Het eerste bewijs van eencellige organismen dateert van ongeveer 3,8 miljard jaar geleden, kort nadat de nieuw gevormde aarde voldoende was afgekoeld om organisch leven te laten ontstaan. Meercellige dieren evolueerden minder dan een miljard jaar geleden, terwijl grotere en complexere dieren iets meer dan een half miljard jaar geleden verschenen. Gedurende het grootste deel van de geschiedenis van de aarde werd de planeet gedomineerd door organismen die niet groter waren dan de diameter van één menselijke haar.

Grote dieren hebben doorgaans meer tijd nodig om te groeien en volwassen te worden, waardoor ze zich langzamer voortplanten. Terwijl muizen een korte generatietijd hebben (hoe lang het duurt voordat een pasgeboren baby opgroeit en bevalt) van ongeveer 12 weken, duurt het bij olifanten dichter bij 25 jaar.

Grote soorten hebben de neiging langzamer te evolueren en zijn mogelijk minder goed in staat om te gaan met veranderingen op langere termijn in de fysieke en biologische omgeving. Grotere organismen hebben ook de neiging het slechter te doen bij massale uitstervingsgebeurtenissen. Niets veel groters dan een huiskat overleefde de inslag van een asteroïde die 66 miljoen jaar geleden de dinosauriërs uitroeide.

Erg groot zijn vereist veel meer specialisatie en een langzamere voortplanting, en beide verkleinen de kansen om de omwentelingen in het milieu te overleven. Grotere gewervelde dieren hebben bijvoorbeeld onevenredig dikkere botten en grotere spieren nodig. Een spitsmuis zo groot als een olifant zou snel zijn poten breken als hij probeerde te lopen.

Het is dus niet verrassend dat veel groepen dieren van relatief kleine omvang lijken te zijn, en dat de vroegste vertakkende vertegenwoordigers doorgaans vrij klein zijn. Tot de zustergroepen van de gevleugelde insecten behoren de minuscule springstaarten (meestal minder dan 6 mm), terwijl de microscopisch kleine tardigrades of 'waterberen' de zustergroep zijn van de geleedpotigen (waaronder spinnen en schaaldieren) en fluwelen wormen.

De vroegste zoogdieren en enkele van de vroegste dinosauriërs (zoals Eoraptor, die nog geen twee meter lang is) waren ook relatief klein vergeleken met hun latere, vaak gigantische neven.

Waarom zou je überhaupt de moeite nemen om groter te worden?

Er zitten veel voordelen aan groter zijn. Groter formaat kan het gemakkelijker maken om roofdieren te ontwijken (olifanten en walvissen hebben weinig andere vijanden dan mensen), op prooien te jagen, rivalen te verslaan en tijdelijke ontberingen te doorstaan.

Grotere organismen zijn doorgaans ook beter in het vasthouden van warmte (vanwege hun relatief kleinere oppervlak) en hebben een groter potentieel voor intelligentie.

Maar wetenschappers geloven dat er een bovengrens is aan de celgrootte. De mechanismen van celdeling vallen uiteen bij zeer kleine en zeer grote afmetingen.

Alle levende wezens hebben ook te maken met een universele fysieke beperking zoals opgemerkt door Galileo Galilei. Grotere cellen hebben doorgaans een kleiner oppervlak per volume-eenheid. Dit betekent dat de natuurlijke beweging (diffusie) van moleculen van gassen, voedingsstoffen en afval in en uit de cel niet voldoende is om alles draaiende te houden zonder een transportsysteem. Deze moleculen moeten zich ook nog verder verplaatsen in grotere cellen.

Bij het bouwen van een groter organisme zijn dus twee dingen betrokken. Ten eerste, het groeperen van veel cellen zodat ze kunnen samenwerken. Ten tweede, het specialiseren van verschillende cellen voor verschillende taken, waaronder structurele ondersteuning, het verteren van voedsel en het verplaatsen van zaken zoals zuurstof en CO₂ rond.

Het alternatief is plat of draadachtig worden (zoals paardenhaarwormen) of dun en plat (zoals platwormen). Deze dieren hebben geen intern transportsysteem nodig omdat geen van hun cellen (of hun inhoud) ver verwijderd is van de omringende lucht of water.

De paleontoloog Edward Cope (1840–1897) stelde voor dat individuen binnen alle geslachten in de loop van de evolutionaire tijd in omvang toenemen. Hoewel dit in statistische zin waar is, zijn er veel uitzonderingen, en massale uitstervingsgebeurtenissen verplaatsen de zaken vaak naar het kleinere uiteinde van het spectrum.

Teken de grootteverdeling voor bijna elke grote groep dieren en je zult een opvallend positieve scheeftrekking ontdekken:de meeste soorten zijn veel dichter bij de kleinste maat dan de grootste maat binnen hun oudergroep, en er zijn relatief weinig grote soorten. Er zijn bijvoorbeeld meer soorten insecten (ongeveer 5 miljoen) dan alle andere groepen dieren bij elkaar, waardoor ze misschien wel de meest succesvolle dierengroep op aarde zijn.

De meeste insecten zijn kevers, met een gemiddelde lichaamslengte van ongeveer 6 mm. Reuzen zoals de Hercules- (17 cm lang) en olifantenkevers (13 cm lang) zijn uiterst zeldzaam.

Door hun kleine formaat kunnen dieren in een grotere diversiteit aan niches leven en de hulpbronnen fijner verdelen, waardoor meer soorten en individuen in dezelfde habitatruimte kunnen worden ondergebracht. Insecten zijn meesters in deze strategie.

De zachtmoedigen zullen de aarde erven, en daarbuiten

Ondanks de neiging van organismen om naar grotere afmetingen te evolueren, hebben de eenvoudigste en kleinste organismen nog steeds veel ongelooflijke capaciteiten die grotere organismen missen.

Veel van deze kleine ‘extremofielen’ kunnen omgevingen overleven die de meeste andere levensvormen uitroeien.

Sommige archaea (eencellige organismen zonder kern) zijn bestand tegen temperaturen van meer dan 200°C rond diepzeeopeningen, terwijl andere soorten kunnen gedijen in water met een hoge zout-, zuur- en alkalische concentratie. Op dezelfde manier zijn de kleine tardigrades bestand tegen temperaturen tussen 150°C en -200°C, het vacuüm van de ruimte, dat tientallen jaren uitdroogt, en stralingsdoses die duizend keer zo hoog zijn als die nodig zijn om een ​​mens te doden.

Er zijn zelfs kleine nematodenwormen die onder drie kilometer vast gesteente kunnen leven.

Sommige wetenschappers denken dat microben interplanetaire reizen in meteorieten zouden kunnen overleven. Wetenschappers denken ook dat al het leven dat we elders in het zonnestelsel aantreffen, een gemeenschappelijke oorsprong kan hebben met het leven op aarde, en dat het klein begint.

Aangeboden door The Conversation

Dit artikel is opnieuw gepubliceerd vanuit The Conversation onder een Creative Commons-licentie. Lees het originele artikel.