Maggiore ossigeno, maggiori dimensioni?

[EegaBeeva]

Ho letto di recente un articolo sui risultati di una ricerca americana sugli animali di 300 milioni di anni fa, “quando gli insetti erano giganti”, che recita, in breve: “Nell’era Carbonifera, la superficie del pianeta era in gran parte coperta da foreste e il clima era tropicale. La maggiore presenza di ossigeno nell’aria potrebbe avere favorito l’enorme crescita di alcuni organismi”. Per enorme si intende davvero così, poiché pare vi fossero libellule grandi come falchi e vermi lunghi oltre un metro (ipotesi non corroborata da alcun reperto e avversata da altri scienziati, che affermano il contrario, e cioè che gran parte degli animali del Carbonifero aveva dimensioni simili a quelle di oggi). Proseguiamo, tuttavia, nella prima ipotesi. Ora, gli scienziati sospettano che l’ossigeno abbia giocato un ruolo determinante, e che gli artropodi del Carbonifero ne avrebbero potuto fare una scorpacciata, arrivando gli studiosi a formulare il pensiero “maggiore ossigeno, maggiori dimensioni”. Non solo: altri studi si sono concentrati sulla pressione atmosferica che nel Carbonifero era più elevata che ai giorni nostri (ed è logico, considerata la grande quantità di piante presenti) e i risultati dicono che, per alcune specie di artropodi, si è registrato un aumento delle dimensioni del 20 percento in appena cinque generazioni.

 

Qui termina l’articolo (vi ho fatto un sunto molto conciso) e a me è venuta in mente qualche associazione, che espongo qui di seguito (al pubblico ludibrio, nel senso che se suscita la vostra ilarità, fate pure, ribaltatevi tranquillamente, non mi offendo).

 

Non pare anche a voi che la considerazione “maggiore ossigeno, maggiori dimensioni” si possa applicare per esempio alle migali che sono ben più grandi dei ragni locali e (mi è stato detto in chat) più primitive? Ho visto sul Verdez le foto dei biotopi di alcune tarantole e di certo i ragni che vivono lì beneficiano di più ossigeno (non voglio semplificare una faccenda complessa, ma solo percorrerne una micronesima parte, ben sapendo che è tutt’uno con il resto e che non può essere considerata “al di fuori” di una cosa più grande, che si chiama evoluzione).

 

Mi viene in mente persino la flora. “Maggiore ossigeno, maggiori dimensioni” è anche applicabile alla flora? Come dubitarne, di fronte agli eucalyptus australiani, capaci di superare i 150 metri di altezza. E, forse, all’uomo (non saranno un caso i montanari “grandi e grossi” nati e cresciuti “nell’aria buona”).

 

Ovviamente, “maggiore ossigeno, maggiori dimensioni” non vale per tutto e per tutti. Nonostante l’ossigeno in gran quantità, accanto alle gigantesche liane e alle palme australiane, vi sono piante di appena pochi decimetri e – sempre per restare nell’emisfero australe – vi sono pure gli aborigeni, che non svettano. Già.

 

Di sicuro, “maggiore ossigeno, maggiori dimensioni” non ha avuto valore per le Tegenarie di Diana, costrette per sopravvivere a cannibalizzarsi fra loro, in assenza quasi completa di predatori se non gli esponenti della loro stessa specie. E non hanno respirato granché aria buona, anzi. Chissà, allora, cosa le avrà fatte crescere così…

 

Buona serata.

Lidia

 

 

EegaBeeva

 

“La verità sulla natura è molto più bella di quella narrata dai poeti e gli animali sono la vera magia dell’esistenza” (Konrad Lorenz)

[i-lang]

Interessante la teoria riguardante il Carbonifero......ma non del tutto convincente.

Il più grande insetto conosciuto (un odonato del genere Meganeura) era del Permiano (il periodo geologico seguente al Carbonifero), mentre il ragno fossile di maggiori dimensioni è proprio del Carbonifero (Megaracne spp.).

Il limite alle dimensioni degli uniramia (insetti) o degli Aracnidi , è rappresentato soprattutto dal sistema respiratorio.

I "polmoni" e le trachee suppongono un sistema di diffusione tessutale dell'ossigeno che limita le dimensioni dell'animale, non potendo l'ossigeno oltrepassare più di una certa distanza per raggiungere le singole cellule.

Una concentrazione maggiore di ossigeno probabilmente permetteva ai sistemi respiratori "per diffusione" di essere più efficenti, quindi agli animali di essere più grandi.

Ma era veramente l'ossigeno maggiormente presente nell'atmosfera del Carbonifero?

Le piante danno ossigeno all'atmosfera, ma lo consumano poi anche la notte....e poi da che livello di ossigeno si partiva?(pur considerando il bilancio positivo?).

Ma il miglior livello di ossigeno non si trova in altura? Perchè allora gli insetti montani non sono affatto più grandi di quelli delle foreste? Anzi...

No Lidia....c'è un meccanismo alternativo che lavora.

Le nicchie ecologiche.

La comparsa sulla scena terrestre di ordini "più moderni", ha liberato nuove nicchie ecologiche e aumentato la competizione in quelle già conosciute e animali più complessi (rettili, anfibi, poi anche uccelli e mammiferi), hanno dimostrato di essere più efficenti e competitivi, sopra certe dimensioni, degli artropodi.

Gli insetti giganti si sono estinti e gli aracnidi giganti si sono limitati a certi habitat, in realtà proprio poveri di ossigeno, dove si sono dimostrati competitivi nei confronti dei "consumatori" vertebrati.

La differenziazione ha fatto il resto.

Negli insetti, ad es, la metamorfosi ha rappresentato un ulteriore limite alle dimensioni, così essi si sono specializzati al "microcosmo" , liberando i competitori vertebrati dalla loro pressione.

Se infine ci fosse un diretto rapporto fra ossigeno e dimensioni anche nelle specie attuali (godzilla di Diana ad es.), pensa in una camera iperbarica che Pholcus ci potrebbero essere...[].

Ciao!

 

 

Uno stracchino è per sempre.............

[EegaBeeva]

Citazione:Il più grande insetto conosciuto (un odonato del genere Meganeura) era del Permiano (il periodo geologico seguente al Carbonifero), mentre il ragno fossile di maggiori dimensioni è proprio del Carbonifero (Megaracne spp.).

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Vero. Cito il New York Times (non cito alcun testo scientifico, e di questo mi sento colpevole, perché non ho dimestichezza e preparazione, mentre fra i giornali – e le loro pagine e i loro inserti dedicati alla scienza – mi oriento più facilmente). Dicevo, cito il New York Times che spiega che gli insetti giganti scomparvero intorno alla metà del tardo Permiano, 50 milioni di anni dopo il Carbonifero. Grazie per avermi specificato i fossili trovati.

 

 

Citazione:Ma era veramente l'ossigeno maggiormente presente nell'atmosfera del Carbonifero?

E poi da che livello di ossigeno si partiva?(pur considerando il bilancio positivo?).

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La tua domanda è a dir poco centrale. Anzi, entrambe le domande. Cito la parte dell’articolo che ho omesso nel mio primo messaggio.

“Recenti ricerche sul clima del Carbonifero, svolte dal geologo di Yale Robert Berner, hanno rafforzato l’idea che nel Carbonifero la concentrazione di ossigeno sia salita a circa il 35%, in rapporto al 21% di oggi. Gli artropodi, che sono particolarmente dotati nell’assorbirlo direttamente (ovvero, assimilano ossigeno in ogni parte del corpo e non attraverso il sangue, come l’uomo), nel Carbonifero (300 milioni di anni fa) hanno goduto perciò di una percentuale maggiore di ossigeno rispetto a prima e dopo (laddove il prima e il dopo sono sempre nell’ordine dei milioni di anni, n.d.r.)”.

 

Proseguo a tuo beneficio: “Alcuni studi sugli invertebrati marini hanno rivelato un rapporto fra specie di grandi dimensioni e le acque più calde e ricche di ossigeno, ovvero più ossigeno è presente nell’acqua, più grandi sono le specie che la popolano”.

 

Mi sembrava perciò “logico” che i ragni esotici, più primitivi dei nostrani, in qualche modo rappresentassero – stante le loro maggiori dimensioni e l’ambiente in cui vivono - una certa veridicità dell’affermazione “maggiore ossigeno, maggiori dimensioni”. Come dicevo nel mio messaggio precedente, è evidente che una maggiore dimensione non sia unicamente frutto di maggiore ossigeno nell’aria, ma di chissà quali altri fattori ancora, epperò mi piaceva vedere nella maggiore dimensione dei ragni esotici un segno, una sorta di eredità dei loro lontanissimi progenitori vissuti milioni e milioni di anni fa. Capisco benissimo che la mia visione sia da scarsissima “studiosa della domenica” (anzi, da ancora più scarsa “curiosa della domenica”, perché solo il fine settimana riesco a leggere queste cose che mi piacciono un sacco).

 

 

 

Citazione:Se infine ci fosse un diretto rapporto fra ossigeno e dimensioni anche nelle specie attuali (godzilla di Diana ad es.), pensa in una camera iperbarica che Pholcus ci potrebbero essere...

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Non è detto, non è detto. Per due motivi: il 1°) magari il Pholcus iper ossigenato esiste e lo nascondono, sennò nelle camere iperbariche col cavolo che entrerebbe ancora qualcuno; il 2°) il sovradimensionamento non è istantaneo, come il gonfiaggio di un palloncino. Il buon senso suggerisce che occorrono più generazioni di ragni a un costante, alto livello di ossigeno. E i Pholcus nelle camere iperbariche non credo abbiano vita facile, fra sterilizzazioni e pulizie.

 

Grazie.

Buona domenica.

 

Lidia

 

 

EegaBeeva

 

“La verità sulla natura è molto più bella di quella narrata dai poeti e gli animali sono la vera magia dell’esistenza” (Konrad Lorenz)

[EegaBeeva]

Citazione:lontanissimi... benissimo... scarsissima...

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Tre superlativi in poco più di una riga. Non è vanità, è sonno[]!

 

 

 

EegaBeeva

 

“La verità sulla natura è molto più bella di quella narrata dai poeti e gli animali sono la vera magia dell’esistenza” (Konrad Lorenz)

[i-lang]

Bè l'esempio del "pholcus iperbarico" era un esempio sciocco, lo ammetto e me ne scuso.

Ti ringrazio dell'informazione relativa alla percentuale di ossigeno dell'atmosfera , ma resto un pò scettico, sai sono calcoli teorici relativi con base di partenza supposta.....interessante , ma manca la prova della teoria......

Tieni poi conto che l'o2 disciolto in mare non è affatto in rapporto con la temperatura delle acque, ma molto più con il ricambio con l'atmosfera, ed anzi, le acque basse e calde rischiano di essere meno ricche di o2 delle acque fredde e mosse.....

E' sicuramente un argomento affascinante Lidia....almeno per me...e direi che hai stimolato la mia curiosità....vado a studiare per cercare di essere all'altezza delle tue stimolazioni.

Ciao!

 

Uno stracchino è per sempre.............

[migdan]

Mi unisco a Ilic, la tua "provocazione" richiede approfondimenti prima di essere esaudita. Cerco però di fissare qualche punto:

 

1- Per la flora questo discorso non può essere applicato: le piante respirano (consumando glucosio e ossigeno per produrre acqua e anidride carbonica), ma fotosintetizzano a ritmi assai maggiori (producendo glucosio e ossigeno a partire da acqua e anidride carbonica). Considerando il complesso di fotosintesi e respirazione come un'unica reazione chimica in equilibrio, "sbilanciata" verso la produzione di glucosio e ossigeno, l'introduzione di ossigeno a concentrazioni più alte non fa che muovere l'equilibrio medesimo verso la produzione dei reagenti, sfavorendo di fatto il metabolismo della pianta (principio di Le Chatelier, suona pomposo ma è intuitivo, si studia anche a scuola).

Del resto il fatto che le piante vivano molto bene in ambienti dove sia avvenuto un processo di combustione e che siano in grado di rigenerare l'aria rendendola nuovamente respirabile fu osservato già nella seconda metà del '700 (J. Priestley).

 

2- Ha detto molto bene Ilic. Alcune nicchie ecologiche (non intendere il termine "nicchia" come lo usi comunemente, la "nicchia" di una specie è un po' il suo "mestiere", la sua specializzazione in relazione allo sfruttamento dell'ambiente) prevedono uno sviluppo corporeo notevole, vuoi per predare le specie più piccole, vuoi per raggiungere rami molto alti da cui brucare le foglie ecc. ecc.

Prima che si sviluppassero i vertebrati, queste nicchie erano giocoforza appannaggio di anellidi, molluschi, aracnidi e insetti, ovvero i principali gruppi di invertebrati adattati alla vita terrestre. Ma per gli invertebrati in genere le grandi dimensioni sono uno svantaggio enorme: l'inefficienza di un sistema circolatorio aperto e privo di conduzione capillare e la completa eterotermia li rendono sconfitti in partenza in questo tipo di competizione con pesci, anfibi, rettili, uccelli e mammiferi. Pensa che un insetto o un ragno ricevono calore in proporzione alla loro superficie corporea, ma consumano energia in proporzione al loro volume. E se calcoli che la superficie aumenta secondo il quadrato dell'aumento delle dimensioni lineari e il volume secondo il cubo, puoi renderti rapidamente conto del mio discorso.

L'ossigeno è sicuramente una risorsa limitante per qualsiasi animale, ma per i ragni le richieste sono molto scarse, visto il livello di metabolismo generalmente basso.

 

Prometto di rispolverare i miei libri di Ecologia e di riprendere l'argomento.

[EegaBeeva]

Grazie []

 

Sapessi quanto affascinano me, questi temi! Posso solo esserne spettatrice. E mi piace sentire il parere di persone esperte, perché solo così imparo cose e prospettive nuove e ho le necessarie indicazioni nella rotta. Gli interventi di risposta ai miei messaggi non sono mai abbastanza "duri" per me, poiché li apprezzo infinitamente e li considero come salvataggi della mia pochezza scientifica.

 

Ancora grazie e buona domenica.

Lidia

 

PS Avevo capito che quella del Pholcus iperbarico era una battuta []

 

EegaBeeva

 

“La verità sulla natura è molto più bella di quella narrata dai poeti e gli animali sono la vera magia dell’esistenza” (Konrad Lorenz)

[Matteus]

Mmmhhh... interessante... dall'alto dei miei studi di IV liceo scientifico ([]) non posso proferire parola, se non che propendo per l'idea che nell'aumento delle dimensioni abbia giocato un ruolo molto più importante l'assenza di rivali "degni" che non la quantità di ossigeno: infatti tali "giganti" si sono estinti non appena fecero la loro comparsa i primi vertebrati capaci di tenergli testa...

penso che ormai sia appurato che grandi dimensioni per gli artropodi siano tutt'altro che vantaggiose, per i vari motivi prima elencati: inoltre direi di non dimenticare il "peso" dell'esoscheletro, che sulla terra è un limite non da poco...

 

Guardiamo anche agli artropodi odierni più grandi in assoluto, i crostacei, che con il Macraukenia (non mi ricordo di preciso se si scriva così, dovrò controllare) arriva a 3 metri di "leg-span". E' un animale marino, e in acqua come si sa la percentuale di ossigeno è molto più bassa che nell'atmosfera.

Il "sostegno" dell'acqua sembra quindi preponderante piuttosto che la quantità di ossigeno...

 

---

She's got the jack, ta na naaa...

[i-lang]

C'è da dire che le branchie sono un sistema di respirazione decisamente più efficente delle trachee o dei polmoni a libro....

Macraukenia.....non credo si chiami così....era un mammifero perissodattilo dell'Eocene, parente dei tapiri....[8D]

Ciao!

 

Uno stracchino è per sempre.............

[migdan]

Macrocheira kaempferi (Granchio gigante del Giappone)

C'è anche all'Acquario di Genova: http://www.acquariodigenova.it/sc_mostra.a...sp?idx=3&idd=10

Giustissima la condiderazione sul peso dell'esoscheletro, non trascurerei la sua fragilità, pensate a quante volte abbiamo letto sul forum di migali terricole ferite a morte a seguito di cadute da un'altezza di non più di 15-20 cm.

[Matteus]

Esattamente quello che intendevo...

 

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She's got the jack, ta na naaa...

[EegaBeeva]

Ho avuto di che leggere e su cui riflettere. Grazie infinite.

 

Se ho capito bene, le maggiori dimensioni dei ragni esotici dipenderebbero da fattori diversi dal maggiore ossigeno. Tuttavia, è rilevante il fatto che sia datato dell’era carbonifera il fossile del ragno più grande (quando – secondo i recenti studi – la percentuale di ossigeno era superiore a quella di oggi) e, proprio nell’acqua, viva il crostaceo con il legspan maggiore in assoluto (sebbene, in questo secondo caso, capisca la considerazione di Matteus e di migdan: un artropode nell’acqua ha più possibilità di sovradimensionamento che non un suo simile sulla terraferma).

 

Ho capito anche i contributi di i-lang e di migdan sulle nicchie. E perciò concordo con Matteus quando “propende per l’idea che nell’aumento delle dimensioni abbia giocato un ruolo molto più importante l’assenza di rivali degni che non la quantità di ossigeno”. Capisco quanto dite se lo rapporto ai ragni esotici di oggi. Se lo rapporto agli artropodi di 300 milioni di anni fa, però, non mi capacito. E’ ben vero che l’artropode più grande appartiene a quell’era lontanissima e che cosa lo aveva fatto sovradimensionare così? Alcuni scienziati americani rispondono: “Forse il maggiore ossigeno”. Non si fa riferimento, per esempio, ad assenza di predatori (ce n’erano? Mi sentirei di dire sì: ogni era ha predatori e predati, sebbene insetti e vermi giganti si siano sviluppati almeno 150 milioni di anni prima del Giurassico e del Cretacico) né ad altro.

 

Il ragno che oggi conosciamo, discendente diretto dei suoi progenitori nati e vissuti nel Carbonifero, pochissimo evoluto strutturalmente, nelle dimensioni si è evoluto, anzi, meglio, si è adeguato, “stringendosi”, modificandole. Nei 300 milioni di anni che ci separano dal Paleozoico, il ragno ha saputo adattarsi, colonizzando buona parte della Terra. Il ragno generalmente chiamato esotico si è adattato in climi lontani e diversi dal nostro, con umidità e temperature differenti. I ragni locali si sono adeguati pure loro. Ma quanta differenza fra loro. Non strutturale, però. I ragni esotici, i più primitivi, vivono spesso in luoghi che nulla hanno a che fare con l’insediamento umano. Si sono mantenuti “grandi”, pena – forse – l’estinzione. Può questa sola essere la ragione della loro maggiore dimensione? Non può, invece, anche solo in minima parte, incidere il maggiore ossigeno della foresta messicana o brasiliana?

 

E, da noi, in Europa. I ragni locali hanno colonizzato giardini (coltivati), pareti (domestiche), cantine e sottoscala, fessure nei muri, lavabi e termosifoni. Li si può trovare praticamente ovunque, nella bella stagione. A contatto con l’uomo, che ha edificato. Il ragno non è sparito, ma si è adeguato. Rimpiccolendo il suo habitat, ha ridotto le sue dimensioni, almeno così sembrerebbe. Può questa sola essere la ragione della loro minore dimensione? Non può, invece, anche solo in minima parte, incidere il minore ossigeno della metropoli?

 

Grazie per essere arrivati fin qui.

Buona settimana.

Lidia

 

 

 

EegaBeeva

 

“La verità sulla natura è molto più bella di quella narrata dai poeti e gli animali sono la vera magia dell’esistenza” (Konrad Lorenz)

[Matteus]

Allora... prima di tutto una considerazione: nelle foreste tropicali non si trovano solo le grosse migali, ma si trovano anche i microscopici ragnetti "più evoluti", e sono infinitamente più numerosi di quelli di dimensioni maggiori...

 

Il fatto che in alcuni ambienti esistano ragni di grosse dimensioni (non solo foreste, anche zone un po' meno "ossigenate" come le savane hanno i loro bei ragnozzi) penso che dipenda dalla quantità di "materia organica disponibile" (grossomodo... più cibo per tutti) e dalla varietà di nicchie ecologiche che tali ambienti offrono. In un ambiente variegato come la foresta pluviale è più facile nascondersi dai predatori e nutrirsi senza troppo dispendio di energie...

 

Il fatto che gli artropodi di dimensioni maggiori siano vissuti moltissimo tempo fa non fa altro che rafforzare questa tesi: gli aracnidi sono stati tra i primi animali IN ASSOLUTO a colonizzare la terraferma... erano loro al vertice della catena alimentare. Sicuramente un ragno di 1 metro tanto agile non era, ma poteva permettersi questo "lusso": nel suo ambiente non aveva rivali! Con la comparsa di animali "meglio progettati" per le grandi dimensioni, quali i vertebrati (in primis gli anfibi), questi animaloni hanno dovuto per forza cambiare per sopravvivere, occupando quelle nicchie in cui la loro organizzazione anatomica poteva essere vantaggiosa: e come abbiamo visto la dimensione vantaggiosa per un artropode è quella dell'ordine di grandezza di qualche cm, dimensioni in cui si possono "sfruttare" al meglio sia i benefici dell'esoscheletro sia quelli di una anatomia semplice...

 

 

 

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She's got the jack, ta na naaa...

[migdan]

Piccola postilla: i tempi dell'evoluzione sono mooolto lunghi ( per speciare occorrono decine di migliaia di anni), l'industrializzazione vista in quest'ottica è un fatto recentissimo.

[EegaBeeva]

Citazione:Allora... prima di tutto una considerazione: nelle foreste tropicali non si trovano solo le grosse migali, ma si trovano anche i microscopici ragnetti "più evoluti", e sono infinitamente più numerosi di quelli di dimensioni maggiori...

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Sì. Avevo ribadito, infatti, che "maggiore ossigeno, maggiori dimensioni" non funziona per tutto e per tutti. E questo, già qualche giorno fa, mi aveva lasciato perplessa. Tuttavia, non vi è cosa in grado di influenzare tutto allo stesso modo.

 

Citazione:Il fatto che gli artropodi di dimensioni maggiori siano vissuti moltissimo tempo fa non fa altro che rafforzare questa tesi: gli aracnidi sono stati tra i primi animali IN ASSOLUTO a colonizzare la terraferma... erano loro al vertice della catena alimentare.

 

Con la comparsa di animali "meglio progettati" per le grandi dimensioni, quali i vertebrati (in primis gli anfibi), questi animaloni hanno dovuto per forza cambiare per sopravvivere, occupando quelle nicchie in cui la loro organizzazione anatomica poteva essere vantaggiosa: e come abbiamo visto la dimensione vantaggiosa per un artropode è quella dell'ordine di grandezza di qualche cm, dimensioni in cui si possono "sfruttare" al meglio sia i benefici dell'esoscheletro sia quelli di una anatomia semplice...

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Grazie, Matteus. Qui sei stato davvero illuminante.

 

Ringrazio quanti hanno avuto (o avranno ancora) la pazienza di intervenire su questo tema.

 

Buona serata.

Lidia

 

 

 

EegaBeeva

 

“La verità sulla natura è molto più bella di quella narrata dai poeti e gli animali sono la vera magia dell’esistenza” (Konrad Lorenz)