Ссылки для упрощенного доступа

logo-print

Наука: когда насекомые научились летать


Ирина Лагунина: История развития насекомых таит в себе множество загадок. Ученые до сих пор точно не знают, как и почему насекомые научились летать, однако пытаются восстановить по этапам этот процесс. Об эволюции насекомых продолжает рассказывать кандидат биологических наук, научный сотрудник лаборатории палеоэнтомологии Палеонтологического института РАН Кирилл Еськов. С ним беседуют Александр Марков и Ольга Орлова.



Ольга Орлова: Кирилл, в прошлой передаче мы говорили о той роли, которую насекомые играют в биосфере.



Кирилл Еськов: В качестве индикаторов насекомые очень хороши, как мы говорили, потому что множество стратегий есть и много есть насекомых, про которых известен образ жизни, который они ведут, поэтому можно отслеживать изменения в других группах. Например, непонятно, когда появились наземные моллюски, по той причине, что они плохо сами попадают в палеонтологическую летопись, очень неудачная группа. Понятно, что в Юрском периоде, наверное, должны быть, но самих их нет. Но зато в Юрском периоде есть такая группа жужелиц замечательная у нас в таком классическом местонахождении Каратау, которые занимаются сейчас охотой на моллюсков наземных и у которых очень специфическое строение челюстей, у них челюсти сильно скособочены и они ими вскрывают тонкие ракушки моллюсков, как консервным ножом. Поэтому когда мы находим такого рода этих самых жужелиц с этими самыми челюстями, мы можем с достаточной степенью уверенности говорить, что в это время, по-видимому, моллюски уже были. То есть они нам не попадаются в летописи, но судя по всему, они были. Случаев таких достаточно много, когда по именно составу фауны насекомых можно делать заключение о неких животных и растениях, которых мы самих в палеонтологической летописи не видим.



Александр Марков: Скажите, Кирилл, об истории развития насекомых что-нибудь известно? Кто были их предки?



Кирилл Еськов: Вы знаете, я на этом месте должен совершенно честно сказать, что в отличие от перехода от кистеперых к примитивным лабиринтодонтам, которым действительно, так повезло, что известен во всех деталях, у нас, к сожалению, с этим гораздо хуже. У нас есть только косвенные данные, которые основаны на сравнительной эмбриологии, на сравнительной анатомии и прочем. Палеонтология, как раз ключевая вещь происхождение крылатых насекомых, к сожалению, у нас не попадает. Причина в том, о чем как раз мы говорили. Образ жизни понятен, он реконструирован, что это как раз обитатели древесных крон были.



Александр Марков: Это первые крылатые насекомые?



Кирилл Еськов: Понятно более-менее, как это возникало, как возникают параноталии, то есть первые выросты на груди, которые позволяли планировать, как возникают швы, то есть по косвенным признакам понятно дает замечательным не хищным группам, которые жили в кронах, они им позволяли как раз избегать всяких хищников, пауков прежде всего и хищных многоножек губоногих, которые за ними охотились. Вот прыжок с одной ветви на другую, который позволяет уйти от хищника, он как раз, понятно, собственно говоря, зачем возникает.



Александр Марков: Это вы говорите про происхождение крыльев?



Кирилл Еськов: Про происхождение крылатых насекомых. И понятно та же самая причина, о которой я говорил, что, к сожалению, обитатели древесных крон и обитатели почв, вторая группа, которая очень плохо попадает в палеонтологическую летопись. Поэтому со всей революционной откровенностью могу сказать, что таких замечательных переходных форм как ихтиостег или тактилак какой-нибудь или переходных форм, которые есть у хелицеровых, которыми я, собственно говоря, узко занимаюсь, переход от примитивных трилобитоподобных существ до скорпионов и прочих, все расписано просто пошагово. А у насекомых, к сожалению, не можем мы представить ихтиостегу и тактилака.



Александр Марков: Потому первичнобескрылые, вы говорите, плохо сохраняются.



Кирилл Еськов: Первичнобескрылые сохраняются плохо, потому что они в почве. Они есть в малом количестве, их мало, но они есть, начиная с силурийского периода они есть. Но они фактически нам ничего не добавляют. Первичнобескрылые насекомые мало отличающиеся от того, что есть сейчас. Ключевое событие, когда происходит то, что называют насекомым, не специалист с кафедры энтомологии, а обыватель, когда появляется муха или стрекоза, крылатое насекомое, которое может летать. Происхождение полета, которые был ключевой ароморфоз для группы, в этом плохо.



Александр Марков: Все-таки в каменноугольном периоде произошло.



Кирилл Еськов: Тут интервал понятный. В девоне у нас первичнобескрылые ловятся, которые, вообще говоря, в это время существуют.



Александр Марков: Это скорпионы, паукообразные.



Кирилл Еськов: Скорпионы, пауки.



Александр Марков: А пауки уже были тогда?


Кирилл Еськов: Да, с девона, с девонского периода пауки известны. Первичнобескрылые насекомые также известны с девона, сейчас первые находки первичнобескрылых насекомых - девон. Все это есть, и потом соответственно с карбонного периода, с намюр-б идут в ощутимом количестве, начинают идти примитивные крылатые насекомые. Это ископаемые отряды.



Александр Марков: Намюр-б когда это было?



Кирилл Еськов: Где-то середина карбонового периода, скажем, чтобы проще было, где-то миллионов 320.



Александр Марков: А первые крылатые насекомые отличались от современных?



Кирилл Еськов: Да, это полностью вымершие отряды паолиды, они считаются родственны нынешним поденкам, у которых личинка живет в воде, а потом происходит массовый вылет и на протяжении нескольких часов такие ажурные существа порхают над речками и прудами. Лет, размножение, откладывают яйца и после этого умирают, потому что у них эфемерное имаго, никаких функций кроме разложения они не несут. Оно живет в виде личинки, причем личинки есть многолетние у некоторых групп. То есть всю жизнь проводит в виде личинки, в воде, дальше происходит вылет. Поденка - это единственный современный отряд, который сохраняет так называемые имагинальные линьки. Имаго – это взрослое насекомое. У вас есть личинка, которая линяет несколько раз и потом в конце концов получается взрослое насекомое, способное к размножению. Оно не линяет никогда. Иногда оно проходит состояние куколки, есть покоящаяся стадия, которая позволяет как раз сделать очень разные имаго и личинку, очень резко отличающихся друг от друга, как у бабочки и гусеница. Что между ними общего? Ничего. Это позволяет бабочке и гусенице занимать совершенно разные экологические ниши, чтобы имаго не конкурировало со своей личинкой. Это очень удобно. Здесь возникает проблема, что такая сложная перестройка требует покоящейся стадии, когда происходит полный распад ткани на этом месте, имагинальное превращение насекомых с полным превращением - это просто поэма биоинженерная. Так вот соответственно сейчас есть только одна группа, которая сохраняет имагинальные линьки, у которых имаго продолжает линять, у которых крыло живое. Дело в том, что у насекомых у всех мертвое крыло.



Ольга Орлова: Это что значит?



Кирилл Еськов: Это значит, что в крыле нет живых тканей. Покров состоит из живых клеток, но внутри крыла нет ничего.



Ольга Орлова: И они, соответственно, не восстанавливаются никак.



Кирилл Еськов: Поэтому оно очень легкое и замечательное по своим аэродинамическим характеристикам.



Александр Марков: Но и линять не может соответственно такое крыло.



Кирилл Еськов: Линять соответственно такое крыло не может. Это все однократно, все на один раз делается. А есть группы поденка - это единственная группа, у которых внутри крыла сохраняются живые ткани и она может несколько раз сделать, что вроде бы хорошо, но на самом деле ничего хорошего, потому что крыло тяжелое.



Александр Марков: Из-за того, что там живые ткани, оно тяжелое.



Кирилл Еськов: Оно тяжелое. Поэтому поденка, у нее порхающий полет, на который без слез не глянешь, что называется. Так вот эти полиды древние, у них как раз крылья как у поденок, примитивные крылья с живой тканью внутри, которые просто показаны. То есть это как раз то, с чего начиналось. Эти насекомые, которые первые появились, они здорово отличались от нынешних, это вымершие отряды, от которых ничего не осталось. Но в принципе понятно, чему они более-менее родственны.



Александр Марков: Как дальше складывалась судьба насекомых? Есть там какая-то прогрессивная эволюция?



Кирилл Еськов: С этого момента история насекомых изучена, когда они уже появились, там огромное количество палеонтологического материала восстановлено очень хорошо. У нас очень обидная дырка именно с происхождением. Нет у нас ничего, к сожалению, похожего на ихтиостегу и тактилака.



Александр Марков: Кирилл, вроде такая информация сейчас, что по молекулярно-генетическим данным от ракообразных произошли насекомые, причем не просто от ракообразных, а от ластоногих.



Кирилл Еськов: Мейнстримная теория, считалось, что это многоножек, от губоногих многоножек, от хилапод. Причем там даже более-менее понятны эмбриологические механизмы, по которым это происходит. А вторая версия, что да, от раков. Но эта версия считалась маргинальной. А сейчас в связи как раз с новыми молекулярными данными возник опять интерес к рачьей теории, что от раков. Дело в том, что рачья версия, у нее, к сожалению, именно палеонтологическая дырка очень сильная. Если это раки, то они как раз очень хорошо должны ловиться в палеонтологической летописи. С точки зрения этой гипотезы объяснить отсутствие переходных форм гораздо труднее.



Александр Марков: Там речь идет о пресноводных.



Кирилл Еськов: Щербаков сторонник как раз этой, у нас в лаборатории Дмитрий Щербаков сторонник гипотезы раков. А Александр Росницын, завлаб, сторонник классической теории происхождения от многоножек. Можем наблюдать во время семинаров обсуждение этих проблем.



Александр Марков: Может быть теперь о дальнейшей истории развития насекомых? Сначала появились, вы сказали, такие формы, похожие на нынешних поденок, еще вы упоминали стрекоз гигантских.



Кирилл Еськов: Дело в том, что насекомые практически сразу разделились на две ветви, которые принципиально разная стратегия. То, что называют насекомыми с полным превращением и насекомые с неполным превращением. Представляете себе какого-нибудь таракана или кузнечика, смотрите маленьких кобылок, которые прыгают на лугу, а некоторые из них бескрылые. Они растут, становятся все больше похожими на взрослое насекомое, некоторое количество последовательных линек и они становятся взрослыми. Насекомые с неполным превращением, потому что они не имеют стадии куколки, о чем мы говорили. Другая группа - это группа, которая имеет личинку принципиально отличную от имаго. Это дает целый ряд преимуществ экологических, но накладывает целый ряд ограничений. Начинается, как мы уже говорили, с появления групп, которые обладают очень слабым полетом вроде нынешних поденок, и потом вдруг с некоторого момента появляются стрекозы. Стрекоза на этот момент является фактически абсолютным оружием. То есть это то, что догоняет все, на что падает взгляд, совершенно без проблем догоняет и съедает. И на этом месте, соответственно, пока появляются самые примитивные стрекозы. Примитивные они примитивные, но все равно полет у них гораздо лучше, чем у всего, что существует. И как я сказал, появляется абсолютное оружие. В принципе такая ситуация несколько раз складывалась в истории разных групп животных, когда появляется штука с абсолютным оружием и дальше это запускает удивительные процессы.



Александр Марков: То есть она начала есть всех, она хищная была?



Кирилл Еськов: Стрекоза хищная и она может достать все, на что падает взгляд. И на этом месте для того, чтобы спастись, есть две стратегии, которые тут же и реализуются, собственно говоря, откуда берутся две группы, две крупных эволюционных группы насекомых, которые дальше и сохраняются.


XS
SM
MD
LG