Считается, что две основные линии насекомых-опылителей и ангиоспермов взаимно эволюционировали для сосуществования в идеальной взаимодополняющей роли. Окаменелости указывают на начало этой коэволюции в пермский период (299-251 миллион лет назад), в конце палеозойской эры. Новые палеоэнтомологические исследования предполагают существование насекомых-опылителей до появления цветковых растений. Находка окаменелости, датируемой 280 миллионами лет назад, — насекомого, покрытого пыльцой гимноспермов, подтверждает эту гипотезу. Этот экземпляр, похожий на уховертку, отодвигает дату существования первых насекомых-опылителей на 120 миллионов лет раньше. Открытие может рассказать больше о коэволюции этих насекомых и цветковых растений, которая привела к сегодняшнему исключительному разнообразию наземных растений.
В архиве из 425 окаменелостей из Чекардинского месторождения в России исследователи Палеонтологического института имени Борисяка в Москве обнаружили представителя рода Tillyardembia. Месторождение известно большим количеством останков наземной фауны и флоры нижнепермского периода (около 280 миллионов лет назад). В ходе раскопок было найдено не менее 260 видов окаменелых насекомых.
В новом В статье, опубликованной в престижном издании Королевского общества, анализируется группа насекомых длиной около 1,5 сантиметров, впервые описанных в 1937 году. Сохранность пока не позволяет точно определить их возраст. Первый этап окаменения начался бы с мелкозернистой седиментации, которая обычно вымывает остатки пыльцы из насекомых. Этот эффект седиментации также объясняет ограниченное количество образцов, найденных исследователями.
Из 425 окаменелостей лишь 6 насекомых имели пыльцу на голове, ногах, груди и брюшке. Такой тип окаменелостей крайне редок для палеозоя. По мнению экспертов, это первые образцы опыляющих насекомых, относящихся к периоду до средней юры. Открытие отодвигает появление первых опыляющих насекомых на 120 миллионов лет назад.
Пыльца, найденная на насекомых, относилась к гимноспермам, что свидетельствует о существовании этих растений задолго до появления цветковых, в отличие от прежних предположений. Авторы нового исследования утверждают, что у Tillyardembia крылья были настолько хрупкими, что эти насекомые преимущественно жили на земле. Это значит, им приходилось карабкаться на растения для потребления пыльцы.
Это открытие может стать ключом к лучшему пониманию взаиморазвития насекомых-опылителей и гимносперм, большая часть которых эволюционировала в цветковые растения. Этому шагу способствовало бы глубокое изменение биоразнообразия наземных растений.
В ходе микроскопического изучения новых образцов ученые обнаружили, что пыльцевые зерна на шести окаменелостях насекомых принадлежали только нескольким видам растений. Это свидетельствует о том, что насекомые были очень избирательны в своем питании и предпочитали лишь несколько видов деревьев. Этот вид специальности подходит для предполагаемых опылителей. — Говорит Майкл Энгель, палеоэнтомолог из Университета Канза в Лоуренсе. По его словам, подобное избирательное потребление, возможно, было распространено до появления Tillyardembia.
Авторы нового исследования полагают, что пока нельзя утверждать, будто Tillyardembia участвовала в опылении, употребляя пыльцу. В то же время, такая специализация питания могла стать прообразом у насекомых-опылителей.
Отступление океанов 420 миллионов лет назад способствовало адаптации водорослей к наземной среде. Для жизни в условиях земного воздуха и гравитации водоросли должны были трансформировать вегетативную и репродуктивную системы. У наземных растений постепенно развились специализированные органы, такие как листья, стебли, корни и цветы.
Сегодня 85% биоразнообразия планеты находится на суше, более половины из которого — 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».
Дальнейшие исследования рода Tillyardembia помогут выявить наличие у него специализированных органов для сбора пыльцы, например, волосков, аналогичных пчелиным. Возможно, пыльца в свою очередь приспособлена к легкому закреплению на насекомых. Понимание этих особенностей позволит более точно определить место Tillyardembia в коэволюционной биологии цветковых растений и опылителей-насекомых.