Ссылки для упрощенного доступа

logo-print

Наука: как появились на земле насекомые


Ирина Лагунина: До середины ХХ века палеонтологи считали большой удачей найти ископаемое насекомое. Эти организмы очень редко попадали в палеонтологическую летопись, так как они плохо сохранялись, и их к тому же не умели искать. Однако когда ученые научились определять останки насекомых в древних породах, выяснилось, что они играли огромную роль в формировании земной биосферы. О том, когда и как появились насекомые, рассказывает кандидат биологических наук, научный сотрудник лаборатории палеоэнтомологии Палеонтологического института РАН Кирилл Еськов. С ним беседуют Александр Марков и Ольга Орлова.



Александр Марков: Обычно, когда речь заходит о палеонтологии, первыми в голову приходят динозавры, вторыми, наверное, питекантропы с неандертальцами. А между тем все это сравнительно редкие малочисленные существа, а самую большую роль в наземном сообществе много сотен миллионов лет играют, конечно же, насекомые. Кирилл расскажите, пожалуйста, когда появились на земле насекомые.



Кирилл Еськов: Я просто хотел бы сразу же сделать ремарку по поводу первого вступления, что самые популярные - это динозавры, потом идут обезьянолюди всякие ископаемые. Надо сказать, что есть один палеонтологический объект, который опять-таки известен всем и по степени популярности недалек от него – это мухи в янтаре, как вы помните. Различные инклюзы в янтарях - это вещь, которая известна всем, пользуются широкой популярностью. И откуда множество, «Парк Юрского периода» можно на этом месте вспомнить, стихи Ломоносова, посвященные муравью, который по смерти в янтаре стал драгоценным. Так что все-таки у нас есть объекты, которые вполне известны широкой публике, а не только узким специалистам. Что касается насекомых, когда они появились, самые ранние находки – это каменноугольный период, имеется в виду крылатых насекомых, то, что называет насекомыми широкая публика, потому что есть еще бескрылые насекомые. Что это насекомые, мало кто знает.



Ольга Орлова: Муравьи, жуки.



Кирилл Еськов: Нет, это первично бескрылые, есть многие насекомые теряли крылья вторично, это речь не про них. Кроме того есть примитивные группы насекомых, которые никогда крыльев не имели.



Александр Марков: Муравьи, жуки – это крылатые.



Кирилл Еськов: Крылатых муравьев вы знаете. Более того, какие-нибудь паразитические насекомые, вши или блохи - это насекомые, предки которых имели крылья, потом они их лишились, а есть насекомые, которые крыльев никогда не имели.



Ольга Орлова: А кто такие бескрылые насекомые?



Кирилл Еськов: Например, такие есть так называемые чешуйницы. Под ванной иногда живут такие длинные торпедообразные насекомые с маленькими хвостиками, быстро бегают, серебристые как капельки. Вот они.



Александр Марков: В цветочных горшках часто прыгают коллемболы.



Кирилл Еськов: Крошечные, миллиметрового размера создания.



Ольга Орлова: И они такие древние?



Кирилл Еськов: Они еще древнее. Они, конечно, древнее крылатых, но они очень плохо попадают в палеонтологическую летопись, такая неприятность у них.



Ольга Орлова: Не сохраняется ничего?



Кирилл Еськов: Дело не в том, насекомые сохраняются очень хорошо в палеонтологической летописи. Дело в том, что хитин, которым покрыто насекомое, это достаточно прочная вещь и поэтому насекомые в палеонтологическую летопись, они маленькие, их трудно разглядеть, но сами по себе попадают достаточно часто. Более того, насекомые, когда их научились искать как следует, оказались одной из самых массовых групп.



Александр Марков: Окаменевшие ископаемые насекомые.



Кирилл Еськов: Конечно. Про янтари мы не говорим, янтари – это отдельная статья, вещь всем известная.



Александр Марков: Просто в камнях.



Кирилл Еськов: Да, просто в камнях насекомые – это тоже достаточно распространенное. Еще оказалось, что их не умеют искать. То есть по-настоящему рывок по изучению насекомых начался с годов 30-х 20-го века, до этого они действительно считались редкой экзотикой, чуть ли не в кунсткамеру каждое. А когда научились искать, оказалось, что их очень много. И это замечательная вещь, потому что наземные экосистемы на самом деле - это мир, который составлен в основном растениями и насекомыми, все что остальное, начиная от динозавров и кончая людьми и даже мышами - это все макушка пирамиды и мелочь, которая в балансе природы не очень большую роль играет. В основном растения и насекомые. Растения искать умеют давно и, более того, есть растения, они замечательные для палеонтологии тем, что у них есть споры и пыльца, которые летают везде. То есть нет такого водоема, куда бы не залетали споры и пыльца. Поэтому если освоить, научиться хорошо идентифицировать пыльцу и споры, то это дает палеонтологам совершенно замечательный способ для реконструкции ландшафтов, которые были. Потому что обычно, что попадает в палеонтологическую летопись? В палеонтологическую летопись попадают только зверушки, которые обитают вблизи стоячих водоемов. Для того, чтобы попасть в палеонтологическую летопись, зверушка должна утонуть, ее должно занести осадком, который имеет определенные характеристики, чтобы были определенные условия по наличию, отсутствию кислорода и отсутствие тех зверушек, которые бы ворошили этот осадок, то есть нужно сочетание целого количества случайностей. По-любому попадают только зверушки, которые либо ведут полуводный образ жизни, либо те, кто подходит близко к берегу. Практически весь мир обитателей древесных, он в палеонтологическую летопись почти что не попадает, то есть нужно редчайшее сочетание случайностей. А у растений ситуация другая. У растений, понятно, попадают в летопись макроостатки, большие остатки, то, что действительно растет в приречных местах обитания. Но при этом споры и пыльца могут в водоем попадать и дальше попадать в палеонтологическую летопись и от тех растений, которые растут вдали от водоемов. То есть о растениях, о растительном мире мы знаем лучше, чем о животном мире. Насекомые практически как растения, насекомые, слава богу, имеют крылья, они летают и при этом, соответственно, падают в водоемы. Падают, тонут, падают на дно и соответственно имеют шансы захорониться, даже если они не живут вблизи водоема. Насекомые, поскольку очень разнообразны, вы знаете, что насекомые - это самая большая группа животных в мире, то есть насекомых больше, чем всех прочих животных вместе взятых, причем намного больше.



Ольга Орлова: Каков порядок примерно?



Кирилл Еськов: Если не брать расчетов, которые делаются, исходя из обработанных, не обработанных коллекций, считается, что сейчас известно около полутора миллионов видов, из них миллион – это насекомые сразу, на самом деле гораздо больше. Потому что понятно, что позвоночные изучены все практически, находят иногда что-нибудь, насекомые, считается, что их изучена в лучшей случае половина существующего разнообразия, на самом деле есть группы, где гораздо меньше. Поэтому насекомые, понятное дело, самая разнообразная группа. Гигантский спектр экологических ниш освоена насекомыми. И поэтому для реконструкции ландшафтов насекомые необыкновенно хороши. Они, во-первых, довольно точно привязаны к местам обитания, очень разнообразны, хорошо попадаются в палеонтологическую летопись. И поэтому для реконструкции древних ландшафтов ископаемые насекомые - это вещь бесценная, чем дальше, тем больше наши представления о ландшафтах экосистемы былых времен начинают основываться на данных по ископаемым насекомым. Такая оказалась замечательная группа.



Ольга Орлова: Такое разнообразие насекомых было всегда, на протяжении всего существования нашей земли?



Кирилл Еськов: В общем да. Тоже нарастает, как у всех прочих, потому что разнообразие растет. Оно обваливается в моменты кризисов, которые были несколько раз, но в целом суммарное разнообразие всех групп живых организмов имеет тенденцию к увеличению.



Ольга Орлова: А чем объясняется такое разнообразие именно насекомых, почему так много их оказалось?



Кирилл Еськов: Вы знаете, насекомые выиграли совершенно замечательную экологическую нишу. Практически в своем размерном классе у них не имеется реальных конкурентов. И они умеют все. Они могут быть хищниками, они первыми, вообще говоря, освоили настоящую фитофогию, то есть питание зелеными частями растений и вообще живыми зелеными растениями. В своем размерном классе они не имеют конкурентов. У них великолепная физиология, которая целиком приспособлена к жизни в таком размерном классе. Школьник должен всегда сказать, что какие преимущества у насекомых – трахейное дыхание. Вы знаете, вы дышите легкими, вы должны закачать воздух в легкие, кислород, который содержится в этом воздухе, должен раствориться в тканевых жидкостях, в крови, в частности, вступить в соединение с гемоглобином, этот гемоглобин должен быть доставлен через кровяное русло к клеткам, которые его потребляют. Там опять сложные всякие обменные процессы. То есть вам нужна кровеносная система, в которую накладывается масса ограничений. Насекомые решили эту проблему гениально просто. Насекомое дышит через трубку, которая называется трахея. Это ветвящиеся трубочки, которые ветвятся до того, что в конце концов каждая отдельная трахея соединяется с каждой единичной клеткой. То есть каждая клетка тела насекомого соединена напрямую с поверхностью. И не нужен посредник в виде крови, всей сложной физиологии, которая на это накручивается.



Александр Марков: Выглядит довольно неэкономично в вашем изложении. Сколько же трубок нужно.



Кирилл Еськов: Самое главное, что у тебя выпадает целая система органов. Но это тебя жестко лимитирует по размеру. Такая система, основанная на прямой диффузии, работает только для очень маленьких животных.



Александр Марков: Но были довольно крупные насекомые.



Кирилл Еськов: Да, вот это замечательно. На школьных биологических олимпиадах очень любили этот вопрос. В карбоновом периоде существовали очень крупные насекомые стрекоза-меганевра, 70 сантиметров в размахе крыльев, до метра считается. Очень крупные не только насекомые, очень крупные многоножки, до метра величиной такие сосиски ползали. В том-то и дело, что они тоже трахейнодышащие. В каменноугольный период, в то время, когда происходит захоронение огромного количества углерода не окисленного, то есть когда получаются запасы угля. То есть из атмосферы у вас изымаются огромное количества углерода.



Александр Марков: То есть очень много кислорода было в атмосфере.



Кирилл Еськов: Очень много кислорода. Об этом же говорит так называемый обратный парниковый эффект. В это время как раз время очень крупных оледенений. СО2 - один из главных парниковых газов, убран из атмосферы, в этот момент существует мощное покровное оледенение, все южное полушарие в это время обмерзшее. Соответственно, больше кислорода в атмосфере, выше парциальное давление, поэтому можно для этих прямым образом дышащих насекомых, их можно делать больше. Потом ситуация в атмосфере поменялась, содержание кислорода вернулось к тем долям, которые сейчас примерно, и больше таких насекомых не появлялось. Насекомое как индикатор состава атмосферы, просто индикатор того, что кислорода в атмосфере содержалось, видимо, заметно больше, чем те изменения количества СО2, которые сейчас имеются, они несерьезные изменения.



Ольга Орлова: То есть это не виляет в такой степени.



Кирилл Еськов: Темп эволюционных изменений живого организма достаточно хорошо на палеонтологическом материале известен, но это миллионы или многие сотни лет. Первые миллионы многие сотни, скажем так, возраст насекомых, возраст видов насекомых. Понятно, что чтобы на что-то среагировать уменьшением, увеличением размеров, нужны временные интервалы таких размеров. Поэтому когда за двести лет увеличилось количество СО2, понятно, что на это никто не успевает среагировать
XS
SM
MD
LG