Бабочки и растения эволюционировали синхронно, а "уши" мотыльков появились раньше летучих мышей
Бабочки и мотыльки (отряд Lepidoptera) — одна из самых разнообразных групп животных, насчитывающая почти 160 000 известных видов.
Учёные давно связывают это разнообразие с тесными связями насекомых с другими организмами. Согласно классическим гипотезам, бабочки эволюционировали в тандеме с растениями, которыми питались, а мотыльки развили защитные механизмы в ответ на давление со стороны летучих мышей — их главных хищников.
Новое исследование, основанное на крупнейшем в истории наборе данных по Lepidoptera, проверило эти гипотезы. Международная команда построила эволюционное древо отряда, используя более 2000 генов от 186 современных видов, и откалибровала его с помощью тщательно проверенных окаменелостей.
Ключевые выводы
- Растения как двигатель разнообразия: Цветковые растения действительно стали основной движущей силой диверсификации Lepidoptera. Появление хоботка (сосущего ротового аппарата) около 241 миллиона лет назад совпало с быстрым разнообразием цветковых растений и позволило бабочкам и мотылькам эффективно питаться нектаром.
- Неожиданное происхождение "ушей": Слуховые органы у ночных мотыльков эволюционировали независимо девять раз. Четыре из этих событий произошли примерно 91 миллион лет назад — за 30 миллионов лет до того, как летучие мыши (и их эхолокация) стали доминировать в ночном небе. Это означает, что изначально "уши" развились не для обнаружения летучих мышей.
- Более древнее происхождение: Общий предок современных бабочек и мотыльков, согласно новым данным, появился около 300 миллионов лет назад — на 100 миллионов лет раньше, чем считалось ранее.
- Бабочки — это мотыльки: Бабочки, возникшие лишь около 100 миллионов лет назад, являются эволюционно более молодой и менее разнообразной группой в рамках отряда мотыльков.
Пересмотр гипотез
- Гипотеза коэволюции с растениями (Эрлих и Рэйвен, 1964) подтвердилась. Взаимная "гонка вооружений" между растениями (токсины) и гусеницами (устойчивость к ним) стала ключевым фактором видообразования.
- Гипотеза о летучих мышах как главном факторе требует пересмотра. Хотя многие слуховые органы у современных Lepidoptera чувствительны к ультразвуку и используются для уклонения от летучих мышей, их первоначальная функция, вероятно, была иной.
Что слышали древние мотыльки?
Исследователи предполагают, что первые "уши" мотыльков могли использоваться для обнаружения других хищников — по звукам их шагов, полёта или шелеста в листве. Позже эти органы были "перепрофилированы" для улавливания сонара летучих мышей.
"Наличие датированного окаменелостями генеалогического древа даёт нам наиболее детальный на сегодняшний день взгляд на эволюционную историю мотыльков и бабочек", — сказал ведущий автор Акито Кавахара.
"Доказательства требуют, чтобы мы пересмотрели нынешнее предположение, что все уши у ночных Lepidoptera эволюционировали в ответ на эхолокацию летучих мышей", — отметила соавтор Джейн Як.
Исследование подчёркивает глубокую и древнюю связь Lepidoptera и растений, начавшуюся за десятки миллионов лет до появления динозавров.