Insectos gigantes de hace 300 millones de a?os

E n el Carbon¨ªfero hab¨ªa moscas enormes, escorpiones descomunales y ara?as del tama?o de una planta de las cintas. Hab¨ªa una colecci¨®n de insectos gigantescos que no volaban, y una criatura de metro y medio semejante a un miri¨®podo, la Arthropleura, que se parec¨ªa a un neum¨¢tico abierto y aplastado. Quiz¨¢ la m¨¢s asombrosa fuera la lib¨¦lula gigante, la Meganeuropsis Permiana, y sus parientes, cuyas alas ten¨ªan una envergadura de 75 cent¨ªmetros. Fueron los insectos m¨¢s grandes que ha habido nunca. Estas grandes especies proliferaron hace unos 300 millones de a?os, cuando buena parte del terreno era frondoso y tropical y hab¨ªa un estallido de plantas vasculares (que m¨¢s tarde formar¨ªan el carb¨®n, y de aqu¨ª el Carbon¨ªfero). Pero las especies gigantescas hab¨ªan desaparecido a mediados del P¨¦rmico tard¨ªo, unos 50 millones de a?os m¨¢s tarde.

Las grandes especies pueden ser s¨®lo el grupo m¨¢s alto de una poblaci¨®n m¨¢s diversa

La concentraci¨®n de ox¨ªgeno atmosf¨¦rico lleg¨® a su m¨¢ximo hace 300 millones de a?os

Los cient¨ªficos han sospechado durante mucho tiempo que el ox¨ªgeno atmosf¨¦rico desempe?¨® un papel esencial tanto en el auge como en la ca¨ªda de estos organismos. Las ¨²ltimas investigaciones de Robert A. Berner, ge¨®logo de la Universidad de Yale, y sus colegas, sobre el antiguo clima refuerzan la idea de un incremento en la concentraci¨®n de ox¨ªgeno -hasta un 35% aproximadamente, en vez del 21% actual- durante el Carbon¨ªfero. Dada la forma en que muchos artr¨®podos obtienen el ox¨ªgeno -directamente a trav¨¦s de conductos de aire diminutos que se ramifican entre sus tejidos, en vez de hacerlo indirectamente a trav¨¦s de la sangre- es posible que los niveles m¨¢s altos del gas permitieran la evoluci¨®n de insectos m¨¢s grandes.

Pero hay otras posibilidades, como una carencia de predadores, por ejemplo. Nadie est¨¢ seguro de por qu¨¦ hubo insectos gigantes. "?sta es una ciencia muy imperfecta. El registro paleontol¨®gico es muy fragmentario", advierte Robert Dudley (Universidad de California en Berkeley). Jon F. Harrison, de la Universidad del Estado de Arizona, afirma: "Pertenece a¨²n al ¨¢mbito de la especulaci¨®n". A pesar de que ha habido muchas investigaciones interesantes, a?ade, "a¨²n no demuestran nada". Algunos cient¨ªficos afirman que estas grandes especies posiblemente no eran nada extraordinario, y de hecho, puede que no fueran gigantes.

David Grimaldi, del Museo Americano de Historia Natural (EE UU) y coautor de un libro de pr¨®xima aparici¨®n sobre la evoluci¨®n de los insectos, observ¨® que la mayor¨ªa de los insectos del Carbon¨ªfero eran muy semejantes en tama?o a los actuales. Pero el registro de f¨®siles tiende a desviarse hacia los grandes espec¨ªmenes sencillamente porque son m¨¢s f¨¢ciles de encontrar.

Aunque existen actualmente cerca de un mill¨®n de especies de insectos, a?ade Grimaldi, durante los 75 millones de a?os aproximadamente que dur¨® el Carbon¨ªfero, en los que las especies aparecieron y se fueron, tuvo que haber muchas m¨¢s. Por tanto, las grandes especies pueden ser s¨®lo el grupo m¨¢s alto de una poblaci¨®n m¨¢s diversa.

Pero la idea de que hubo insectos m¨¢s grandes que los actuales es atractiva, como una lib¨¦lula con unas alas tan anchas como las de algunos halcones (aunque mucho menos s¨®lidas), picoteando en el aire presas m¨¢s peque?as, como hacen las lib¨¦lulas modernas. Durante mucho tiempo, los cient¨ªficos creyeron que un insecto de tal tama?o s¨®lo ser¨ªa capaz de planear, pero ahora la mayor¨ªa de ellos cree que las lib¨¦lulas gigantes volaban de verdad.

"Es bastante evidente que eran voladoras", dice Roy J. Beckemeyer, ingeniero aeron¨¢utico retirado, que ha estudiado lib¨¦lulas modernas y f¨®siles durante a?os. Una de sus especialidades en aeron¨¢utica era la vibraci¨®n aeroel¨¢stica de las alas, la relaci¨®n entre flexi¨®n y torsi¨®n que, en las peores circunstancias, puede hacer que se caigan las alas de un avi¨®n. Las lib¨¦lulas modernas, dice, doblan y tuercen sus alas, lo que les aporta elevaci¨®n y propulsi¨®n.

Seg¨²n Beckemeyer, hay semejanzas en la estructura estriada de las alas de las lib¨¦lulas antiguas y modernas, aunque en las ¨²ltimas la torsi¨®n se produce en la mitad exterior del ala. "En las lib¨¦lulas antiguas, parece que hab¨ªa una torsi¨®n m¨¢s gradual, a lo largo de toda el ala", afirma. "Es probable que no volasen tan deprisa". Sin embargo, incluso un vuelo lento exigir¨ªa una gran actividad muscular en un insecto tan grande, lo que producir¨ªa calor, dice Michael L. May, entom¨®logo de Rutgers, que fue el primero en demostrar que las antiguas lib¨¦lulas debieron de tener alguna forma de disipar el calor adicional. "Si no fuera as¨ª se habr¨ªan cocido vivas", explica.

La falta de restos -s¨®lo suelen fosilizar los tejidos del esqueleto- es un problema para averiguar c¨®mo pod¨ªan existir estas grandes especies. Pero existe m¨¢s certeza sobre el cambio de contenido de ox¨ªgeno en la atm¨®sfera prehist¨®rica a lo largo de millones de a?os.

Una de las formas en que Berner estudia los niveles de ox¨ªgeno es fij¨¢ndose en otro elemento, el carbono, en rocas sedimentarias antiguas. La fotos¨ªntesis toma di¨®xido de carbono de la atm¨®sfera y lo convierte en ox¨ªgeno, que se libera, y materia org¨¢nica, que se incorpora a la planta. Las plantas mueren y se corrompen y son enterradas, dice Berner, "y por cada carbono que entierras dejas atr¨¢s un ox¨ªgeno". Por tanto, durante el Carbon¨ªfero, al ir extendi¨¦ndose las plantas, hab¨ªa menos di¨®xido de carbono y m¨¢s ox¨ªgeno. Berner ha calculado que la concentraci¨®n de ox¨ªgeno alcanz¨® su punto m¨¢ximo de aproximadamente un 35% hace 300 millones de a?os. Descendi¨® bruscamente a finales del P¨¦rmico, hace unos 250 millones de a?os, el momento de la mayor extinci¨®n en masa de la historia del planeta.

Para determinar si todo ese ox¨ªgeno adicional pudo haber producido lib¨¦lulas gigantes y otros bichos por el estilo, varios investigadores recurren a los insectos modernos. Los insectos respiran a trav¨¦s de agujeros, llamados espir¨¢culos, que est¨¢n unidos a tubos huecos o tr¨¢queas. Las tr¨¢queas se ramifican en tubos m¨¢s y m¨¢s peque?os y el ox¨ªgeno se difunde a trav¨¦s de ellos, alimentando todo el cuerpo del insecto.

A los niveles actuales de ox¨ªgeno, existe un l¨ªmite general de longitud de dichos tubos traqueales, por encima del cual el nivel de ox¨ªgeno es inadecuado. Esto limita el tama?o del insecto. Un enfoque de estudio, dice Harrison, consiste en determinar si a los insectos grandes les resulta m¨¢s dif¨ªcil obtener el ox¨ªgeno. De ser as¨ª, los niveles m¨¢s altos de ox¨ªgeno les resultan beneficiosos y se podr¨ªa afirmar que los insectos m¨¢s grandes tuvieron una ventaja evolutiva en aquella atm¨®sfera. Pero Harrison explica que la mayor parte de sus experimentos con saltamontes y lib¨¦lulas no respaldan la idea de que el alto niveles de ox¨ªgeno suponga una diferencia.

Para empezar, dice, los insectos m¨¢s grandes no respiran ¨²nicamente a trav¨¦s de difusi¨®n pasiva. Hay alguna forma de bombeo que crea diferencias de presi¨®n que hacen que el aire fluya a trav¨¦s de los tubos, llegando m¨¢s lejos que con la simple difusi¨®n.

Sin embargo, otra investigaci¨®n ha demostrado que una mayor concentraci¨®n de ox¨ªgeno produce alg¨²n efecto sobre el tama?o de un organismo. Los estudios de invertebrados marinos, por ejemplo, indican una correlaci¨®n entre las especies m¨¢s grandes y las aguas fr¨ªas, m¨¢s ricas en ox¨ªgeno: b¨¢sicamente, cuanto m¨¢s ox¨ªgeno hay en el agua mayores son las criaturas.

Dudley y otros han hecho experimentos con moscas del vinagre y otros insectos en ambientes ricos en ox¨ªgeno. Unos han registrado un aumento de tama?o; otros, no. Dudley se ha centrado en la presi¨®n porque, adem¨¢s de una mayor concentraci¨®n de ox¨ªgeno, la atm¨®sfera del Carbon¨ªfero tendr¨ªa una cantidad mucho mayor de este gas. "Las plantas estaban bombeando ox¨ªgeno a la atm¨®sfera", dice. La cantidad de nitr¨®geno no se habr¨ªa reducido, as¨ª que la presi¨®n tendr¨ªa que haber aumentado. Aunque los resultados no se han publicado a¨²n, sus experimentos con moscas a presiones elevadas muestran un 20% de incremento de la masa corporal en un lapso de cinco generaciones.

Pero ?por qu¨¦ una mayor cantidad de ox¨ªgeno produce insectos m¨¢s grandes? Una idea, dice Harrison, es que el ox¨ªgeno puede ser un desencadenante de la muda. Antes de desprenderse de la piel, explica, los invertebrados suelen duplicar su peso. Durante este periodo, sus espir¨¢culos y tr¨¢queas son de tama?o pre-muda, pero podr¨ªan utilizar mucho m¨¢s ox¨ªgeno para crecer. Por eso la atm¨®sfera antigua pudo haber permitido un mayor crecimiento. ?ste podr¨ªa ser el mecanismo. O quiz¨¢ no.

? The New York Times.