Янтарь раскрывает эволюцию паразитизма нематод
Нематоды (круглые черви) распространены по всему миру практически во всех средах обитания. Мермитиды (Mermithidae) — семейство нематод, более крупных, чем другие, — являются облигатными паразитами беспозвоночных, поражающими насекомых, многоножек, ракообразных, пауков, моллюсков и дождевых червей. Они могут влиять на морфологию, физиологию и даже поведение своих хозяев.
Ископаемые мермитидных нематод в основном обнаруживались в эоценовом балтийском янтаре (11 видов) и миоценовом доминиканском янтаре (девять видов), но ранее было зарегистрировано лишь четыре вида, живших до кайнозоя. Поэтому об их ранней эволюции паразитизма известно мало.
Недавно исследователи под руководством профессора Ван Бо из Нанкинского института геологии и палеонтологии Китайской академии наук (NIGPAS) в сотрудничестве с коллегами из США и Великобритании обнаружили 16 новых мермитид, связанных с их насекомыми-хозяевами, в средне-меловом (около 100 миллионов лет назад) качинском янтаре.
Исследование было опубликовано в журнале eLife 14 июля. Оно раскрывает, по-видимому, утраченную историю нематод, паразитировавших на насекомых в меловом периоде.
В этом исследовании описаны 16 новых мермитид, связанных с их насекомыми-хозяевами, включая девять новых видов, что утраивает разнообразие меловых Mermithidae (с 4 до 13 видов). Кроме того, согласно новым данным этого исследования, теперь известно, что в качинском янтаре мермитидными нематодами были заражены представители девяти отрядов насекомых, и это число даже выше, чем в балтийском и доминиканском янтаре (шесть и три отряда соответственно).
«Этот результат позволяет предположить, что паразитизм мермитид на насекомых был широко распространен в середине мелового периода и, вероятно, уже играл важную роль в регулировании численности насекомых в меловых наземных экосистемах», — сказал профессор Ван, автор-корреспондент исследования.
Исследователи обнаружили, что 12 из этих 16 мермитид из качинского янтаря включали ранее неизвестных хозяев, таких как щетинохвостки (Archaeognatha), сеноеды (Psocodea) и перфориссиды (Perforissidae). Это исследование также предоставляет первые ископаемые свидетельства паразитирования мермитид на стрекозах (Odonata), уховёртках (Dermaptera), сверчках (Orthoptera) и тараканах (Blattodea) — четырех ассоциациях хозяин-паразит, предсказанных на основе современных данных, но без ископаемых доказательств.
Кроме того, среди насекомых-хозяев мермитид, сохранившихся в качинском янтаре, только один из девяти отрядов (Diptera) является голометаморфным, в то время как в балтийском янтаре таких четыре из шести, а в доминиканском — все три.
Ситуация схожа, если рассматривать количество случаев паразитизма нематод. В качинском янтаре только около 40% хозяев являются голометаморфными, тогда как этот процент возрастает до 80% в балтийском и доминиканском янтарях. Holometabola являются наиболее важными хозяевами современных мермитид, а также всех нематод, паразитирующих на беспозвоночных, и эта подгруппа шестиногих доминировала в фауне насекомых в меловом периоде.
Это исследование указывает на то, что в середине мелового периода нематоды ещё не полностью освоили Holometabola в качестве хозяев, а неголометаморфные насекомые были более доступны. Широко распространенная ассоциация между нематодами и Holometabola могла сформироваться позже.
«Это исследование дает представление о структуре древних ассоциаций паразитических нематод с хозяевами и их эволюции за последние 100 миллионов лет», — сказал Ло Цихан, докторант NIGPAS и первый автор исследования. — «Оно также открывает новые возможности для изучения эволюции паразитизма с помощью янтаря и предоставляет прямые доказательства для реконструкции меловой наземной экосистемы».
Согласно комментарию, опубликованному в том же журнале, это исследование предоставило хороший пример для изучения коэволюции нематод и их хозяев и помогло ученым лучше оценить риск вымирания современных видов.