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体長2フィートのトンボが見られなくなった理由の説明は失敗に終わる

3億年前、古生代後期の空は巨大な昆虫で賑わっていました。 メガネウロプシス・ペルミアナ現代のトンボに似た捕食性の昆虫で、翼を広げると70センチメートル以上、体重は100グラムでした。生物学者たちはこれら古代の巨大生物を観察し、なぜ昆虫がこれほど大きくならなくなったのかを尋ねました。 30 年前、彼らは「酸素制約仮説」として知られる答えを導き出しました。 私たちは何十年もの間、昆虫の呼吸システムは哺乳類、鳥類、爬虫類の呼吸システムより効率が悪いため、タカほどの大きさのトンボは生き残るために酸素を多く含んだ空気を必要とすると考えていました。大気中の酸素レベルが低下すると、巨大な昆虫を養うのに十分な酸素がなくなりました。 「これはシンプルで洗練された説明です」とプレトリア大学の獣医学教授、エドワード・スネリング氏は言う。 「しかし、それは間違いです。」 昆虫の呼吸 哺乳類とは異なり、昆虫には中央に集中した一対の肺や、組織に酸素を豊富に含む血液を供給する閉鎖循環系がありません。 「彼らは気管系と呼ばれる内部に埋め込まれた管を通して呼吸します」とスネリング氏は説明した。 空気は、気門と呼ばれる外骨格にある特殊な舷窓を通って昆虫の体内に入ります。そこから、より大きな管である気管を下って進み、気管は徐々に分岐して、気管として知られる顕微鏡的に細い、終わりのない管になります。これらの気管は昆虫の組織の奥深くに埋め込まれており、隣接する細胞のミトコンドリアが気管の隣に集まっています。 昆虫は体を曲げることによって、大きな気管に活発に空気を送り込んだり、そこから空気を送り出したりすることができますが、この活発なポンピングはラインの最後、小さな気管で停止します。ここで、酸素の送達は受動的拡散に依存して、最終障壁を通過して組織内に入ります。 拡散の問題は、悪名高いほど遅いことです。酸素制約仮説は、昆虫が大きくなるほど、最も深部の組織に到達するために酸素がより遠くまで移動しなければならないと主張しました。 「昆虫がどんどん大きくなるにつれて、拡散の課題はさらに大きくなります」とスネリング氏は言う。 筋肉の窒息を防ぐために、より大きな昆虫は酸素の供給を維持するためにかなり広い、またははるかに多くの気管を必要とするでしょう。これは、構造的な転換点が存在する必要があることを意味します。昆虫が大きくなりすぎると、筋肉に酸素を供給するために必要な呼吸管の体積が物理的なスペースを占有しすぎます。気管は、エネルギーを供給しようとしていた筋肉繊維そのものを密集させ、昆虫の飛行能力を著しく損なうことになります。 #体長2フィートのトンボが見られなくなった理由の説明は失敗に終わる