Warum Die Heutigen Kakerlaken Die Größten Überhaupt Sind

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Wenn der sauerstoffgehalt hoch ist, wissen kakerlaken, wo sie ihre energie verbrauchen.

Neue Forschungen haben ergeben, was jeder, der einen Plötzebefall erlebt hat, immer gewusst hat: Kakerlaken sind komisch.

Viele Insekten sind im Vergleich zu ihren uralten Vorfahren sehr klein, aber die größten Kakerlaken, die es je gab, sind heute lebendig und spucken, und Wissenschaftler haben sich lange gefragt, warum dies so ist. Die neue Studie zeigt, dass Kakerlaken in sauerstoffreichen Umgebungen, wie sie vor Millionen von Jahren gefunden wurden, keinen Wachstumsschub erhalten. Stattdessen nutzen Kakerlaken den zusätzlichen Sauerstoff, indem sie ihre Atmungsorgane schrumpfen und ihre Energie auf andere lebenswichtige Gewebe umleiten.

Die Forschung wurde am Montag (1. November) auf der Jahrestagung der Geological Society of America in Denver vorgestellt.

Große Fehler

Viele Insekten werden größer, wenn die Luft um sie herum sauerstoffreich ist. Das liegt daran, dass Insekten durch ihre Haut atmen, indem sie eine Reihe von Schläuchen, so genannte Trachealtuben, verwenden. Wenn der Sauerstoffgehalt ansteigt, können die Röhren schmal sein, aber immer noch genug Sauerstoff liefern, um große Käfer zu versorgen.

Weil sich die Sauerstoffkonzentration der Luft auf der Erde über die Geschichte unseres Planeten hinweg verändert hat, hat dies auch die Größe vieler Insekten. Einige versteinerte Libellen haben Flügelspannweiten von bis zu 28 Zoll (71,1 cm). Heutzutage sorgen niedrigere Sauerstoffwerte dafür, dass Bugs nicht so groß werden können, da ihre Trachealtuben untragbar groß werden müssten, um ausreichend Sauerstoff zu liefern.

Aber Kakerlaken trotzen der sauerstoffgroßen Verbindung: Es gibt keine katzengroßen Kakerlaken im Fossilienbestand. Das macht es schwierig, den Zusammenhang zwischen Sauerstoff und Insektengröße zu verstehen, sagte John VandenBrooks, Postdoktorand der Arizona State University, in einer Erklärung.

"Unser Hauptinteresse ist, wie der Paläo-Sauerstoffgehalt die Entwicklung von Insekten beeinflusst hätte", sagte VandenBrooks.

Um dies herauszufinden, hoben VandenBrooks und seine Kollegen Kakerlaken, Libellen, Heuschrecken, Mehlwürmer, Käfer und andere Insekten unter verschiedenen Sauerstoffkonzentrationen an und reichten von 12 Prozent der Luft (die niedrigsten Sauerstoffkonzentrationen auf der Erde waren bis zu 40 Prozent) (knapp über den höchsten Sauerstoffwerten, die es je gab). Derzeit ist die Luft, die wir atmen, etwa 21 Prozent Sauerstoff.

Die meisten Bugs nahmen mit höheren Sauerstoffanteilen schneller zu, einschließlich der heiklen Libellen, die täglich von Hand gefüttert werden mussten, um zu überleben. Aber Kakerlaken waren anders. Sie wurden nicht größer, und es dauerte doppelt so lange, bis sie erwachsen wurden.

"Es ist das genaue Gegenteil von dem, was wir erwartet hatten", sagte VandenBrooks.

Atmen leicht

Die Forscher untersuchten die Trachealtuben der Kakerlaken genauer. Die Röhrchen waren bei den sauerstofffreien Kakerlaken kleiner. Dies deutet darauf hin, dass Kakerlaken im Gegensatz zu anderen Insekten ihre Ressourcen als Reaktion auf den Sauerstoffgehalt umleiten, so die Forscher. Durch die Abschwächung des Wachstums von Trachealtuben können die Schaben Energie für andere Gewebe bereitstellen, die an Prozessen wie Verdauung und Fortpflanzung beteiligt sind.

Der nächste Schritt besteht darin, die Trachealtuben von Insekten zu untersuchen, die in Bernstein versteinert sind, um festzustellen, ob ihre Größe den Sauerstoffgehalt übersteigt, so VandenBrooks.

"Es gab viele Hypothesen über den Einfluss von Sauerstoff auf die Entwicklung von Tieren, aber niemand hat sie wirklich getestet", sagte VandenBrooks. "Wir haben also einen zweigleisigen Ansatz gewählt: Erstens, moderne Insekten mit unterschiedlichen Sauerstoffwerten und zweitens, fossile Insekten und Veränderungen in der Vergangenheit verstehen."


Videoergänzungsan: So sahen die Insekten vor 300 Millionen Jahren aus.




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