Открытие древнейшего насекомого-опылителя, датируемого 280 миллионами лет назад


Открытие древнейшего насекомого-опылителя, датируемого 280 миллионами лет назад
Фото: Андрей Атучин / Художественная реконструкция Tillyardembiidae.

Считается, что две основные линии насекомых-опылителей и ангиоспермов (цветковых растений) взаимно эволюционировали, чтобы сосуществовать в идеальной взаимодополняющей роли. Окаменелости свидетельствуют о том, что эта коэволюция началась в пермском периоде (299-251 миллион лет назад), в конце палеозойской эры. Недавние палеоэнтомологические исследования позволяют предположить, что насекомые-опылители существовали задолго до появления цветковых растений. Новые данные, похоже, подтверждают эту гипотезу: обнаружена окаменелость, датируемая 280 миллионами лет назад, — насекомое, покрытое пыльцой гимноспермов (растений с голыми семязачатками). Похожий на уховертку, этот экземпляр отодвигает дату существования первых насекомых-опылителей на 120 миллионов лет. Это открытие может рассказать нам больше о коэволюции этих насекомых и цветковых растений, которая привела к сегодняшнему исключительному разнообразию наземных растений.

Чтобы обнаружить насекомое из рода Tillyardembia, исследователи из Палеонтологического института имени Борисяка в Москве прочесали архив из 425 окаменелостей. Эти окаменелости происходят из Чекардинского месторождения в России, которое, как известно, содержит большое количество останков наземной фауны и флоры, относящихся к нижнепермскому периоду (около 280 миллионов лет назад). В частности, было найдено не менее 260 различных видов окаменелых насекомых.

В новом исследовании, опубликованном в престижном издании Королевского общества, анализируется группа насекомых длиной около 1,5 сантиметров, впервые описанных в 1937 году. Состояние их сохранности пока не позволяет точно их датировать. Более того, их первый этап окаменения начался бы с мелкозернистой седиментации, которая, как правило, вымывала остатки пыльцы из насекомых. Этот эффект седиментации также объясняет ограниченное количество образцов, найденных исследователями.

Из 425 окаменелостей только 6 насекомых имели пыльцу на голове, ногах, грудной клетке и брюшке. Такой тип окаменелостей крайне редок для палеозоя. По мнению экспертов, это первые образцы опыляющих насекомых, относящиеся к периоду до средней юры. Это открытие, вероятно, отодвигает появление первых опыляющих насекомых на 120 миллионов лет назад.

Более того, пыльца, обнаруженная на насекомых, принадлежала к гимноспермам, что говорит о том, что они существовали задолго до появления цветковых растений, вопреки предыдущим гипотезам. По словам авторов нового исследования, у Tillyardembia были настолько хрупкие крылья, что они жили в основном на земле. Это означает, что им приходилось взбираться на растения, чтобы потреблять пыльцу.

Это открытие может стать ключом к гораздо лучшему пониманию коэволюции насекомых-опылителей и гимноспермов, большинство из которых эволюционировали в ангиоспермы. Этот шаг способствовал бы глубокой трансформации биоразнообразия наземных растений.

Открытие древнейшего насекомого-опылителя, датируемого 280 миллионами лет назад
Окаменелость Tillyardembia с увеличенным изображением пыльцы, прикрепленной к телу © Александр Храмов / Российская академия наук.

После микроскопического наблюдения ученые нового исследования заметили, что пыльцевые зерна, найденные на шести окаменевших насекомых, принадлежали лишь нескольким конкретным видам растений, что говорит о том, что насекомые были очень избирательны и предпочитали лишь несколько видов деревьев. Однако «такой тип специализации соответствует потенциальным опылителям«, — говорит Майкл Энгель, палеоэнтомолог из Университета Канса в Лоуренсе. По словам Энгеля, такое избирательное потребление, вероятно, широко применялось до появления Tillyardembia.

По словам авторов нового исследования, в настоящее время невозможно доказать, что Tillyardembia могла способствовать опылению, потребляя пыльцу. Однако такая специализация в питании может быть эволюционным предшественником насекомых-опылителей.

Следует отметить, что отступление океанов 420 миллионов лет назад способствовало адаптации водорослей к наземной среде. Эта адаптация должна была привести к трансформации вегетативной и репродуктивной систем водорослей, чтобы они могли жить в условиях земного воздуха и гравитации. У наземных растений постепенно развились специализированные органы, такие как листья, стебли, корни и цветы.

Сегодня 85% биоразнообразия нашей планеты находится на суше, и более половины из них — в тропических дождевых лесах. Рост биоразнообразия на суше произошел в позднем меловом периоде, что привело к «перезагрузке» биосферы, которая должна была адаптироваться к новому циклу продуктивности. Эволюция цветковых растений, которые улучшили свои репродуктивные способности, эволюционируя вместе с насекомыми-опылителями (и другими травоядными животными), является частью этого процесса. Эта адаптация также привела к появлению ангиоспермов, изменив среду обитания и ландшафты, что палеоботаники называют «революцией ангиоспермов на суше».

Дальнейшее изучение рода Tillyardembia позволит нам узнать, есть ли у него специализированные органы для сбора пыльцы, такие как волоски. Например, у пчел они служат для переноса пыльцы с одного цветка на другой. Аналогичным образом, пыльца может быть приспособлена к тому, чтобы легко прилипать к насекомым. Поняв эти особенности, мы сможем лучше определить место Tillyardembia в коэволюционной биологии цветковых растений и насекомых-опылителей.


Источник