昆虫は肺を通して呼吸するのではなく、体のあらゆる部分に酸素を供給する細い空気管のネットワークである気管を持っています。空気の交換は昆虫の体の表面にある小さな開口部を通して行われます。昆虫が大きくなるほど、組織に十分な酸素を供給するために気管が長くなり、幅も広くなる、と研究者らは説明する。しかし、大きさが3ミリメートルから3.5センチメートルの甲虫種のX線画像は、より大きな甲虫の気管系が小さな甲虫の気管系よりも不釣り合いに大きいことを示しました。研究者らは、大型甲虫は体の酸素要求量を賄うために、体の大きさに比べて約20パーセント多い気管容積を必要とすることを観察した。
しかし、調査の結果、気管の寸法は自然の限界、つまり昆虫の脚が体に結合する点で限界に達することが示されました。この接続のサイズには制限があるため、脚に酸素を供給する気管の直径は一定の大きさにしか達することができないと研究者らは説明する。これに応じて、カブトムシの最大の大きさは約15センチメートルであると計算されました。これは、体長15～17センチメートルに達する、南米の熱帯雨林に生息する地球上で最大の甲虫であるオオカミキリの長さと全く同じだ。
しかし、約 3 億年前の化石が示すように、かつては地球上にさらに大きな昆虫が存在していました。研究者らによると、当時、例えばトンボの羽を広げると70センチ以上あったという。しかし、当時、地球の大気中には約 35 パーセントの酸素があったでしょうか?現在の 21 パーセントとは対照的です。このように酸素濃度が高くなると、気管系もこれらの巨大な昆虫の足に適切に酸素を供給することができた、と研究者らは結果から結論付けている。
