Кто король мира? Если бы ответ на этот вопрос зависел от числа видов, то однозначно властителями оказались бы насекомые. Эти маленькие существа появились на земле около 400 миллионов лет назад.

Динозавров не было и в помине, не говоря уже о человекоподобных обезьянах. Стратегии эволюции насекомых, позволившие стать им самым представительным классом на Земле, раскрыл заведующий лабораторией артропод Палеонтологического института имени А.А. Борисяка РАН доктор биологических наук Александр Павлович Расницын на XV съезде Русского энтомологического общества.

- Дело в крыльях! - заявил ученый. - Первично бескрылые насекомые ничуть не более разнообразны и успешны, чем, например, мокрицы. Но крылья решают не все - дело в том, что насекомые-летуны еще и попали в чрезвычайно благоприятное для полета размерное окно. При очень маленьких габаритах получается скорее воздушное плавание с совершенно иными характеристиками и энергозатратами. А более высокий размерный класс неудобен тем, что при размерах тела более десяти килограмм машущий полет теряет свою эффективность, летать очень трудно. Крупные позвоночные переходят, в основном, на парение, играют с восходящими потоками воздуха, а это совсем другое дело.

Наибольшего успеха - максимального разнообразия видов - достигли четыре отряда-супергиганта: жуки, бабочки, двукрылые (типичные представители - мошки, мухи, комары, слепни) и перепончатокрылые (осы, шмели, пчелы, муравьи, наездники). Это все насекомые с полным превращением: в их цикле развития присутствуют следующие стадии - яйцо, личинка, куколка и взрослое насекомое, имаго. По уровню разнообразия к ним только приближаются полужесткокрылые (клопы, цикады, тли) и прямокрылые (кузнечики, сверчки, саранча). У каждого отряда был свой способ преуспеть на длинном эволюционном пути:

- Три супергиганта - двукрылые, перепончатокрылые и жуки - начавшие свой взрыв, то есть диверсификацию, в мезозойскую эру (250 - 65 млн лет назад) добились успеха на разных направлениях преобразования онтогенеза. Двукрылые совершенствовали личинок и имаго порознь, увеличивая затраты на морфогенез - превращение из личинки во взрослую особь. При этом имаго двукрылых обладают фантастическим совершенством полета, а личинки могут жить фактически где угодно, хоть в нефти, и питаться чем угодно. Двукрылые пошли на полную дивергенцию с огромным объемом перестроек: имаго и личинка - по сути два совершенно разных поколения в одном жизненном цикле, - объяснил Александр Расницын.

Жуки, наоборот, сближали организацию разных стадий ради мощного механизма пассивной защиты взрослой особи - надкрыльев - и слегка сэкономили на затратном морфогенезе. Представители этого отряда, конечно, летают так себе, но зато живут повсеместно, причем вместе с личинками, часто бывают друг на друга похожи, в том числе образом жизни - это позволяет сэкономить на метаморфозе.

Перепончатокрылые (муравьи, наездники и т.п.) тоже пошли по пути экономии, но более радикально - сделали личинку питающимся эмбрионом, как у млекопитающих. Для этого им пришлось стать паразитами, и здесь можно провести прямую аналогию с млекопитающими, где молодь паразитирует на матери. Паразитизм такого типа - очень сложная адаптация, и для этого перепончатокрылым пришлось стать такими же умными, как и те, кто вскармливает потомство молоком. Объем превращений у насекомых этого отряда невелик, - сказал Александр Расницын.

Онтогенез - процесс индивидуального развития особи от начала ее существования до конца жизни. Но это не просто рост, а процесс реализации наследственной информации, "записанной" в генах. Развитие насекомых происходит в ходе реализации трех или четырех фаз: яйца, личинки, куколки (не у всех насекомых) и взрослой фазы. Личинки насекомых часто кардинально отличаются от взрослых особей по образу жизни, типу питания, внешнему виду - по сути это совершенно иное живое существо, модифицирующееся во взрослую особь во время цикла энергозатратных превращений.

- Бабочки - особый случай, они вышли на старт позже других - только в кайнозойскую эру - 65 млн лет назад, хотя появились они в нижнеюрском периоде (около 200 млн лет назад). Этот отряд добился успеха не путем реорганизации онтогенеза, а с помощью других адаптаций - совершенствования фитофагии (питания растительной пищей) личинок и обретения многофункционального чешуйчатого покрова имаго. Бабочки "расцвели" с появлением покрытосеменных растений, которые есть гораздо проще, чем остальные, а потом перешли на все что угодно - голосеменные и хвойные. Дополнительный эволюционный успех бабочкам обеспечил уже упомянутый чешуйчатый покров, дающий им быструю реакцию, камуфляж и редкое попадание в паутину, - рассказал доктор биологических наук.

Возможно, сейчас ученые-энтомологи являются свидетелями нового прорыва в развитии насекомых:

- У одного из мельчайших наездников развитие просто прямое - почти без линек и без куколочной стадии - первая, вторая, третья, четвертая личинка. Пятая соответствует куколке, но ею, в общем-то, не является, потому что в ней отсутствует стадия покоя. Это возврат к прямому развитию, как у млекопитающих. Пока такие особенности развития найдены только у крохотного насекомого. Вероятно, что медоносная пчела тоже пошла по этому пути - к сожалению, данных мало, и их надо проверять. Однако вряд ли нам удастся дожить до того момента, чтобы понять, видим ли мы начало нового прорыва, потому что эволюция наблюдаема не глазами, а только по ее результатам, - заключил энтомолог.

Надежда Дмитриева

Источники

Короли мира
Наука в Сибири (sbras.info), 08/08/2017

Похожие новости

  • 31/10/2017

    Биохакинг: как не умереть, продлевая жизнь

    Биохакинг — любимое хобби обитателей Кремниевой долины. Его адепты верят, что могут улучшить показатели работы организма, оптимизировав питание, физические нагрузки и принимая различные БАДы.  Правил нет.
    127
  • 15/10/2016

    Биологи и географы завершили исследования в природном парке вокруг Белокурихи

    ​Все материалы переданы для экологической экспертизы, которая увенчает подготовительные работы по его созданию. Полученное заключение отправится в Министерство природных ресурсов для дальнейшего согласования.
    619
  • 28/05/2016

    Эксперты утверждают, что Байкал не повторит судьбу Арала из-за ГЭС на Селенге

    ​Байкал не повторит судьбу Аральского моря - это невозможно при условии разумного регулирования его стока на иркутском побережье и действенных предложений для Монголии в сфере энергетики. Об этом  заявил директор Байкальского института природопользования (БИП) СО РАН Ендон Гармаев.
    904
  • 21/11/2016

    Виктор Тутельян: качественное питание без советских ГОСТов не обеспечить

    ​Интервью с научным руководителем ФГБУН «Федеральный исследовательский центр питания, биотехнологии и безопасности пищи», академиком РАН, профессором, доктором медицинских наук Виктором Александровичем Тутельяном.
    828
  • 17/04/2017

    Иркутские ученые ждут решения властей

    Статс-секретарь минприроды отправил письмо в адрес Российской академии наук, а оттуда оно пошло по кругу, пока не дошло до Байкала - академику РАН М.А. Грачеву и д.г.-м.н. А.П. Федотову. Если текст этого официального письма перевести на понятный массовому читателю язык, то суть его вот в чем.
    386
  • 21/08/2017

    ВОЗ провела реформу в лечении антибиотиками

    Недавно ВОЗ провела серьёзную реформу в лечении антибиотиками. В чём суть новых изменений? Какие уроки из них должны вынести практические врачи? Новые рекомендации по антибиотикам включены в Примерный перечень основных лекарственных средств ВОЗ.
    105
  • 14/03/2016

    Американский клён может привести к экологической катастрофе на Алтае

    ​Руководитель «Геблеровского экологического общества» Алексей Грибков объявил о возможной экологической катастрофе в Алтайском крае из-за распространения в регионе американского (яснелистного) клёна. «В регионе складывается катастрофическая ситуация с американским клёном, который не даёт распространяться сосне.
    1068
  • 17/10/2016

    Что даст алтайской науке новый центр агробиотехнологий?

    ​До конца 2016 года в крае должен появится новый "Федеральный алтайский научный центр агробиотехнологий".  Уже сейчас известно, что он объединит шесть научно-исследовательских институтов региона, которые, не потеряв своей самостоятельности, обретут общее административное подразделение.
    965
  • 30/08/2016

    Новосибирские учёные исследуют склонность людей к тревожности и депрессии

    ​Специалисты из лаборатории дифференциальной психофизиологии НИИ физиологии и фундаментальной медицины (НИИ ФФМ) и лаборатории биологических маркеров социального поведения человека НГУ провели исследование, направленное на выявление коррелятов депрессивной симптоматики и тревожного расстройства.
    877
  • 01/09/2016

    Новосибирскую область заселяют белогрудые ежи

    ​Жители Академгородка все чаще встречают ежей в окрестных лесах, а во дворах ежи приходят пить молоко и воровать кошачий корм из мисок для бездомных кошек (в природе ежи едят насекомых и мелких грызунов).
    783