Há trezentos milhões de anos, a Terra não se parecia com agora. Os continentes foram combinados em um enorme supercontinente chamado Pangea. Não muito longe do equador, vastas florestas pantanosas de carvão espalham-se pelas bordas. Os níveis de oxigênio na atmosfera eram muito mais elevados do que hoje e os incêndios florestais eram frequentes.
A vida era abundante em todos os ambientes. Os oceanos estavam repletos de peixes e a terra era o lar de anfíbios, dos primeiros répteis, de artrópodes rastejantes e até de baratas gigantes. Acima, o céu pertencia a insetos, alguns dos quais atingiam proporções surpreendentes.
Libélulas com grande envergadura
Entre esses insetos pré-históricos estavam espécies de efeméridas com envergadura de 17 polegadas (45 cm) e criaturas semelhantes a libélulas que atingiam 27 polegadas (70 cm). Esses insetos gigantes, muitas vezes chamados de “grifos”, foram identificados pela primeira vez a partir de fósseis encontrados em rochas sedimentares de granulação fina no Kansas, há quase um século.
Durante décadas, os cientistas acreditaram que estes enormes insectos só poderiam existir porque os níveis de oxigénio na atmosfera eram cerca de 45% mais elevados do que são hoje. Um novo estudo desafia agora esta ideia de longa data.
A teoria do oxigênio por trás dos insetos gigantes
Na década de 1980, os pesquisadores desenvolveram métodos que lhes permitiram reconstruir a composição da atmosfera antiga. Os seus resultados mostraram que os níveis de oxigénio atingiram o pico há cerca de 300 milhões de anos.
Com base nesta descoberta, um estudo de 1995 publicado na Nature relacionou este período rico em oxigénio à presença de insectos gigantes. Os cientistas levantaram a hipótese de que os insetos maiores requerem mais oxigênio e que níveis mais elevados de oxigênio na atmosfera tornam possível o seu tamanho.
Essa explicação foi baseada 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 por todo o corpo e terminam em pequenas estruturas chamadas traqueolas. O oxigênio se move através dessas traqueolas por difusão, descendo gradientes de concentração para alcançar os músculos de voo.
Como a difusão se torna menos eficiente em longas distâncias, os investigadores concluíram que os actuais níveis de oxigénio não seriam suficientes para suportar as necessidades energéticas de insectos voadores extremamente grandes.
Novas pesquisas desafiam suposições de longa data
Um novo estudo publicado em Natureza oferece uma perspectiva diferente. Uma equipa de investigação liderada por Edward (Ned) Snelling, da Universidade de Pretória, utilizou microscopia electrónica de alta potência para examinar como o tamanho do corpo de um insecto se correlaciona com o número de traqueolas na sua musculatura de voo.
Suas descobertas mostraram que, na maioria das espécies de insetos, as traqueolas normalmente ocupam apenas cerca de 1% ou menos do músculo do vôo. Mesmo que esta dependência seja aplicada aos enormes grifos que viveram há 300 milhões de anos, a proporção permanece pequena.
Isto sugere que os músculos de voo dos insetos não são limitados pela disponibilidade de oxigênio. Como as traqueolas ocupam tão pouco espaço, os insetos podem, teoricamente, aumentar o seu número sem sérias restrições estruturais.
Evidências de insetos modernos
“Se o oxigénio atmosférico estabelecer um limite para o tamanho máximo do corpo dos insectos, então deverá haver evidência de compensação ao nível das traqueolas”, disse o autor principal Edward (Ned) Snelling, professor associado da Faculdade de Medicina Veterinária da Universidade de Pretória. “Há alguma compensação em insetos maiores, mas é trivial no grande esquema das coisas”.
Apoiando ainda mais esta ideia, os investigadores compararam insectos com vertebrados. Nas aves e nos mamíferos, os capilares do músculo cardíaco ocupam cerca de dez vezes mais espaço do que as traqueolas do músculo de vôo dos insetos.
“Em comparação, os capilares no músculo cardíaco de aves e mamíferos ocupam cerca de dez vezes mais espaço relativo do que as traqueolas na musculatura de voo dos insectos, por isso deve haver um grande potencial evolutivo para um maior investimento em traqueolas se o transporte de oxigénio limitar o tamanho do corpo”, disse o professor Roger Seymour, da Universidade de Adelaide.
O mistério do tamanho gigantesco dos insetos permanece
Alguns cientistas alertam que o oxigénio ainda pode desempenhar um papel na limitação do tamanho dos insectos, particularmente noutras partes do corpo ou nas fases iniciais do transporte de oxigénio. Como resultado, a ideia de que o oxigênio restringe o tamanho dos insetos não foi completamente descartada.
No entanto, novas descobertas mostram claramente que a difusão de oxigênio nas traqueolas musculares de voo não é o fator limitante. Isto significa que os investigadores devem explorar outras explicações para a razão pela qual os insectos cresceram tanto.
Os possíveis fatores incluem aumento da predação de vertebrados ou limitações físicas do exoesqueleto do inseto. No momento, a verdadeira razão para o crescimento e desaparecimento de insetos gigantes permanece em aberto.
