¿Por qué razón crecerían los insectos en tamaño durante un largo período evolutivo?

Antes de preguntar por qué los insectos se hacen más grandes, una mejor pregunta sería por qué algo se hace más grande o más pequeño. Una gran respuesta para esto se puede encontrar aquí .

Ahora, a partir de ese enlace, uno encontrará que los insectos se benefician de ser pequeños porque es muy beneficioso para ellos; literalmente, todas las respuestas en esa lista se aplican (excepto para la hibernación y el atletismo, supongo).

Entonces podemos mirar la red alimentaria y preguntarnos cuál es el papel de los insectos. Entonces, los insectos como las hormigas y similares comen otros insectos, plantas, luchan contra otras hormigas y comen cosas muertas (por lo que son carroñeros y parte del proceso de descomposición). Si nos acercamos solo a las hormigas, las hormigas son, en muchos sentidos, los depredadores número 1 del planeta. No están cazando elefantes, pero como especie (o grupo de especies) matan más organismos que casi cualquier otra especie en términos de variedad y número bruto (excepto quizás humanos). Como presa, los insectos son devorados por criaturas más grandes que ellos, como pájaros, lagartijas, serpientes, osos hormigueros (que solo parecen estar interesados ​​en las hormigas) y otros.

Entonces, ¿por qué las hormigas o cualquier insecto crecerían más? Esto podría deberse a una combinación de varias razones diferentes:

1. Falta/eliminación de depredadores : una de las razones por las que los insectos podrían crecer es porque nada quiere matarlos. Ahora, aumentar el tamaño generalmente se considera algo bueno porque puede protegerse de presas más grandes, pero ser demasiado pequeño para ver/apuntar también es bastante beneficioso. Eso es lo que son la mayoría de los insectos ahora, pero si nada estuviera comiendo insectos, es plausible que durante millones de años los insectos crecieran bastante (echa un vistazo a las libélulas antiguas). Eso no quiere decir que TODOS los insectos lo harían; lo más probable es que haya una cantidad de insectos más pequeños que serían presa de insectos más grandes. Esto ya sucede ahora, pero ahora en su mundo los insectos más grandes son más grandes que nunca.

2. Tasas reproductivas reducidas: No sé qué podría causar esto, pero es más fácil tener un millón de bebés cuando todos tus bebés son pequeños. Los insectos suelen tener muchos huevos, y aunque no todos los huevos sobreviven y eclosionan, sí lo hacen algunos. Si esta tasa de reproducción de algunas especies de insectos disminuyera repentina y significativamente, esto podría hacer que esta especie se extinguiera rápidamente, ya que serían superadas por especies rivales. Suponiendo que esta disminución de nacimientos se produzca de forma paulatina, una buena manera de sortear los problemas que esto conlleva sería que dicha especie se hiciera más grande. Con suerte, esto también aumentaría el nacimiento exitoso de un insecto bebé determinado. Si tienes un millón de bebés y solo el 10 % sobrevive, eso sigue siendo 100 000 bebés, por lo que tu especie probablemente estará bien. Si tiene solo 5 bebés, el 10% sobrevive, eso es una preocupación. ¿Qué podría causar menos nacimientos? Si alguna especie de insecto fuera el Bruce Lee de las especies de insectos y tuviera una tasa de muerte formidablemente alta por individuo, probablemente no habría razón para que esa especie superara a otras especies. Esta podría ser una de las razones por las que los insectos también crecen.

3. Abundancia de alimentos : el tamaño humano promedio en todos los países ha aumentado a medida que los alimentos se vuelven más accesibles. ¿Cómo se relaciona esto con los insectos? Muchos insectos son herbívoros. Si por alguna razón tuviéramos un aumento repentino en la vegetación, permitiendo que haya comida más que suficiente para los insectos, es plausible que algunas especies crezcan en tamaño. Esto también podría significar que los depredadores de estos insectos también podrían crecer para enfrentarse de manera efectiva a estos vegetarianos grandes y desgarrados, o volverse más pequeños para poder enjambrar presas más grandes de manera efectiva.

Creo que tendrá que combinar varias razones para causar un crecimiento de tamaño a largo plazo evolutivamente hablando. Puedes lanzar una catástrofe aquí y allá también. Para fines de investigación, busque el período Carbonífero (parte pantanosa de nuestra historia: todo nuestro carbón proviene de aquí) y el período Devónico temprano (aquí es cuando aparecieron los insectos por primera vez). No olvidemos que ambos períodos tenían atmósferas muy diferentes: solo el 21% de nuestro aire es oxígeno, en comparación con el 30-35% en ese entonces . Además, dependiendo de cuánto los odies, considera eliminar a los pájaros. También fueron una gran razón por la que los insectos se hicieron más pequeños.

¡Espero que esto ayude!

En primer lugar, ten en cuenta que sin cambios drásticos en la composición atmosférica, los insectos no crecerán mucho más de lo que son hoy, porque la disponibilidad de oxígeno prácticamente limita su tamaño.

Aparte de eso, una razón obvia para que un insecto crezca es porque tiene que enfrentarse a enemigos más grandes. Digamos que una avispa se alimenta de moscas. Si algunas moscas son más grandes al azar, será más difícil capturarlas de la avispa. Por lo tanto, sus genes se transmitirían más fácilmente a la siguiente generación, haciéndola más grande.

Esto probablemente iniciaría una carrera armamentista, en la que ambos lados intentan superar al otro.

Si ser más grande le diera a un insecto una mayor disponibilidad de alimento, se crearía una presión evolutiva que favorecería a los insectos más grandes. Esta presión estaría más presente en épocas de escasez de alimentos, tal vez sequías o inundaciones.

Ser más grande también podría hacerlo favorable en términos de que el insecto pueda defenderse a sí mismo o a su territorio.

La evolución es bastante simple, si hay algo que aumenta las probabilidades de que un espécimen con ese rasgo sobreviva y transmita su genética, crea una presión evolutiva que favorece ese rasgo. Diablos, su aumento de tamaño podría deberse simplemente a que el insecto es altamente selectivo durante el apareamiento y prefiere compañeros más grandes. Vemos esto con los pavos reales, no hay ninguna ventaja en tener una cola grande y colorida además de ser un rasgo preferido para el apareamiento.

Ya hay muchos buenos detalles en otras respuestas, pero siento que nadie ha respondido la pregunta real aquí: ¿ Por qué razón los insectos crecerían en tamaño durante un largo período evolutivo?

Como han señalado otros, si la atmósfera se vuelve más oxigenada, podrían tener el tamaño de una pelota de fútbol. Lo que pasa con los insectos es que tienen sistemas respiratorios pasivos. En lugar de un corazón y pulmones, absorben O2 a través de sus exoesqueletos y lo difunden al resto de su cuerpo. Cuanto más grande es el insecto, más difícil es conseguir oxígeno donde lo necesitan. Esta es la razón principal por la que no pueden competir con otros animales en términos de tamaño y por la que han evolucionado hasta extremos en términos de reproducción y ciclos de vida rápidos para que sus especies puedan sobrevivir a pesar del alto desgaste por depredación de animales más grandes.

Para aumentar la saturación de O2 en la atmósfera, se necesita un mecanismo para secuestrar compuestos de carbono con bajo contenido de oxígeno. En la historia de nuestro propio mundo, esto sucedió en el período Carbonífero con la evolución de la celulosa. Con una fórmula química de (C6H10O5)n, la celulosa tiene una proporción de oxígeno a carbono/hidrógeno más baja que el CO2 y el H2O que las plantas consumieron para producirla. Cuando las plantas desarrollaron celulosa por primera vez, fue una gran ventaja evolutiva, pero aún no había descomponedores que fueran capaces de metabolizarla convirtiéndola de nuevo en CO2 y H2O, por lo que toda la celulosa que producían las plantas simplemente quedó enterrada, privando al ecosistema de estas moléculas y vertiendo toneladas de O2 de desecho inamovible a la atmósfera en el transcurso de millones de años hasta que otros organismos finalmente descubrieron cómo digerir las cosas.

Una vez que el oxígeno prevalece, todas las demás presiones evolutivas ya existen para que a los insectos les vaya mejor en tamaños más grandes donde podrían competir mejor con aves, reptiles y mamíferos.

Ser pequeño ofrece muchas ventajas a los insectos en comparación con criaturas más grandes como:

1) Menos gasto de energía y más fuerza/velocidad: Los insectos pueden manejar un peso muchas veces mayor que el suyo, porque son pequeños. Si simplemente los amplía, esa ventaja se pierde fácilmente. Lo mismo ocurre con los insectos voladores.

2) Menos requerimiento de alimentos: Gastan menos energía ya que son muy pequeños y, por lo tanto, requieren menos alimentos.

3) Inmunidad contra factores externos: si un edificio se derrumba sobre ti, o te encuentras con un desprendimiento de rocas, lo más probable es que una hormiga de tu tamaño muera, las hormigas diminutas normales no lo harán, ya que cabrían en los huecos. Recuerde que las cosas más pequeñas pueden entrar en lugares grandes, no al revés.

4) Las fuerzas de la naturaleza: Al tamaño de los insectos, las fuerzas de la naturaleza se comportan de manera muy diferente. La tensión superficial triunfa sobre la gravedad, la resistencia del aire también. Prueba a tirar un elefante del burj khalifa y una hormiga, y lo sabrás. Lo mismo ocurre con la falta de impulso, lo que hace que la conservación del impulso sea mucho menos amenazante. Si tuviera que someterse al mismo tipo de maniobras aéreas que una mosca (escaladas en consecuencia), las G lo matarían.

Entonces, para que la evolución haga que los errores crezcan, se necesita un entorno que anule todas estas ventajas de ser pequeño. Un montón de comida y sin depredadores son respuestas obvias. Los entornos de fluidos de baja densidad y alta densidad también pueden lograr lo mismo.

Ser grande tiene muchos beneficios*, es por eso que el tamaño grande ha evolucionado tantas veces. La verdadera razón por la que los insectos de hoy en día no son grandes es porque no pueden crecer tanto sin cambiar drásticamente su anatomía, en particular su mecanismo de respiración, que tiene un tamaño muy limitado. En tamaños más grandes, la respiración espiracular/ traqueal simplemente no puede intercambiar mucho oxígeno porque es un sistema en gran parte pasivo que depende de la difusión. Por lo tanto, los insectos del tamaño que desea no pueden aparecer a menos que el contenido de oxígeno del aire sea mucho mayor. En el pasado, cuando era más alto, tenías algunos insectos enormes .

La otra cosa que puedes hacer es hacer que evolucionen en forma de pulmón, como el pulmón branquiostegal de los cangrejos cocoteros (que evolucionó a partir de branquias), no será tan creíble porque es un gran cambio, pero al menos los hará posibles. .

*incluyendo, mejor defensa, mejor ofensiva, mejor eficiencia metabólica, mejor eficiencia térmica, mejor capacidad para almacenar recursos, etc.

Como respondió L. Dutch, el componente crítico es más oxígeno atmosférico. El aliento de los insectos a través de una serie de agujeros en sus exoesqueletos llamados "espiráculos". Debido a la ley del cuadrado al cubo, los "espiráculos" no pueden reunir suficiente oxígeno para que el insecto del tamaño de una pelota de fútbol sobreviva. Obtendría oxígeno con seguridad, pero no sería eficiente para que las funciones biológicas continuaran... y el CO2 tampoco podría eliminarse de manera eficiente... y cualquier cosa que se expulse de un cuerpo generalmente causa problemas de salud si se le permite permanecer.

Dicho esto, hubo un punto en el que los insectos del tamaño de balones de fútbol no solo existían, sino que se consideraban insignificantes para los tamaños de insectos promedio de la época. El insecto más grande conocido fue Meganeuropsis permiana, que vivió hace 280-290 millones de años y medía 28 pulgadas de largo y 17 pulgadas de ancho. Este es también un período de tiempo en el que la atmósfera terrestre estaba en "oxígeno máximo" y el aire contenía una concentración de oxígeno del 30% (hoy, el oxígeno en la atmósfera es del 20%).

Esta no es solo la razón de los insectos grandes, sino también la razón por la que otros animales, como los dinosaurios, eran más grandes que los animales de hoy. En teoría, cualquier criatura que evolucione en estas condiciones también crecerá significativamente con el tiempo. Dicho esto, causará algunos problemas a los humanos específicamente, ya que dependemos del fuego para muchas de nuestras herramientas y para cocinar... las eras de pico de oxígeno estuvieron plagadas de frecuentes y devastadores incendios forestales que harían que los que tenemos hoy parecen dóciles por las comparaciones.