Утрата способности к полёту способствует диверсификации жуков

Группа профессора Тэйдзи Сота из Департамента зоологии Киотского университета продемонстрировала, что утрата способности к полёту была основной движущей силой диверсификации жуков. Результаты опубликованы в Nature Communications 31 января 2012 года.

Хотя приобретение способности к полёту около 400 миллионов лет назад было ключевым для разнообразия насекомых, многие виды вторично её утратили. Это может быть адаптивно, так как поддержание летательного аппарата энергетически затратно.

Гипотеза и модель: Исследователи проверили гипотезу о том, что утрата полёта способствует аллопатрическому видообразованию из-за ограниченного расселения, используя в качестве модели жуков-мертвоедов (Silphidae).

Результаты исследования:

• Бескрылые виды демонстрируют более высокую генетическую дифференциацию между популяциями и больше генетически различных линий, чем летающие виды.
• Скорость видообразования в бескрылом состоянии оказалась вдвое выше, чем в состоянии с сохранённым полётом.
• Мета-анализ 51 вида жуков из 15 семейств подтвердил более высокую генетическую дифференциацию у бескрылых видов.

Контекст и значение: Хотя ранее диверсификацию жуков связывали с адаптивной радиацией совместно с покрытосеменными растениями в меловом периоде, недавние данные показывают, что диверсификация семейств началась раньше и продолжалась постоянно. Бескрылые виды составляют около 10% от всех видов жуков, а в некоторых группах, например, жужелиц (Carabidae), их доля достигает 20-25%. С учётом видов, утративших летательные мышцы, общая доля может быть ещё выше. Таким образом, утрата полёта может быть общей ключевой причиной, способствующей огромному разнообразию жуков, которое составляет около 350 000 видов (40% всех насекомых).