Как возникли крылья насекомых? Этот вопрос является нераскрытой тайной эволюции. Несмотря на многолетние исследования, до сих пор не совсем ясно, из какой структуры тела на самом деле развились крылья насекомых и какова была их первоначальная функция, когда они еще не были достаточно эффективны для активного полета.
Учёные из Биологического центра Чешской академии наук (BC CAS) также участвовали в поиске ответов на эти вопросы в недавно обнаруженных доисторических окаменелостях древней группы насекомых.
Существуют различные гипотезы относительно происхождения крыльев насекомых. В некоторой степени они зависят от того, жил ли общий предок крылатых насекомых в водной или наземной среде. В то время как несколько исследований связывают происхождение крыльев с жабрами некоторых представителей водных насекомых, в настоящее время более распространена версия о наземном происхождении крылатых насекомых.
Новые доказательства предоставлены международной группой исследователей с участием энтомологов из Биологического центра в исследовании, только что опубликованном в журнале Communications Biology.
Чешские ученые вместе со своими немецкими коллегами обнаружили в карьере в Нижней Саксонии новые палеозойские окаменелости личинок древней группы насекомых под названием Palaeodictyoptera, царствовавших в каменноугольном периоде и вымерших в конце палеозоя. Своим строением тела эти личинки напоминают гипотетического предка крылатых насекомых и, таким образом, дают новые ключи к разгадке этой эволюционной тайны.
В окаменелостях ученые обнаружили несколько приспособлений для жизни в водной среде, в первую очередь несколько пар уплощенных выступов по бокам брюшка, которые, вероятно, функционировали как жабры.
У личинок они также наблюдали три пары будущих крыльев на грудной клетке, детальное строение которых очень похоже на вышеупомянутые жаберные пластины на брюшке. Таким образом, можно предположить, что эти так называемые подушечки крыльев также участвовали в поглощении кислорода из водной среды.
"Хотя наши окаменелости, безусловно, не относятся к предку крылатых насекомых — это всего лишь личинки, а взрослые особи этой группы уже имели полностью функциональные крылья, это все еще относительно древняя группа насекомых. Учитывая тот факт, что личинки других древних таксонов насекомых, таких как поденки и стрекозы, также являются водными, это подтверждает возможность того, что водная среда сыграла важную роль в самом начале эволюции крылатых насекомых", - предполагает Павел Срока из Института энтомологии Британской Колумбии CAS.
"Первые формы выступов на грудной клетке, которые дали начало более поздним крыльям, таким образом, могли возникнуть как органы для дыхания, функционально похожие на то, что мы видим в этих окаменелостях", - говорит Павел Срока.
Источники информации
- Jakub Prokop et al, Thoracic and abdominal outgrowths in early pterygotes: a clue to the common ancestor of winged insects?, Communications Biology (2023). DOI: 10.1038/s42003-023-05568-6