Крылья древних насекомых раскрывают свои секреты
Подёнки — древние насекомые с уникальной стадией развития, не встречающейся у других крылатых насекомых: их взрослые нимфы превращаются в крылатую субимаго (неполовозрелую стадию), которая через короткое время сбрасывает кожу вместе с крыльями, чтобы стать взрослой особью.
Международная группа под руководством доктора Арнольда Станичека из Штутгартского музея естественной истории с помощью современных технологий обнаружила и описала ключевой механизм линьки от субимаго к взрослой особи.
Новые технологии опровергают старую теорию
Некоторые жилки крыльев подёнок содержат пузыревидные области — буллы. В течение 70 лет считалось, что они играют важную роль в полёте, пассивно изгибая внешнюю часть крыла при взмахе вверх. Используя высокоскоростную видеосъёмку, исследователи опровергли эту теорию.
«Крылья не изгибаются при взмахе вверх, а просто удерживаются вертикально, чтобы избежать сопротивления воздуха, но само крыло остаётся стабильным», — говорит доктор Станичек.
Истинная роль булл — помощь в линьке
С помощью сканирующей электронной микроскопии, синхротронной микро-КТ и флуоресцентной микроскопии было подтверждено, что буллы представляют собой мембранные слабые точки в крыльях.
При съёмке линьки учёные наблюдали, что для извлечения новых крыльев из сброшенной кожи подёнки поднимают крылья, изгибая их в этих слабых точках. Эта гипотеза также косвенно подтверждается отсутствием булл у тех немногих подёнок, которые в ходе эволюции утратили стадию субимаго.
Эволюционные выводы
Буллы являются надёжным маркером линьки субимаго. Их обнаружение в 272-миллионолетних окаменелостях пермского периода показывает, что этот механизм линьки — древняя черта подёнок.
Крылатая стадия субимаго не встречается у других современных насекомых, но могла сохраниться у подёнок из-за преимуществ при переходе от водного образа жизни личинки к наземной жизни взрослой особи.
«Эта работа даёт новое понимание и основу для дальнейших исследований эволюции летающих насекомых. Тщательный поиск булл в палеонтологической летописи может показать, имели ли другие крылатые насекомые также крылатую субимаго и на каком этапе эволюции она была утрачена», — заключает Станичек.
Результаты опубликованы в журнале BMC Biology.