В современном мире, пока нет абсолютно точной, доказанной версии о том, как появились насекомые. Да и в принципе филогенетика (наука о эволюции), пока что по большей части состоит из теорий, которых то опровергают, то доказывают, или воздвигают новые. С каждым десятилетием мы изучаем эволюцию насекомых все на более высоких уровнях.
Есть гипотеза, что ракообразные вышедшие на сушу эволюционировали, утратили лишние сегменты, лапки, вырастили крылья и уменьшились в размерах, чтобы успешнее выживать в таких условиях.
Насекомые произошли от ...
Ещё сто лет назад учёные считали, что насекомые произошли от многоножек:
Насекомые происходят от личинок многоножек, которые имели мутации лапок и сегментов. Они развились до имаго не изменясь в формах и размерах, преобретая в ходе эволюции крылья. Кстати, сейчас тоже иногда рождаются такие многоножки-мутанты.
Сегодня же, генетика и палеонтология рисуют иную картину: насекомые и ракообразные — сестринские группы, имеющие общего предка.
Ключевое доказательство — генетическое. У раков и насекомых подразделение туловища на грудь и брюшко регулируется одной и той же системой генов. Такое совпадение почти невозможно при независимом развитии — значит, механизм унаследован от общего предка.
Особенно поразительно сходство примитивных насекомых — прыгающих щетинохвосток (Archaeognatha) — с тасманийскими горными креветками (Syncarida). Оно простирается вплоть до клеточных структур и характера экспрессии генов. Объяснить это конвергенцией (независимым развитием схожих черт) невозможно — среды обитания у них совершенно разные: сухопутная и водная. Значит, они имели именно членистоногого предка, который пока неизвестен.
А что с гепотезой с многоножками?
Многоножки, вопреки прежним представлениям, не являются предками насекомых. Генетика показывает: они ближе к хелицеровым (паукам, клещам), чем к насекомым.
Внешнее сходство многоножек и насекомых и есть — результат конвергентной эволюции.
Эволюционные инновации: крылья и метаморфоз
После выхода на сушу, предки насекомых, а затем и сами насекомые, совершили ещё два грандиозных эволюционных прорыва:
Появление крыльев (около 400 млн лет назад). Существует несколько гипотез их происхождения:
- из паранотальных лопастей грудных тергитов;
- из видоизменённых жабр (как у личинок подёнок);
Полёт дал насекомым колоссальные преимущества: мобильность, доступ к новым ресурсам, уход от хищников.
Развитие метаморфоза — радикального изменения формы тела в ходе развития:
- Неполное превращение (гемиметаболия): яйцо → личинка → имаго. Личинки похожи на взрослых, но меньше и без крыльев (стрекозы, тараканы).
- Полное превращение (голометаболия, около 350 млн лет назад): яйцо → личинка → куколка → имаго. Личинки (например, гусеницы) совершенно не похожи на взрослых. Это снизило конкуренцию между стадиями за ресурсы.
Хронология: вехи эволюции насекомых
- Ордовик (≈ 480 млн лет назад): появление первых наземных насекомых (предположительно, первичнобескрылых).
- Девон (390–350 млн лет назад): древнейшие ископаемые насекомые (Rhyniella praecursor).
- Каменноугольный период (358–299 млн лет назад): взрыв разнообразия крылатых насекомых (птериготы).
- Пермский период (299–252 млн лет назад): появление эндоптеригот — насекомых с полным метаморфозом.
- Триасовый период (252–201 млн лет назад): выживание после массового вымирания и формирование основ современных отрядов.
- Юрский период (201–145 млн лет назад): появление многих современных семейств.
- Меловой перилд (145–66 млн лет назад): коэволюция с цветковыми растениями — расцвет бабочек, пчёл, жуков. Появление первых муравьёв.
- Кайнозой (от 66 млн лет назад до нынешнего времени): формирование современных родов насекомых.
Почему насекомые стали хозяевами планеты
Их успех объясняется сочетанием факторов:
- Высокая плодовитость: одна самка может отложить сотни яиц.
- Малый размер: доступ к микронишам.
- Метаморфоз: снижение конкуренции между стадиями.
- Полёт: мобильность и освоение новых территорий.
- Адаптивность: быстрая эволюция в ответ на изменения среды.
- Коэволюция с растениями: взаимная адаптация с цветковыми растениями усилила разнообразие
История насекомых — это история невероятных трансформаций. Они прошли путь до господствующей группы наземных животных. Их эволюция — пример того, как генетические перестройки, морфологические адаптации и взаимодействие с окружающей средой создают биологическое разнообразие.
И эта история не закончена. Насекомые продолжают эволюционировать, адаптируясь к новым условиям — включая те, что создаёт человек. Они остаются не только одними из старейших животных планеты, но и её непревзойдёнными новаторами.