Жуки помнят динозавров

Большинство современных семейств жуков живут на Земле еще со времен существования динозавров. Такие выводы предоставила международная группа учёных, в состав которой вошли специалисты из США, Великобритании, Германии, Испании и Чехии.

До сих пор в научной среде имела широкое распространение гипотеза, согласно которой развитие отряда жесткокрылых (Coleoptera), самого разнообразного и богатого видами отряда насекомых, было непосредственно связано с появлением цветковых растений (Angiospermae). Иными словами, бурное развитие отряда началось не ранее чем 145 миллионов лет назад, считали эволюционные биологи. Однако некоторые исследователи допускали, что развитие отряда жесткокрылых, в который входит до четверти всех известных учёным видов живых существ, могло начаться значительно раньше появления цветковых, или покрытосеменных, растений, произошедшего в меловой геологический период (145–65 миллионов лет назад).

По словам ведущих авторов последнего исследования, Тоби Ханта из Британского музея естественной истории и Йоханнеса Бергстена из Имперского колледжа Лондона, верные представления о развитии и генетическом родстве видов жуков позволят биологам лучше узнать возможности биологической вариативности и для всех остальных живых существ. Именно поэтому изучение эволюции отряда жесткокрылых крайне важно для развития биологического знания в целом.

«Если мы попробуем изучить эволюционные изменения жесткокрылых, мы сможем хотя бы на четверть понять механизмы функционирования биологической вариативности», – заметил Бергстен.

Учёные провели филогенетический анализ отряда жесткокрылых. Используя макромолекулярные данные, учёные сравнили последовательности ДНК у представителей 1900 видов из более чем 80% известных семейств жесткокрылых, общее число которых – 168. Обычно, чтобы установить родство между животными, учёные изучают изменения лишь одного гена, но для столь большого числа видов биологи решили следить сразу за тремя «инструкциями по сборке белков».

Эта позволило определить генетическое родство в подотряде разноядных жуков (Polyphaga), в который входят почти 300 тысяч видов.

Генетический анализ выявил 5 семейств разноядных жуков, которые являются древнейшими прародителями всех остальных видов, входящих в отряд Coleoptera.

Более того, как показал дальнейший анализ с привлечением ископаемых свидетельств, первые представители этих пяти семейств появились 250 миллионов лет назад, в юрском периоде, то есть много раньше того времени, когда по Земле распространились покрытосеменные растения.

«Мы обнаружили, что пять небольших семейств, которые являются древнейшими прародителями остальных видов жуков, жили более 250 миллионов лет назад», – рассказали учёные.

Как отмечают сами исследователи, развитие семейств в дальнейшем пошло по нескольким направлениям, и действительно с появлением цветковых растений представители отряда, возможно, получили новые возможности для собственного развития. Каждый вид растений мог быть отдельной нишей для определенного вида жука, поэтому с появлением новых растений у жесткокрылых появилось больше возможностей для развития видового разнообразия.

Впрочем, учёные подчеркивают, что к моменту развития покрытосеменных растений на Земле уже обитали более сотни современных семейств жесткокрылых, то есть больше половины их нынешнего разнообразия. Впрочем, это не означает, что присутствовала и большая часть современных видов, тем более если учесть оценки, по которым не открытыми по сей день остаются более половины видов жуков. Так или иначе, уверены исследователи, развитие новых экологических ниш могло лишь подстегнуть эволюцию некоторых подотрядов, но не было основным фактором, определившим характер развития этого отряда насекомых.

Более того, по словам авторов исследования, еще одним подтверждением результатов их исследования является тот факт, что за многомиллионную историю существования отряда его представители продемонстрировали умение осваивать новые экологические ниши, не свойственные им прежде способы питания, охватывая, таким образом, практически все доступное им пространство флоры.

«Жукам удалось освоить разнообразные ниши: они могут жить и под корой, и под камнями, не повреждая свои задние перепончатые крылья. Таким образом, жуки могут, приспосабливаясь к различным местам и условиям обитания, рассеиваться по всей планете. Именно благодаря своему экологическому разнообразию и способности приспосабливаться к окружающей среде жуки в отличие от динозавров не вымерли, а продолжили успешное существование», – подытожил Бергштен.

Ознакомиться с результатами исследования можно в журнале Science.