Il y a 300 millions d’années, le ciel de notre planète était dominé par des créatures cauchemardesques, à l’image d’ancêtres des libellules arborant une envergure vertigineuse de 70 centimètres. Depuis des décennies, les biologistes justifiaient la disparition de ces insectes titanesques par une simple baisse du niveau d’oxygène dans l’atmosphère. Pourtant, une récente étude internationale vient de pulvériser cette théorie bien ancrée. Ce n’est pas le manque d’air qui a fait rétrécir ces géants, mais une menace d’une tout autre nature.

Le dogme de l’asphyxie remis en question

Durant la période du Carbonifère, la prolifération de nouvelles forêts a fait grimper le taux d’oxygène atmosphérique à des niveaux spectaculaires, dépassant de 45 % les standards actuels. Jusqu’à présent, le lien de cause à effet avec le gigantisme animal semblait irréfutable.

Dépourvus de poumons, les insectes respirent via un réseau de tubes internes appelés trachéoles. La logique scientifique voulait donc que la baisse progressive de la concentration en oxygène au fil des millénaires ait littéralement étouffé les espèces les plus massives, les forçant à réduire leur taille corporelle pour survivre avec moins d’air.

Crédit : Estelle Mayhew, griffon adapté d'une image d'Aldrich Hezekiah

Comparaison entre la plus grande libellule griffon répertoriée dans les archives fossiles et la plus grande libellule moderne, la libellule géante à queue en pétale.

Une anatomie qui cache une marge d’évolution insoupçonnée

Cependant, des chercheurs des universités de Pretoria et d’Adélaïde ont passé ce postulat au crible en analysant l’anatomie intime de 44 espèces modernes et de plusieurs fossiles exceptionnellement préservés. Leurs résultats, publiés dans la prestigieuse revue Nature, remettent tout en cause.

Dans les muscles dédiés au vol, ces fameux tubes respiratoires n’occupent en réalité qu’une fraction infime de l’espace, représentant à peine 1 % du volume musculaire total.

Même chez le Meganeuropsis permiana, un prédateur préhistorique pesant près de 100 grammes, la densité de ces canaux restait dérisoire. À titre de comparaison, le réseau de capillaires sanguins irriguant les muscles d’un mammifère ou d’un oiseau prend dix fois plus de place.

En clair, si l’oxygène avait été le véritable frein à leur développement, l’évolution aurait eu toute la place physique nécessaire pour démultiplier ces voies respiratoires internes afin de compenser le manque d’air. L’asphyxie n’était donc absolument pas une barrière infranchissable.

Crédit : Antoinette Lensink et Edward Snelling

Muscle de vol d’insecte (à gauche) comparé au tissu cardiaque de mammifère (à droite), contrastant la taille et l’espace différents nécessaires pour accueillir les structures d’approvisionnement en oxygène des insectes (trachéoles) par rapport aux mammifères (capillaires).

La véritable menace venait d’en haut

Pour trouver le véritable coupable de ce rétrécissement mondial, il faut observer l’évolution de leurs concurrents. Il y a environ 135 millions d’années, lors du Crétacé, les niveaux d’oxygène sont remontés de manière significative. Si la théorie classique était exacte, les insectes auraient dû retrouver leur carrure de mastodontes. Or, ils sont restés petits.

La raison est purement écologique : l’émergence des oiseaux et des ptérosaures. Face à ces nouveaux prédateurs vertébrés, redoutables et extrêmement agiles, un insecte de la taille d’un faucon constituait une proie beaucoup trop lente et appétissante. Pour échapper à ce massacre en règle et survivre dans cette nouvelle niche hyper-compétitive, l’évolution a privilégié la compacité et la manœuvrabilité.

Comme le rappelle le professeur Roger Seymour, co-auteur de l’étude, si l’air était le seul problème, des arthropodes terrestres très économes en énergie (comme les araignées) auraient continué de prospérer sous des formes gigantesques. Nos insectes modernes n’ont donc pas manqué d’oxygène ; ils ont simplement dû fuir une redoutable concurrence aérienne pour ne pas être dévorés.