Окаменелости возрастом 312 миллионов лет проливают свет на поведение и эволюцию насекомых


Фото из открытых источников
Насекомые — хрупкие животные с мягким телом, останки которых трудно сохранить. Крылья довольно часто встречаются в виде окаменелостей, но тела насекомых, если они присутствуют, обычно представляют собой лишь небольшие неопределяемые кусочки первоначального доисторического животного, что затрудняет их изучение учёными. Один из способов, с помощью которого палеонтологи узнают о доисторических насекомых, — это следы окаменелостей, которые почти исключительно обнаруживаются в виде следов на ископаемых растениях.
 
«У нас есть большой опыт ископаемых растений. В далеком прошлом именно следы окаменелостей говорят нам больше об эволюции и поведении насекомых, чем окаменелости тел, потому что растения и следы окаменелостей на них сохраняются очень хорошо. И следы, в отличие от тела, не будут перемещаться во времени и всегда находится там, где оно было создано», - сказал Ричард Дж. Кнехт из Гарварда.
 
В новом исследовании, опубликованном в журнале New Phytologies, исследователи под руководством Кнехта описывают окаменелость эндофитного следа, обнаруженную на листе семенного папоротника каменноугольного периода, которая представляет собой самый ранний признак внутреннего питания внутри листа. Окаменелость каменноугольного периода возрастом 312 миллионов лет свидетельствует о том, как могло возникнуть внутреннее питание, известное как добыча листьев, и показывает, что такое поведение возникло примерно на 70 миллионов лет раньше, чем предполагалось.
 
«Из всех способов, которыми насекомые питаются внутри растений, — добыча внутренней части листьев, опухолевидные галлы, с помощью которых насекомое берет на себя контроль над механизмами развития растения, отверстия и ходы насекомых в древесине и бесчисленными способами насекомые проникают в семена, чтобы потреблять питательные эмбриональные ткани, но самым загадочным является добыча полезных ископаемых», — сказал соавтор Конрад К. Лабандейра из Смитсоновского национального музея естественной истории. «Самые ранние рудники зарегистрированы в раннем триасе, вскоре после великого вымирания в конце пермского периода, однако галлы, бурения и хищничество семян распространились значительно раньше, в палеозой. Почему задержка в добыче полезных ископаемых? Я думаю, что теперь у нас есть ответ». 
 
Внутреннее питание растениями распространено среди голометаболических насекомых — насекомых, претерпевающих полный метаморфоз: чешуекрылых (бабочки), жесткокрылых (жуков), двукрылых (мух) и перепончатокрылых (ос и пилильщиков). Личинка проникает в лист и начинает питаться внутренними тканями листа, оставляя за собой след. По мере того, как личинка туннелирует внутри листа, она также растет, проходя различные стадии линьки и даже оставляя после себя помет, известный как фрасс.
 
«Фрасс — это одна из вещей, на которые мы обращаем внимание, когда определяем внутреннее питание. Фрасс может даже иметь различные черты, которые полезны, когда дело доходит до определения того, какое животное его производит», — сказал Кнехт. «Личинка будет продолжать оставлять след внутри листа, пока не окуклится, не вылупится, не вырежется из листа и не улетит».
 
Окаменелость была найдена в каменноугольной формации Род-Айленда. Формация Род-Айленда изначально представляла собой болотистую, заболоченную среду, которая обеспечивала бескислородную среду, в которой очень хорошо сохранялись окаменелости растений; то, что палеонтологи называют Лагерштетте, место, где добываются необычайные окаменелости исключительной сохранности.
 
«Единственное, что не окаменевает, — это личинки», — сказал Кнехт. «Они слишком хрупкие и маленькие. Поэтому наблюдение за чем-то подобным действительно полезно, потому что оно говорит нам о поведении личинок в определенное время, в позднем палеозое, когда мы очень мало знаем о личинках».
 
Исключительная сохранность позволила исследователям ясно увидеть эндофитный след, который соответствует закономерностям, которые палеонтологи ищут при определении этого поведения. Например, извилистый след, личинка будет избегать краев листа и основных жилок. Известно, что такое поведение свойственно только насекомым с полным обменом веществ, в том числе существующим сегодня животным.
 
«Это открытие отодвигает такое поведение на 70 миллионов лет назад», — сказал Кнехт. «Это показывает нам две вещи: во-первых, поведение личинок, чего мы не видим в летописи окаменелостей, потому что личинки обычно не сохраняются. И во-вторых, в то время существовала эволюция полного метаморфоза, голометаболизма».