Американские ученые из Университета штата Аризона под руководством Джона ван ден Брукса решили проверить эту гипотезу экспериментальным путем.
Ученые поставили перед собой задачу определить, как количество кислорода влияет на эволюцию и физиологические особенности различных видов. При изучении окаменелостей, обнаруженных в палеонтологических раскопках, Джон ван ден Брукс столкнулся с очевидной трудностью: как определить, что происходило в древности, если мы точно не знаем, как обстоит дело сейчас?
Сначала ученый намеревался провести эксперимент на крокодилах, как одних из самых древних животных. К сожалению, для взросления этим созданиям нужно 17 лет. Поэтому исследователь обратил внимание на насекомых, жизненный цикл которых значительно короче. Его группа начала выращивать в лаборатории стрекоз, тараканов, кузнечиков.
Участниками первых экспериментов стали жуки и плодовые мушки. Плодовые мушки в среде с высоким содержанием кислорода значительно увеличились в размерах. Успех опыта окрылил ученых, и они продолжили эксперименты.
Сложнее всего было со стрекозами, ведь эти красивые насекомые – хищники, и им необходима охота. Удалось вырастить только 75 особей, по 25 в каждой из трех групп. Группы подразделялись по концентрации кислорода. Самое высокое количество этого газа в воздухе из известных показателей – 31 %, современный уровень – 21 % и, наконец, самый низкий из известных показателей – 12 %. При наиболее высоком содержании кислорода стрекозы выросли на 15 % крупнее, чем в обычных условиях. При низких содержаниях кислорода насекомые уменьшились на 20 %. Даже руководствуясь этими цифрами, можно делать предположение об изменениях кислородного состава на нашей планете.
С тараканами, гораздо менее прихотливыми созданиями, удалось поработать в семи группах: от 12 % до 40 % содержания кислорода.
Почти все группы «подопытных» в атмосфере, перенасыщенной кислородом, росли значительно быстрее. При более низком уровне кислорода у большинства видов (10 из 12) отмечалось уменьшение размеров. Это также соответствовало первоначальным предположениям.
Однако тараканы удивили ученых. При наиболее высокой концентрации кислорода они росли в два раза медленнее. Почему? Исследователи параллельно занялись и этим вопросом. Трахейные трубки «экспериментальных» тараканов, используемые для дыхания, значительно меньше. То есть, по сути, насекомые приспособились и поглощают практически такое же количество кислорода, как и в современном мире. А при сниженной концентрации кислорода их трахейные трубки значительно увеличиваются.
Впрочем, кислород все же оказал влияние на физиологическое развитие тараканов. При высоком содержании кислорода они более активно размножались. Эти результаты были получены в 2010 году.
Работы ученых продолжаются. Исследователи намерены тщательно изучить «ископаемых» тараканов, например тех, которые сохранились в янтаре. Они уверены: это может привести к получению новой информации об эволюции на планете. Ведь в зависимости от толщины трахей у тараканов прошлого можно определить количество кислорода в окружающей среде тысячелетия назад.
Джон ван ден Брукс обнаружил в янтаре насекомых, у которых сохранились трахеи, и смог их измерить. В настоящее время он занимается исследованием поведения насекомых в среде, богатой кислородом. Для этих целей используются высокоскоростные камеры наблюдения, точнейшие электронные весы и другие технические новинки.
Защитим тех, кто слабее нас!
К сожалению, в процессе развития энтомологии пострадали очень многие виды безвредных и полезных насекомых. Происходило это в результате непродуманной хозяйственной деятельности человека, попыток избавиться от сельскохозяйственных вредителей с помощью недостаточно исследованных химических средств и по многим другим причинам.
Общественность осудила Альдрованди – ведь подобные воззрения противоречили не только выводам Аристотеля, но и не совпадали с библейскими постулатами. Следовало придерживаться теории самозарождения насекомых, а мнение, что насекомые появляются из яиц, противоречило ей. В связи с этим Альдрованди только чудом спасся от инквизиции.