İnek büyüklüğünde çekirgeler, şahin büyüklüğünde yusufçuklar ve fil büyüklüğünde hamam böcekleri... Oldukça korkunç değil mi? Bilimkurgu ve korku filmleri onlarca yıldır bu tür canavarlar kurguluyor, ancak bu canlıların var olması mümkün olabilir mi? Dev böcekler yaşayabilir mi?
Bunu cevaplamak için böceklerin birkaç temel özelliğine bakmamız gerekiyor. Öncelikle, böceklerin iskeletini düşünelim. Örümcekler ve akrepler gibi diğer eklembacaklılarda olduğu gibi böceklerin iskeletleri dışarıdadır; buna dış iskelet denir. Böceklerin dış iskeleti kitin adı verilen sert, güçlü ve suya dayanıklı bir maddeden yapılmıştır. Öte yandan kuşların, sürüngenlerin ve memelilerin iskeletleri gibi iç iskeletleri de içeridedir, kasları ve hücreleri içeriden destekler. Bir dış iskelet böcekler ve eklembacaklılar için önemlidir, çünkü onları birçok tehlikeden korur. Kaslar doğrudan dış iskelete bağlanır ve bu dış kaplama, böceğin hassas organlarının çalışması için gereken ortamı sağlar.
Dış iskelet küçük böcekler için idealdir, ancak daha büyük olanlar için uygun değildir. Örneğin bir böcek bir inek ya da insan boyutunda olabilirse, artan ağırlığını korumak için önemli ölçüde daha kalın bir dış iskelete ihtiyacı olacaktır. Bir böcek iki katına çıkarsa yüzey alanı dört kat, hacmi ve kütlesi de 8 kat artar. Böylece bir böcek büyüdükçe, yüzey alanı aslında hacme göre azalır. Bu durum, bu kadar büyük bir bedenle hareket etmenin imkansız olacağı anlamına gelir. Dev böcek hareket etmek için daha fazla kas gücüne ihtiyaç duyacaktır ancak daha küçük muadili ile aynı çevikliğe sahip olmayacaktır. Hacme göre daha küçük bir yüzey alanı ile, kas ve hücrelerle bağlantı kurmak için dış iskelet yeterli olmaz. Yeterli kas gücü olmadan, bacaklar ağırlıktaki artışı kaldıramayabilir ve böcek vücuduna daha fazla bacak eklemek zorunda kalabilir, bu noktada artık böcek olarak adlandırılamaz. Tamamen yeni bir canlı türü olabilir!
Bununla birlikte, bir çalışmada, bir böceğin boyutundaki artışla birlikte dış iskelet boyutundaki potansiyel artışı hesaplanmıştır. Dış iskeletteki artışın böceğin büyümesinde sınırlayıcı bir faktör olmasına rağmen asıl faktör olmadığını ortaya koyulmuştur. Böceklerin boyutunun büyüyememesindeki sorun aslında yeterli enerjinin nasıl üretileceğidir. Bu sorun da bizi bilim insanlarının böceklerin boyutunun küçük olmasının ana nedenlerinden birini nasıl açıkladıklarına götürüyor: OKSİJEN! Oksijen, enerji üretimimizin anahtarıdır. Oksijenli solunum yapan tüm hayvanlar, enerjilerini üretmek için oksijene ihtiyaç duyarlar. Bugün Dünya'daki oksijen seviyesi yaklaşık %21'dir ve bugünün en büyük böcekleri bile avucumuzdan daha büyük değildir. 2020 yılında durum böyleyken, 300 milyon yıl önceki oksijen seviyeleri %31-35 idi! Dolayısıyla 300 milyon yıl önce Dünya'daki böcekler gerçekten de şahin ve köpek yavrusu büyüklüğünde olabilir. Bir yusufçuk türü olan Griffinler'in, o zamanlarda şahinler kadar büyük olduğu varsayılmaktadır. Bilim insanları, 300 milyon yıl önceki yüksek oksijen seviyesinin böceklerin bugün gördüğümüzden çok daha büyük olmasını sağladığını düşünüyorlar.
Böceklerin oksijen ile olan bağı ve nefes alma biçimi memelilerden farklı olduğundan inek boyutunda böceklerin varlığından söz edilemez. Kuşlar, memeliler ve diğer büyük karasal hayvanlar akciğerleriyle nefes alır ve oksijen kan damarları yoluyla doğrudan hücrelere taşınır. Böcekler ise vücutlarının kenarlarını kaplayan spiracles denilen küçük deliklerden nefes alırlar. Spiracles yoluyla alınan oksijen, trakea adı verilen tüplerden geçer ve böceğin diğer hücrelerine yayılır. Bu solunum metodu, soluk borusunun vücuda ne kadar oksijen dağıtabileceğine bağlı olarak böceklerin alabileceği oksijeni sınırlar. Böcek, sınırlı oksijenle dev bir boyuta ulaşacak olsaydı, soluk borusu sayısının çok daha büyük olması gerekirdi. Bebek böcekleri daha büyük yetişkin böceklerle karşılaştıran birçok çalışmada, yetişkinlerin çok daha fazla nefes borusuna sahip olduğu bulunmuştur. Başka bir araştırma da, yusufçukların oksijen açısından zengin bir ortamda daha iyi uçtuğunu ortaya koymuştur.
Dünyadaki Oksijen Seviyesi Artarsa Böcekler Büyür mü?
Aslında 300 milyon yıl önceye göre mevcut oksijen seviyesinin azalması, günümüzde böceklerin küçük olmasının tek nedeni değildir. Dev böcekler dünyada dolaşırken, kuşlar ve yarasalar henüz yoktur. Yaklaşık 150 milyon yıl önce, kuşlar gökyüzünde dolaşmaya başladıktan sonra , dev böceklerin sayısı ve boyutu aynı anda azalmaya başlamıştır. Yarasaların varlığıyla birlikte dev böcekler bir darbe daha almıştır. Bir hipoteze göre, hem kuşlar hem de yarasalar dev yırtıcı böceklerle rekabet etmiş ve kazanmış olabilirler. Kuşlar daha çevik ve esnek olduklarından, yiyecek için dev yusufçukları ve dev hamam böceklerini alt etmiş olabilirler. Tüm bu durum ve olaylar, böcek büyüklüğündeki azalmaya katkıda bulunmuş olabilir. Küçük boyutlarına rağmen, böcekler çok ilginç canlılardır. Karmaşık ve sosyal yapılara sahiptirler, kendi vücut ağırlıklarının kat kat fazlasını kaldırabilirler. Buna rağmen inek boyutunda hamam böcekleriyle yaşamıyor olmamız iyi hissettiriyor.
