Поиск «крыльев» у ракообразных проливает свет на происхождение крыльев насекомых

Гены крошечного креветкоподобного ракообразного могут помочь в поиске происхождения крыльев насекомых, как показало новое исследование.

Следует уточнить, что нет никаких свидетельств того, что какие-либо ракообразные когда-либо эволюционировали для полёта, по словам эволюционного биолога Ёси Томоясу, старшего автора исследования, опубликованного в Nature Ecology & Evolution.

Происхождение крыльев насекомых — биологическая загадка, веками очаровывавшая учёных. Насекомые развили крылья задолго до птиц и летучих мышей, но мы не знаем, как это произошло, отмечает первый автор работы Кортни Кларк-Хэтчел.

«Ища "крылья" у ракообразных, мы надеемся понять, откуда взялись крылья насекомых и как возникла эта новая структура», — говорит она.

В своём исследовании Кларк-Хэтчел и Томоясу изучили функцию генов у ракообразного Parhyale, чьи аналоги у насекомых важны для формирования крыльев. Их более ранние работы на насекомых выявили два различных типа тканей, которые вносят вклад в формирование полноценного крыла.

У Parhyale, который имеет план тела, сходный с насекомыми (но без крыльев), они обнаружили, что генная сеть, похожая на крыловую сеть насекомых, действует на две отдельные ткани — тергиты (спинная часть тела) и проксимальную часть ноги, аналогичные тем тканям у насекомых.

«Поразительно сравнить потенциальные гомологи крыла у Parhyale с теми, что были идентифицированы в бескрылых сегментах насекомых», — отмечает Кларк-Хэтчел.

Их результаты, по-видимому, поддерживают идею двойного эволюционного происхождения крыльев насекомых. Ранее опубликованные исследования Томоясу и Дэвида Линца показывают, что новая структура (крыло) может эволюционировать через сотрудничество двух ранее не связанных тканей.

«Эти результаты имеют решающее влияние на ход интеллектуальной битвы между двумя исторически конкурирующими гипотезами происхождения крыла», — говорит Кларк-Хэтчел.

Идея этого исследования зародилась у Кларк-Хэтчел, когда она была студенткой, работая с Томоясу. Проект, который должен был занять несколько месяцев, в итоге расширился и занял около четырёх лет.

«В конечном счёте, усилия, вложенные в этот проект, того стоили», — заключает она.

Вопросы и ответы по эволюционной биологии с Томоясу

Что такое гомолог крыла?

Гомологи крыла — это ткани, имеющие общее происхождение с крыльями насекомых, но не обязательно используемые для полёта.

Что такое членистоногое?

Насекомые и Parhyale — членистоногие. Это беспозвоночные животные с экзоскелетом, сегментированным телом и парными членистыми конечностями. К ним относятся насекомые, паукообразные, многоножки и ракообразные. На их долю приходится 75% всех живых и ископаемых организмов Земли.

Эволюционировали ли насекомые от ракообразных?

Да, так считается. Среди членистоногих насекомые наиболее тесно связаны с ракообразными и, возможно, произошли от их группы.

Какие самые древние известные крылатые насекомые?

Самыми древними известными крылатыми насекомыми, вероятно, были представители вымершего отряда Palaeodictyoptera, наиболее близкие к таким насекомым, как подёнки и стрекозы.

Есть ли свидетельства того, что какие-либо ракообразные когда-либо эволюционировали для полёта?

Нет.