Продвинутая визуализация помогла открыть 12 новых видов долгоносиков

Энтомолог Джейк Льюис из Окинавского института науки и технологий (OIST) использовал рентгеновскую микротомографию — 3D-метод визуализации внутренней структуры объектов. С её помощью учёные «цифровым» способом удалили чешуйки, покрывающие кутикулу долгоносиков, и обнаружили, что сама кутикула значительно различается у разных видов.

Этот метод, в сочетании с традиционной световой микроскопией и ДНК-баркодированием, позволил открыть, описать и назвать 12 новых видов долгоносиков из Японии, Малайзии, Вьетнама и Тайваня. Их размер составляет 1.5–3.0 мм. Два новых вида обнаружены в Японии: Aphanerostethus magnus и Aphanerostethus japonicus (последний также найден в национальном парке Янбару на Окинаве).

Исследование, опубликованное в Zookeys, впервые применило рентгеновскую микротомографию для удаления мешающих чешуек с целью таксономического анализа.

Множество методов для поиска новых видов

Помимо микротомографии, использовались:

• Световая микроскопия и диссекция для изучения чешуек, шипов на ногах и формы рострального канала.
• ДНК-баркодирование для анализа генов и построения филогенетического дерева для восьми видов. Генетические различия помогли подтвердить статус видов, которых было сложно различить только по морфологии.

Особую ценность микротомография показала при изучении задних крыльев. Долгоносики рода Aphanerostethus утратили способность летать, но степень редукции крыльев варьируется у разных видов. Обычно для их изучения требуется диссекция, но микротомография позволяет исследовать внутреннюю анатомию неразрушающим методом, что критически важно для редких экземпляров.

«Некоторые виды почти полностью утратили задние крылья, у других остались нефункциональные полукрылья с жилкованием. Разная степень утраты полезна для таксономии и показывает, как виды внутри одной группы могут находиться на разных стадиях потери органа, исторически crucial для эволюции насекомых», — пояснил Льюис.

Инвестиции в природное наследие Японии

Открытие новых видов долгоносиков сложно из-за их огромного разнообразия и высокой специализации: многие виды связаны с одним видом растения, inhabit определённые микросреды (например, крону дерева) и активны лишь короткое время, иногда только ночью.

Д-р Дэн Уоррен, бывший руководитель секции OIST, подчеркнул важность коллекций образцов: «Эти коллекции crucial для открытия новых видов и документирования изменений биоразнообразия. Без поддержки их и кураторов мы рискуем потерять незаменимую информацию о видах и экосистемах, возможно, даже не успев их открыть».

Льюис добавил, что новые виды — часть природного наследия Японии, а их открытие и описание — первый шаг к пониманию их биологии. Охраняемые территории, такие как парк Янбару, essential для защиты уникального биоразнообразия.