Юрские насекомые с листоподобными крыльями найдены рядом с растениями-моделями в Китае

Исследовательская группа под руководством профессора Хуана Диинга из Нанкинского института геологии и палеонтологии Китайской академии наук (NIGPAS) идентифицировала три вида юрских прямокрылых насекомых (Orthoptera) — группы, включающей кузнечиков, сверчков и кузнечиковых — с рисунком передних крыльев, почти идентичным листьям беннеттитовых (Bennettitales), вымерших семенных растений, похожих на саговники.

Окаменелости, принадлежащие подсемейству Aboilinae семейства Prophalangopsidae, были обнаружены в биоте Даохогоу во Внутренней Монголии (северо-восток Китая) — местонахождении возрастом около 165 миллионов лет. Исследование, опубликованное в журнале Geology, представляет собой первое однозначное свидетельство совместного захоронения мимикрирующих насекомых и их растительных моделей в одном геологическом слое.

Под давлением хищников животные развивают разнообразные защитные черты, и мимикрия является одной из самых эффективных стратегий для насекомых. Мимикрия под листья широко распространена среди отрядов насекомых, таких как Lepidoptera (бабочки и мотыльки), Orthoptera, Neuroptera (златоглазки), Phasmatodea (палочники) и Mantodea (богомолы). Однако ископаемых свидетельств этой адаптации долгое время было мало, и они часто были неубедительными — до сих пор.

Команда проанализировала окаменелости из Даохогоу и выявила два различных типа мимикрии.

У Aboilus stratosus передние крылья имеют шесть-семь поперечных прямоугольных полос, разделенных продольной полосой, идущей от основания к кончику. Этот рисунок очень похож на дистальную (внешнюю) часть листьев (вай) Anomozamites — рода беннеттитовых.

У Sigmaboilus sp. почти продольная наклонная полоса пересекает переднее крыло, соединяя шесть поперечных прямоугольных полос. Этот дизайн имитирует одну боковую сторону листа Anomozamites — как будто лист был разделен вдоль центральной оси (рахиса), образуя симметричную половину. В состоянии покоя парные передние крылья насекомого выстраивались, создавая иллюзию целого листа Anomozamites с листочками, расположенными вдоль центральной оси.

Беннеттитовые были доминирующим компонентом мезозойской флоры до того, как возвысились цветковые растения (покрытосеменные). Листья Anomozamites, в частности, были широко распространены в Лавразии — древнем суперконтиненте, включавшем современную Азию, Европу и Северную Америку — с позднего триаса до раннего мела и были ключевой частью флоры Даохогоу.

Статистический анализ выявил поразительную корреляцию. И прямокрылые Aboilinae, и Anomozamites демонстрировали сходные тенденции в видовом богатстве — пик в среднем юрском периоде и спад к раннему мелу. Эта картина предполагает потенциальную экологическую связь между двумя группами.

Дополнительные улики подтверждают эту связь: Aboilus и Sigmaboilus были крупными растительноядными насекомыми в биоте Даохогоу, а листья Anomozamites из тех же слоев имеют мелкие и глубокие выемчатые повреждения по краям — следы, интерпретируемые как повреждения от поедания. Исследователи предполагают, что эти юрские насекомые-листовидки жили на Anomozamites и питались ими, и что это устойчивое экологическое взаимодействие могло обеспечить функциональный контекст для эволюции их признака мимикрии под лист.

Исследование также предполагает, что растущее давление хищников в юрском периоде стимулировало эволюцию мимикрии под лист у прямокрылых. Хотя стволовые птицы в то время были редки, биота Даохогоу включала разнообразный набор хищников, способных охотиться на профалангопсид (группу, к которой принадлежат ископаемые прямокрылые). Среди них были Volaticotherium — родственник насекомоядных млекопитающих, способный к планированию; Epidendrosaurus и Epidexipteryx, мелкие древесные динозавры; и Jeholopterus, насекомоядный анурогнатидный птерозавр.

В кайнозойскую эру («эру млекопитающих», начавшуюся около 66 миллионов лет назад) кузнечиковые (Tettigoniidae) — подгруппа прямокрылых — развили более сложные формы мимикрии, например, подражание сухим или частично объеденным листьям. Эта возросшая специализация, вероятно, отражает усиление давления хищников, вызванное появлением и быстрой диверсификацией современных линий птиц после позднего мела и последующей радиацией воробьинообразных (Passeriformes) во время перехода от палеогена к неогену (около 23 миллионов лет назад).

Прямокрылые сегодня являются одними из самых многочисленных растительноядных насекомых, а ископаемые записи показывают, что их стратегии мимикрии адаптировались к смене доминирующих групп растений в геологическом времени: от споровых растений и голосеменных (например, хвойных, саговников) в палеозое и мезозое до покрытосеменных в кайнозое.

Это открытие подчеркивает динамическое взаимодействие между сменой растительных сообществ, давлением хищников и защитными признаками насекомых. Оно также расширяет научное понимание экологической значимости и эволюционной истории мимикрии под лист у прямокрылых.