Antes de que los pájaros o los murciélagos alzaran el vuelo, los cielos estaban llenos de insectos, y algunos de ellos eran enormes. Hace unos 300 millones de años, criaturas parecidas a libélulas con envergaduras que alcanzaban los 70 centímetros (27 pulgadas), casi el ancho de un halcón moderno, volaban sobre bosques pantanosos. Estas “moscas grifo” vivían en un mundo moldeado por pantanos de carbón, frecuentes incendios forestales y niveles de oxígeno mucho más altos que los actuales.
Durante mucho tiempo se pensó que esos niveles elevados de oxígeno explicaban cómo los insectos alcanzaron tamaños tan masivos. Pero una nueva investigación, publicada en Nature, desafía esa idea, sugiriendo que estos gigantes pueden no haber dependido del oxígeno tanto como los investigadores alguna vez creyeron.
“Si el oxígeno atmosférico realmente establece un límite en el tamaño corporal máximo de los insectos, entonces debería haber evidencia de compensación a nivel de las traqueolas”, dijo el autor principal Edward Snelling en un comunicado de prensa.
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Cómo se pensaba que los niveles de oxígeno impulsaban el tamaño de los insectos gigantes
Comparación del músculo de vuelo de los insectos (izquierda) con el tejido cardíaco de los mamíferos (derecha).
(Crédito de la imagen: Antoinette Lensink y Edward Snelling)
La teoría del oxígeno tenía sentido intuitivo. Los insectos no respiran como lo hacen los mamíferos. En lugar de pulmones, dependen de una red ramificada de tubos llenos de aire llamados tráqueas, que transportan oxígeno directamente a sus tejidos. En la escala más pequeña, el oxígeno se difunde a través de tubos aún más finos (traqueolas) hacia las células musculares, incluidas aquellas que impulsan el vuelo.
Debido a que este sistema depende de la difusión, los investigadores asumieron que tendría dificultades para suministrar suficiente oxígeno para soportar cuerpos muy grandes, especialmente para vuelos que consumen mucha energía.
Esa idea comenzó a tomar forma en la década de 1980, cuando nuevas técnicas permitieron a los geoquímicos reconstruir la composición de atmósferas antiguas. Sus hallazgos mostraron que los niveles de oxígeno eran significativamente más altos hace unos 300 millones de años, alrededor de un 45 por ciento más que en la actualidad.
En la década de 1990, los investigadores relacionaron esos elevados niveles de oxígeno con la evidencia fósil de insectos gigantes, proponiendo que los cuerpos más grandes necesitarían más oxígeno para alimentar el vuelo. El momento coincidió y la idea rápidamente se convirtió en la principal explicación de por qué los insectos alguna vez alcanzaron tamaños tan masivos.
Bajo ese marco, insectos del tamaño de moscas grifo no deberían poder existir hoy.
Una mirada más cercana al interior de los músculos de vuelo
El nuevo estudio revisa esa suposición al examinar cómo se suministra realmente el oxígeno dentro de los músculos de vuelo de los insectos.
Utilizando microscopía electrónica de alta potencia, los investigadores midieron cuánto espacio ocupan las traqueolas dentro del tejido muscular en una variedad de tamaños de insectos y extendieron esos hallazgos a las moscas grifo del pasado.
Lo que encontraron fue que las traqueolas ocupan alrededor del 1 por ciento o menos del espacio dentro de los músculos de vuelo, incluso en insectos grandes.
Eso significa que hay un espacio considerable no utilizado que, en teoría, podría llenarse con estructuras adicionales de suministro de oxígeno si fuera necesario. En comparación, los capilares de los músculos del corazón de aves y mamíferos ocupan aproximadamente 10 veces más espacio.
“Se produce cierta compensación en insectos más grandes, pero es trivial en el gran esquema de las cosas”, dijo Snelling.
En otras palabras, los insectos no parecen estar luchando contra un límite estricto de oxígeno, al menos no dentro de sus músculos de vuelo.
Si no es oxígeno, ¿entonces qué?
Los hallazgos no descartan por completo que el oxígeno sea un factor. Algunos científicos sugieren que las limitaciones en otras partes del cuerpo, como la forma en que el oxígeno se mueve a través de las vías respiratorias más grandes, aún podrían influir.
Pero los nuevos datos muestran que es poco probable que la difusión dentro de las traqueolas de los músculos de vuelo sea el cuello de botella que los investigadores alguna vez supusieron.
Eso abre la puerta a otras explicaciones de por qué los insectos antiguos crecieron tanto y por qué los modernos no.
Una posibilidad es estructural. A medida que los insectos crecen, sus exoesqueletos deben soportar un mayor peso, lo que puede imponer límites físicos al tamaño. Otra es ecológica: el aumento de los depredadores vertebrados puede haber hecho que ser grande sea más una desventaja que una ventaja.
Por ahora, los insectos del Paleozoico siguen siendo un misterio. Pero la antigua explicación de que simplemente necesitaban más oxígeno está empezando a parecer menos segura.
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