Perché 300 milioni di anni fa questi insetti diventarono grandi come uccelli? Secondo una nuova ricerca fu per evitare un'overdose di ossigeno.300 milioni di anni fa, durante il Carbonifero, il cielo era dominato da libellule e altri insetti grandi come gabbiani. Il perchè delle loro dimensioni è rimasto per lungo tempo un mistero.

Secondo la teoria più accreditata, questi antichi insetti diventarono dei giganti grazie ad un surplus di ossigeno nell'atmosfera terrestre. Una nuova ricerca sembra però confermare il detto che il troppo... stroppia! Secondo lo studio infatti gli insetti più giovani, allo stadio larvale, sarebbero stati costretti ad aumentare le loro dimensioni, e questo proprio per evitare un avvelenamento da ossigeno.

"L'ossigeno ha degli effetti sugli insetti adulti, ma le sue ripercussioni sono molto più marcate sulle larve", spiega Wilco Verberk, della Plymouth University e co-autore dello studio. "Ecco perchè puntare l'attenzione sulle larve ci potrebbe aiutare a capire prima di tutto perchè esistevano insetti così grandi, e poi perchè scomparvero".

Ossigeno tossico

Le libellule e gli scarafaggi giganti sono molto diffusi tra fossili del Carbonifero, il periodo che va dai 359 ai 299 milioni di anni fa. In quel periodo, lo sviluppo in aree pianeggianti di vaste foreste paludose determinò un importante aumento dei livelli di ossigeno atmosferico, che raggiunse valori dal 30 al 50 per cento più elevati di quelli attuali.

E proprio in questi ambienti ricchi di ossigeno, secondo le precedenti teorie sul gigantismo, gli insetti adulti raggiunsero dimensioni sempre maggiori e senza grandi dispendi di energia.

Con il loro studio, Verberk e il collega David Bilton hanno invece puntato l'attenzione sugli effetti che le variazioni dei livelli di ossigeno hanno sulle larve dei plecotteri, l'ordine a cui appartengono anche le libellule. Durante il Carbonifero, le alte concentrazioni di ossigeno nell'aria si riflettevano in elevate concentrazioni anche nell'acqua, l'ambiente di crescita delle larve di libellula.

I risultati della ricerca dimostrano che le larve dei plecotteri sono molto più sensibili alle fluttuazioni di ossigeno rispetto agli individui adulti. Questa diversa sensibilità potrebbe dipendere dal fatto che, in genere, le larve degli insetti assorbono l'ossigeno direttamente attraverso la pelle. In questo modo non riescono a esercitare un controllo efficace sulla quantità di gas che assorbono. Al contrario, gli insetti adulti riescono a regolare l'assorbimento dell'ossigeno grazie all'apertura o alla chiusura di valvole specifiche, gli spiracoli tracheali.

L'ossigeno, elemento cruciale per la vita, se assunto in grandi quantità può però rivelarsi tossico: negli esseri umani un eccesso di ossigeno causa danni a livello cellulare, provocando nausea, danni alla vista, difficoltà respiratorie e convulsioni.

Molto probabilmente anche le larve degli insetti preistorici assorbivano l'ossigeno dall'acqua, in maniera passiva e senza una buona capacità di regolazione. Una condizione potenzialmente pericolosa, come accadde appunto nel Carbonifero, quando le concentrazioni di ossigeno diventarono elevate.

Una soluzione efficace nel diminuire il rischio di un'intossicazione da ossigeno potrebbe essere stata quello di aumentare le proprie dimensioni. Se mettiamo a confronto due larve, una grande e una piccola, la larva più grande assorbirà una percentuale minore di gas. Questo perchè, "se un organismo diventa più grande, la sua area superficiale diminuirà rispetto al suo volume", spiega Verberk.

Meno ossigeno, scarso rendimento?

Questa nuova teoria potrebbe inoltre spiegare come gli insetti giganti siano riusciti a sopravvivere nonostante l'abbassamento della concentrazione di ossigeno nell'atmosfera terrestre.

Secondo Verberk, anche se è stato l'ossigeno a spingere verso l'evoluzione di forme giganti di insetti, questo non significa che concentrazioni minori di ossigeno inducano una morte immediata. Piuttosto, questa diminuizione potrebbe aver compromesso le performance degli insetti più grandi, rendendoli più lenti nel volo. "Proprio queste prestazioni ridotte, potrebbero aver favorito altre specie di insetti nella competizione con questi giganti", conclude Verberk.

L'articolo sugli insetti giganti è pubblicato sull'edizione online di PLoS ONE.