Kas nulemia maksimalų vabzdžių dydį?
26 views
Skip to first unread message
Andrej S
Dec 22, 2008, 12:57:19 PM12/22/08
to G-mokslai
Kaip jau daugelis žinote, kai kuriuose laikotarpiuose praeityje, vabzdžiai (ir kiti nariuotakojai) būdavo kur kas didesni nei jie yra dabar (holocene). Karbono ir permo periodų metu egzistavo milžiniški, vanago dydžio (sparnų tarpugalis iki 70 cm) laumžirgiams giminingi vabzdžiai, kurie priklausė išmirusiam būriui Protodonata . Taip pat karbono periodo metu egzistavo milžiniški šimtakojų giminaičiai, kurie priklausė išmirusiai Arthropleuridea klasei (jų ilgis siekė iki 2,6 metrų). Plačiausiai žinoma ir labiausiai priimama hipotezė aiškinanti tokį paleozojaus vabzdžių gigantiškumą, bei dabartinių mažumą, remiasi deguonies koncentracijos pokyčiais. Vabzdžiai turi neefektyvią kvėpavimo sistemą (didelių dydžių atžvilgiu), nes jų kvėpavimas vyksta tiesiogiai deguoniui difuziškai patenkant į vidinius organus per trachėjas. T. y. jie neturi efektyvios deguonies kaupimo ir transportavimo sistemos. Dėl to anksčiau buvo manoma kad dabartiniai didžiausi vabzdžiai yra pasiekę maksimalų dydžio limitą savo sandaros atžvilgiu. Tačiau, kaip mes matome, fosilijos sako ką kitą. Ir buvo iškelta hipotezė, kad aukštesnės nei dabar deguonies koncentracijos atmosferoje buvusios nuo devono iki permo periodo galėjo nulemti, šių difuziškai kvėpuojančių organizmų gigantizmą.
Tarptautinio paleontologijos ir stratigrafijos žurnalo "Lethaia" paskutiniame numeryje išėjo straipsnis skirtas šiai problemai. Pačio tyrimo tikslas - kontroliuojančių faktorių, kurie nulemia maksimalų vabzdžių dydį įvertinimas. Japonų autorius - Rioko Okadžima (Ryoko Okajima), bandė patikrinti hipotezę, apie tai kad maksimalų vabzdžių dydį, visos jų istorijos eigoje, nulemia istoriškai susiklostę deguonies koncentracijos pokyčiai. Šio tyrimo metu buvo sukurtas alometrinis modelis, kurio dėka buvo nustatyta kiek deguonies reikia tam kad galėtu funkcionuoti tam tikro dydžio vabzdys. Vėliau, remiantis paleoatmosferinių tyrimų duomenimis, buvo nustatyta kokį maksimalų teorinį dydį galėjo pasiekti vabzdžiai, esant duotoms deguonies koncentracijoms, priimant kad deguonis yra pagrindinis maksimalų dydį apribojantis faktorius. Vėliau, šie apskaičiuoti maksimalus teoriniai dydžiai buvo palyginti su žinomais iš paleontologinių duomenų vabzdžių dydžiais. Tyrimo metu buvo priimta kad atmosferos slėgis buvo lygus dabartiniam slėgiui (100 Kpa). Tyrimo metu paaiškėjo kad empirinių ir teorinių duomenų palyginimas rodo didelius nukrypimus kitimuose. Pradžioje (Karbono periode), vabzdžių dydis buvo didesnis nei teoriškai nuspėta, vėliau empirinis dydis buvo kur kas mažesnis nei teorinis. Ir nors prasidėjus juros periodui, deguonies koncentracija vėl pradėjo augti po prieš tai buvusio sumažėjimo, vabzdžiai išliko maži. Todėl, kaip manoma deguonies koncentracija, nėra vienintelis vabzdžių dydį kontroliuojantis faktorius jų istorijoje. Kaip kiti galimi faktoriai nuliamentys maksimalų vabzdžių dydį, autoriaus nuomone gali būti: 1 konvekcija vabzdžių respiracinėje sistemoje, 2 Atmosferos tankis ir temperatūra, 3 Skirtumai kūno formoje tarp Protodonata (išmirę milžiniški laumžirgių giminaičiai) ir Odonata (laumžirgiai), 4 Skraidančių stuburinių įtaka. Kaip manoma, paskutinis faktorius turėjo didžiausią įtaką po-paleozojinei vabzdžių dydžių evoliucijai, nes nuo juros periodo deguonies koncentracijos didėjo o maksimalus vabzdžių dydis mažėjo. Tai, kaip manoma, yra susiję su pterozaurų ir paukščių atsiradimu ir įsigalėjimu.
Prisegtame faile (Vabzdziu_Dydziai.JPG), storos linijos nurodo teorines maksimalaus dydžio ribas, apskaičiuotas remiantis dviem dabartiniais standartais (Curve 1 ir Curve 2), punktyrinės linijos nurodo 95 % pasikliauties intervalus surastus naudojant butstrapingo procedūrą, balti taškai nurodo maksimalų Protodonatą dydį, juodi taškai nurodo maksimalų Odonata dydį remiantis fosilijų radiniais. Kaip matome iš šioje diagramoje, pradžioje egzistavę paleontologiniame metraštyje rasti (empiriniai) individai yra didesni nei teorinės apskaičiuotos ribos numato, vėliau, pradedant nuo triaso periodo matomas vien tiktai monotoniškas maksimalaus kūno dydžio mažėjimas, nepaisant teorinės ribos padidėjimo.
Nuorodos:
The controlling factors limiting maximum body size of insects - Straipsnis tarptautiniame paleontologijos ir stratigrafijos žurnale "Lethaia" apie vabzdžių maksimalaus dydžio evoliucijos priežastys.
A.P.Rasnitsyn, D.L.J. Quicke (eds.). History of insects. 2002. 530 p. (djvu, 23 Mb) - Fundamentinis (ir pats pilniausias) veikalas apžvelgiantis visos vabzdžių klasės istoriją.
--
AS
Tarptautinio paleontologijos ir stratigrafijos žurnalo "Lethaia" paskutiniame numeryje išėjo straipsnis skirtas šiai problemai. Pačio tyrimo tikslas - kontroliuojančių faktorių, kurie nulemia maksimalų vabzdžių dydį įvertinimas. Japonų autorius - Rioko Okadžima (Ryoko Okajima), bandė patikrinti hipotezę, apie tai kad maksimalų vabzdžių dydį, visos jų istorijos eigoje, nulemia istoriškai susiklostę deguonies koncentracijos pokyčiai. Šio tyrimo metu buvo sukurtas alometrinis modelis, kurio dėka buvo nustatyta kiek deguonies reikia tam kad galėtu funkcionuoti tam tikro dydžio vabzdys. Vėliau, remiantis paleoatmosferinių tyrimų duomenimis, buvo nustatyta kokį maksimalų teorinį dydį galėjo pasiekti vabzdžiai, esant duotoms deguonies koncentracijoms, priimant kad deguonis yra pagrindinis maksimalų dydį apribojantis faktorius. Vėliau, šie apskaičiuoti maksimalus teoriniai dydžiai buvo palyginti su žinomais iš paleontologinių duomenų vabzdžių dydžiais. Tyrimo metu buvo priimta kad atmosferos slėgis buvo lygus dabartiniam slėgiui (100 Kpa). Tyrimo metu paaiškėjo kad empirinių ir teorinių duomenų palyginimas rodo didelius nukrypimus kitimuose. Pradžioje (Karbono periode), vabzdžių dydis buvo didesnis nei teoriškai nuspėta, vėliau empirinis dydis buvo kur kas mažesnis nei teorinis. Ir nors prasidėjus juros periodui, deguonies koncentracija vėl pradėjo augti po prieš tai buvusio sumažėjimo, vabzdžiai išliko maži. Todėl, kaip manoma deguonies koncentracija, nėra vienintelis vabzdžių dydį kontroliuojantis faktorius jų istorijoje. Kaip kiti galimi faktoriai nuliamentys maksimalų vabzdžių dydį, autoriaus nuomone gali būti: 1 konvekcija vabzdžių respiracinėje sistemoje, 2 Atmosferos tankis ir temperatūra, 3 Skirtumai kūno formoje tarp Protodonata (išmirę milžiniški laumžirgių giminaičiai) ir Odonata (laumžirgiai), 4 Skraidančių stuburinių įtaka. Kaip manoma, paskutinis faktorius turėjo didžiausią įtaką po-paleozojinei vabzdžių dydžių evoliucijai, nes nuo juros periodo deguonies koncentracijos didėjo o maksimalus vabzdžių dydis mažėjo. Tai, kaip manoma, yra susiję su pterozaurų ir paukščių atsiradimu ir įsigalėjimu.
Prisegtame faile (Vabzdziu_Dydziai.JPG), storos linijos nurodo teorines maksimalaus dydžio ribas, apskaičiuotas remiantis dviem dabartiniais standartais (Curve 1 ir Curve 2), punktyrinės linijos nurodo 95 % pasikliauties intervalus surastus naudojant butstrapingo procedūrą, balti taškai nurodo maksimalų Protodonatą dydį, juodi taškai nurodo maksimalų Odonata dydį remiantis fosilijų radiniais. Kaip matome iš šioje diagramoje, pradžioje egzistavę paleontologiniame metraštyje rasti (empiriniai) individai yra didesni nei teorinės apskaičiuotos ribos numato, vėliau, pradedant nuo triaso periodo matomas vien tiktai monotoniškas maksimalaus kūno dydžio mažėjimas, nepaisant teorinės ribos padidėjimo.
Nuorodos:
The controlling factors limiting maximum body size of insects - Straipsnis tarptautiniame paleontologijos ir stratigrafijos žurnale "Lethaia" apie vabzdžių maksimalaus dydžio evoliucijos priežastys.
A.P.Rasnitsyn, D.L.J. Quicke (eds.). History of insects. 2002. 530 p. (djvu, 23 Mb) - Fundamentinis (ir pats pilniausias) veikalas apžvelgiantis visos vabzdžių klasės istoriją.
--
AS
Reply all
Reply to author
Forward
0 new messages