetti dalle dimensioni impressionanti come Meganeuropsis permina, una libellula che poteva avere un'apertura alare di circa mezzo metro.
Per decenni gli scienziati si sono chiesti cosa avesse permesso a questi animali di raggiungere dimensioni così estreme e oggi ormai scomparse. La risposta più diffusa sembrava semplice: nell’atmosfera di allora c'era molto più ossigeno rispetto a oggi. Durante il Carbonifero, infatti, l'ossigeno rappresentava circa il 30% dell'aria (oggi è intorno al 21%). Più ossigeno, secondo questa ipotesi, significava più "carburante" per il corpo e quindi la possibilità di crescere di più.
Questa idea è diventata quasi un dogma per spiegare il gigantismo degli insetti e di altri artropodi del passato, ma un nuovo studio pubblicato recentemente sulla rivista Nature mette seriamente in discussione questa spiegazione.
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Come respirano gli insetti
Per capire la nuova teoria bisogna però fare un passo indietro. A differenza di noi vertebrati, gli insetti non hanno polmoni e non trasportano ossigeno nel sangue. Respirano quasi tutti attraverso una rete di sottilissimi "tubi", chiamati trachee e tracheole, che portano direttamente l'ossigeno ai tessuti. Ai lati del corpo – sulla "corazza" che forma l'esoscheletro – ci sono delle piccole aperture, chiamate stigmi o spiracoli, che si aprono per comunicare con l'esterno.
Questo sistema funziona per diffusione: l'ossigeno si muove spontaneamente dall'esterno verso l'interno del corpo. È un processo relativamente semplice, ma lento, e proprio per questo si è sempre pensato che limitasse le dimensioni degli insetti. Più un corpo è grande, più lunga è la distanza che l'ossigeno deve percorrere.
Insetti gianti: più ossigeno nell'aria non basta a spiegare le dimensioni
Questo nuovo studio ha analizzato più nel dettaglio i muscoli del volo di 44 specie di insetti moderni di varie dimensioni – tra cui coleotteri, vespe e cavallette – utilizzando microscopi elettronici ad altissima risoluzione. I ricercatori hanno poi misurato quanto spazio occupano le tracheole nei muscoli, cioè quanta "infrastruttura" respiratoria è dedicata a portare ossigeno.
Il risultato è stato inaspettato: indipendentemente dalle dimensioni dell'insetto, le tracheole occupano sempre meno dell'1% del volume muscolare. Questo significa che anche gli insetti più grandi di oggi non investono molto di più nella respirazione rispetto a quelli piccoli. A quel punto gli scienziati hanno applicato lo stesso modello alla gigantesca Meganeuropsis permina. Il risultato? Anche questo insetto preistorico aveva probabilmente una quantità di tracheole simile, sempre inferiore all'1% dei muscoli.
Questa scoperta suggerisce che gli insetti del passato non utilizzavano più ossigeno, in proporzione, rispetto a quelli moderni. Anche se nell'aria ce n'era di più, non sembra che questo si traducesse in un sistema respiratorio molto più sviluppato. Questo significa che l'idea "più ossigeno nell’aria = insetti più grandi" potrebbe essere troppo semplicistica. E secondo gli autori, questa ipotesi – diffusa almeno dagli anni 60 – oggi non regge più alla prova dei dati.
Allora perché erano così grandi?
Perché gli insetti del passato sono diventati giganti: l'ipotesi dell'assenza di predatori
Una delle spiegazioni più plausibili secondo gli autori riguarda i predatori. Durante il Carbonifero non esistevano ancora uccelli né pipistrelli (e neppure rettili volanti), oggi tra i principali cacciatori di insetti volanti. E in un mondo con meno predatori specializzati a cacciare in volo, crescere di dimensioni poteva essere un vantaggio, o almeno non uno svantaggio. Con la comparsa dei predatori alati più grossi e abili, però, essere grandi è diventato sempre più rischioso: un insetto grande è più facile da individuare e catturare.
La pressione selettiva dei predatori alati potrebbe quindi aver contribuito, nel tempo, a guidare l'evoluzione degli insetti, "ridimensionadoli" e favorendo quelli piccoli e difficili da catturare. Il nuovo studio non dà però una risposta definitiva, ma cambia radicalmente il modo in cui guardiamo al passato. L'ossigeno potrebbe aver avuto un ruolo, ma probabilmente non è stato il fattore decisivo.
E gli insetti giganti del passato tornano così a essere una storia ancora tutta da capire e da scrivere.
