Обнаружены паразиты в ископаемых куколках мух

Паразитические осы существовали уже несколько миллионов лет назад. В рамках проекта, координируемого Технологическим институтом Карлсруэ (KIT), исследователи впервые однозначно обнаружили ископаемых паразитов внутри их хозяев. Учёные изучили куколок мух из старых коллекций с помощью сверхбыстрой рентгеновской визуализации. Они обнаружили 55 случаев паразитирования и описали четыре ранее неизвестных вымерших вида ос. Результаты опубликованы в Nature Communications.

Результаты проекта дают важную информацию об эволюции паразитизма. Паразитизм широко распространён и существенно влияет на экосистемы. Сегодня около 50% всех видов животных считаются паразитами. Связь между разнообразием видов и паразитизмом особенно очевидна в отряде насекомых Hymenoptera, к которому относятся осы. В рамках проекта исследователи идентифицировали четыре ранее неизвестных вымерших вида ос, которые были эндопаразитами из палеогенового периода (примерно от 66 до 23 миллионов лет назад). Эндопаразиты развиваются внутри тел своих хозяев.

Каждый из четырёх видов паразитических ос имел свою стратегию адаптации к хозяину. Самый часто наблюдаемый вид учёные назвали Xenomorphia resurrecta. Род Xenomorphia назван в честь существа из фильма Чужой (xenomorph), которое также развивается эндопаразитически. Видовое название resurrecta отсылает к цифровому «воскрешению» вида, говорит координатор проекта д-р Томас ван де Камп из Лаборатории применения синхротронного излучения (LAS) KIT. Этот проект доказывает, что стоит заново изучать старые коллекции с помощью новейших технологий.

Учёные исследовали более 1500 окаменелых куколок мух из коллекций Музея естественной истории Базеля и Шведского музея естественной истории в Стокгольме. В конце XIX века они были собраны в фосфоритовых шахтах региона Керси во Франции. В 1944 году швейцарский энтомолог Эдуард Хандшин подробно описал окаменелости и подчеркнул ценность внешне невзрачных образцов длиной всего около 3 мм. Однако они были забыты более чем на 70 лет. Тогда Хандшин заподозрил контуры паразитической осы в тонком срезе куколки мухи возрастом, вероятно, 34–40 миллионов лет, но не смог это доказать. Это стало отправной точкой текущего проекта.

Сверхбыстрая рентгеновская визуализация, в значительной степени разработанная и усовершенствованная в KIT, позволила получить новый доступ к окаменелостям. Исследователи изучили образцы с помощью синхротронной рентгеновской микротомографии. В оптически плотных образцах внутренние структуры можно наблюдать неинвазивно и в трёх измерениях только с помощью рентгеновских лучей. Синхротронные источники излучения, разновидность ускорителей частиц, производят электромагнитное излучение с гораздо более широким спектром и гораздо более высокой интенсивностью, чем обычные источники. Измерения для проекта проводились на станции высокоскоростной томографии UFO синхротрона KIT. «Пропускная способность образцов высока. Визуализация и оценка данных происходят частично автоматически, что делает такие измерения выполнимыми», — говорит ван де Камп.

После визуализации окаменелых куколок мух паразитические осы из палеогена были реконструированы в цифровом виде. Таким образом, проект потребовал не только всесторонних знаний в области синхротронной рентгеновской микротомографии, но и детальных биологических и палеонтологических знаний. В междисциплинарном проекте участвовали 18 учёных — биологов, палеонтологов, физиков, специалистов по информатике и математиков из нескольких университетов и музеев, в том числе восемь исследователей из KIT.