Storestikk og lykkeliten

Fortidas kjempeøyenstikker døde ut, mens bittesmå mygg overlever kollisjon med 50 ganger tyngre vanndråper. Er du lykkeligst som liten?

Publisert

Det er kanskje forskjell på folk, men det er enda større forskjell på insekter. I alle fall på størrelsen.

Tenk på sommerens plageånd, myggen. Den veier bare rundt to tusendels gram, og er tre millimeter lang.

Tenk deg så at hviningen fra den lille blodsugeren drukner i brummingen fra en kjempeøyenstikker, Meganeuropsis, en gang for 300 millioner år siden.

En halv kilo romlende insektmage hengt opp under 70 centimeters gjennomsiktig vingespenn, tungt over sumpene, på jakt etter en feit padde til formiddagsmat.

Meganeuropsis målte rundt 43 centimeter fra hode til hale. Det betyr at den var over 100 ganger lengre enn en mygg.

Tung byrde, lett lykke

Men forskjellen i vekt er enda mye større: Meganeuropsis var hele 250 000 ganger tyngre enn myggen.

To nye forskningsrapporter tar utgangspunkt i denne forskjellen. Den ene sier noe om hvorfor tunge Meganeuropsis døde ut, og den andre viser hvordan den lille myggen overlever.

Den tunge har sin byrde, og den lille har sin lykke. Men hva består byrden og lykken i?

Skog og sure sumper

Historien om kjempeinsektene starter i karbontidas boblende sumper, for rundt 360 millioner år siden. Da ble det mer oksygen i lufta.

Noe av økningen kom fordi det ble flere planter i sumpene og skogene. De laget mer oksygen i fotosyntesen.

Oksygen er gassen vi trenger til forbrenningen som lager energi i alle kroppens celler. Men mer oksygen gir også mer forbrenning i skogen. Skogbrannene herjet vilt i karbontida.

Forkullede trær og døde planterester i sumpene sank ned, og ble til alt det steinkullet som vi ennå graver ut, og som har gitt karbontida navnet sitt. Disse karbon-  og svovelforbindelsene ga også fra seg oksygen.

Litt lengre, mye tyngre

Amerikanske forskere har undersøkt mer enn 10 500 fossile insektvinger, og har funnet ut at jo mer oksygen i lufta, desto større insekter. Hvorfor?

Svaret finner vi ved å se på hva som skjer når et dyr vokser og blir større. Lengden øker. Overflaten – lengde ganger bredde – øker mer. Volumet – lengde ganger bredde ganger høyde – øker enda mer. Og jo mer volum, desto større vekt.

Ikke rart at Meganeuropsis var hele 250 000 ganger tyngre enn myggen, mens lengden bare var 100 ganger større!

Energisluker krever oksygen

Med så mye mer vekt, trenger Meganeuropsis energi til å holde seg på vingene. Mye, mye mer energi enn bare lengdeforskjellen skulle tilsi. Energi krever forbrenning. Og mer oksygen gir mer forbrenning.

Det toppet seg for rundt 300 millioner år siden, da over en tredjedel av lufta var oksygen, mot bare rundt en femtedel i dag.

Og nettopp i berglag fra denne tida har forskerne funnet fossilet av det største insektet noensinne, øyenstikkeren Meganeuropsis permiana. Sammenhengen er klar.

Den tunges byrde

Tidlig i permtiden sank oksygennivået. Mindre oksygen ga mindre forbrenning og mindre energi. Insektene hadde ikke noe valg. De lot evolusjonen krympe seg til passende flygestørrelse.

Mot slutten av juratida var oksygennivået på vei oppover igjen. Men denne gangen ble ikke øyenstikkerne større. Hva skjedde?

Svaret ligger i den tunges byrde: Du trenger ikke bare mye mat når du er stor. Du er også mye mat, for luftens nye jegere.

Etter som tidsepokene rullet fram, lærte nemlig dinosaurene å ta til vingene. Flygeøglene ble gode jagerflygere. De var på jakt etter tunge, trege kjempeøyenstikkere som ikke så lett kunne stikke unna.

Som buss mot mann

Altså lærte øyenstikkerne den tunge lekse: Du er lykkeligere som liten. Derfor svermer små libeller over tjernene i dag.

Vanndråpe med diameter tre millimeter treffer en mygg. (Foto: Tim Nowack, Andrew Dickerson og David Hu, Georgia Institute of Technology)
Vanndråpe med diameter tre millimeter treffer en mygg. (Foto: Tim Nowack, Andrew Dickerson og David Hu, Georgia Institute of Technology)

En annen forskningsrapport viser også at insektene kan få flere fordeler av å gå ned i størrelse.

For hva gjør du når du er en liten mygg og blir truffet av en regndråpe som er 50 ganger tyngre enn deg selv?

Det hjelper lite å spørre deg selv, egentlig. Hvis du ble truffet av noe som var 50 tyngre enn deg, for eksempel en buss, ville du neppe kunnet svare i det hele tatt.

Litt kortere, mye lettere

Men hva om du kunne krympe deg til myggstørrelse? Tenk på Meganeuropsis! Den var bare 100 ganger lengre, men hele 250 000 ganger tyngre enn myggen.

Sagt omvendt: Myggen er bare 100 ganger kortere, men hele 250 000 ganger lettere enn Meganeuropsis. Altså: Blir du litt kortere, blir du mye, mye lettere.

Og myggen er en skikkelig lettvekter: Bare to tusendels gram. Veier du så lite, så trenger du ikke å være så redd for kollisjoner.

Denne videoen fra  viser myggens møte med de kunstige regndråpene. (Video: Tim Nowack, Andrew Dickerson og David Hu, Georgia Institute of Technology.)

Dråpedytt

Amerikanske forskere har gjort opptak av kunstige regndråper som kolliderer med flygende mygg. I supersakte film ser de hva som skjer.

Hvis dråpen treffer på siden, snurrer myggen noen ganger rundt og kommer raskt fri, med vannavstøtende hår.  Så flakser den seg tilbake på kurs igjen.

Selv om dråpen får inn en fulltreffer, klarer myggen seg. Dråpen dytter bare myggen unna.

Hemmeligheten ligger i at myggen veier lite. Lav vekt betyr liten treghet.  Myggen skvetter bare raskt til side, uskadet.

Slutten for monstergolf

Forskjellen blir klarere hvis du tenker på en liten golfball. Du slår kølla med full kraft, og ballen suser av gårde. Men den er like hel, når du fornøyd plukker den opp av hullet.

Tenk deg at du blåste opp hele scenen til planetstørrelse. Du er en monstergolfer fra en galakse langt borte. Med din enorme kølle dreiser du til jordkloden.

Det blir en stygg scene. Jorda revner som en råtten appelsin, og søler lava ut over hele solsystemet. Igjen: Tunge ting har treghet, og går i stykker. Lette ting skvetter unna, uskadet. Du er lykkelig som liten.

Fra blodtørst til slagmark

Likevel, myggen må passe seg litt. Hvis den flyr for lavt, kan regndråpen slå den i bakken. Eller regndråpen kan sende den ned i en vannpytt.  Mygg er dårlige svømmere.

Forskerne tror at blodsugerens ferdigheter også kan overføres til de små robotflyene som snart kommer til å sverme rundt på slagmarkene.

Referanser:

Matthew E. Clapham and Jered A. Karr: Environmental and biotic controls on the evolutionary history of insect body size, Proceedings of the National Academy of Sciences, 4. juni 2012

Andrew K. Dickerson et al.: Mosquitoes survive raindrop collisions by virtue of their low mass, Proceedings of the National Academy of Sciences, 4. juni 2012