Гигантски хлебарки и скорпиони: Каква е била Земята през карбоновия период

Преди повече от 300 милиона години, преди епохата на гигантските динозаври, Земята е била покрита с гигантски насекоми. Представете си свят, в който водни кончета са с размерите на врани, а многоножките са дълги колкото автомобили. Добре дошли в карбоновия период. Защо по това време насекомите са били толкова огромни? Какво общо има кислородът с това? И защо тези насекоми са изчезнали?

Карбоновият период е един от най-променителните периоди в историята на Земята. Сухоземните масиви на планетата започват да образуват суперконтинента Пангея. В ландшафта са преобладавали обширни блата и топли, влажни гори. А гигантските насекоми не са били единствените огромни същества, които са бродили по планетата. Имало е и огромно разнообразие от морски обитатели, като ранни форми на акули и гигантско земноводно, което достигало до 6 метра дължина.

Първото нещо, което вероятно ще забележите, са гигантските насекомоподобни същества. Едно от най-емблематичните е меганура. Това насекомо е приличало на съвременно водно конче, но с една голяма особеност. Размахът на крилете му е бил до 75 см. По-страшното е, че е било месоядно и е ловувало други насекоми и малки земноводни.

Meganeura, with a wingspan of 65 cms, Carboniferous period.

That’s one hell of a dragonfly 😳 pic.twitter.com/lARihRMkyf

— Sec (@SecularScarlet) November 3, 2019

На сушата е живеела артроплевра. Това същество, подобно на многоножката, е достигало  дължина до 2,5 м и се е хранило с разлагаща се растителност. Друго страховито на вид насекомо е пулмоноскорпиусът. Това бил гигантски скорпион, който обикалял предимно блатистите райони на Земята. Те са достигали дължина 70 см. Съществували са и гигантски хлебарки, които достигали 10 см, както и маймуни с дължина на крилете 45 см.

Living in what is now northeastern North America and Scotland around 315 to 299 million years ago, Arthropleura reached 2.4 meters in length and was the largest known land invertebrates of all time https://t.co/2ilIfeiJKZ pic.twitter.com/ccrsCIe99t

— Massimo (@Rainmaker1973) June 16, 2020

Въпросът е как тези насекоми са станали толкова големи? Това е свързано с нивата на кислород. Изследванията показват, че през този период нивата на кислород в атмосферата са достигали до 35%. Сравнете това с 21%, които дишаме днес. Кислородът е един от ключовите фактори за гигантизма, който се среща при насекомите по това време. Но защо това ги е направило толкова гигантски?

Насекомите дишат по различен начин от останалите същества. Насекомите не разполагат с кръвоносна система за пренос на кислород, а вместо това той се доставя директно до тъканите им чрез мрежа от малки тръбички, наречени трахеи. Колкото повече кислород има в атмосферата, толкова по-големи са тези насекоми. Но може да има и други причини, поради които насекомите са достигнали този размер. Друга теория предполага, че насекомите са били принудени да пораснат толкова големи поради кислородна токсичност.

Solitary Rugose Coral fossils from the Carboniferous period (over 300 million years ago), County Donegal, Ireland. pic.twitter.com/QEDubus4wq

— Cormac's Coast (@cormac_mcginley) August 31, 2023

Колкото и невероятен да е кислородът, от едно хубаво нещо може да има твърде много. Прекалено многото кислород в тялото ви може да създаде така наречените "свободни радикали". Това са нестабилни молекули, които могат да увредят клетките ви и дори да повредят ДНК. В случая с нашите насекоми те са били принудени да пораснат толкова големи. В противен случай са щели да пострадат от кислородна токсичност.

Нарастването на размерите би забавило скоростта на усвояване на кислорода, което би ги принудило да страдат от твърде много кислород.

An assortment of Bryozoan fossils from the Carboniferous period (over 300 million years ago). County Donegal, Ireland. pic.twitter.com/75fYUiP0kQ

— Cormac's Coast (@cormac_mcginley) August 22, 2023

Насекомите вероятно са били звездите на тази епоха, но те не са били единствените, които са преживели огромни промени през карбоновия период. Този период е известен и като "въглищната епоха". Това се дължи на обширните въглищни пластове, които се образуват след разпадането на древните гори. Тези въглищни пластове са един от основните ни източници на енергия. Използваме ги и днес.

А много от плодовете и зеленчуците, които намирате в магазина за хранителни стоки, може да са потомци на растения отпреди повече от 300 милиона години. През карбоновия период се развиват първите семенни растения, което създава по-разнообразни екосистеми от тези, които сме виждали преди.

This photo shows the crown of Platycrinus saffordi, part of the Crawfordsville fauna of Indiana where it lived sometime during the upper Lower Carboniferous period, around 330.9 to 346.7 million years ago

[📷 James St John: https://t.co/0wYxm3HgUC] pic.twitter.com/j3kCaJw3jL

— Massimo (@Rainmaker1973) August 9, 2023

Говорейки за промени, атмосферата е друга част от Земята, която еволюира през този период. Земята е имала буен, подобен на парник климат. Топли и влажни температури, които да поддържат блатистите гори. Но с напредването на периода, в продължение на милиони години, климатът е преминал към така нареченото състояние на Земята като ледена къща. Температурата става значително по-ниска и започват да се образуват ледени покривки, главно в южното полукълбо. Но защо се е случило това?

Земните маси бавно са се формирали заедно, за да създадат суперконтинент, известен като Пангея. А когато толкова големи земни маси започнат да се движат, това може сериозно да повлияе на океанските течения, ветровете и глобалния климат.

This absolute beast is the fossilised tooth from a rhizodont, a massive predatory lobe-finned fish that thrived during the Carboniferous period! They could grow up to 7m in length making them the largest freshwater fish to ever exist. This specimen is in @hunterian collections 🖤 pic.twitter.com/tDANNVoPY5

— Dr Katie Strang (@palaeokatie) June 21, 2023

Тропическите гори са се разпаднали, което е довело до намаляване на фауната и растителността, които преди това са били в разцвет. Тъй като тропическите гори са намалели, това означава, че нивото на кислород е намаляло. Преди да се усетят, масивните насекоми са започнали да умират и да изчезват. Без наличните по-високи нива на кислород, които да поддържат техния размер, тези гигантски насекоми не могат да оцелеят.

Нивата на кислород и по-сухият климат са създали местообитание, което е по-подходящо за по-малките насекоми. В този момент започват да се появяват и ранните влечуги, които правят ландшафта много по-труден за насекомите.

Goniatite fossils - stone copies of the shells that littered what was an ancient sea floor, during the late Carboniferous period over 300 million years ago.
County Clare, Ireland. pic.twitter.com/ftcDn56Tfu

— Cormac's Coast (@cormac_mcginley) October 25, 2022