Высокое разнообразие современных жуков может быть связано с устойчивостью к вымиранию

Современное богатое разнообразие жуков может быть обусловлено исторически низкой скоростью их вымирания, а не высокой скоростью образования новых видов. К такому выводу пришло новое исследование, основанное на анализе палеонтологической летописи.

"Много работ по пониманию причин разнообразия жуков было сосредоточено на факторах, способствующих видообразованию", — говорит ведущий автор Дена Смит, куратор палеонтологии беспозвоночных и доцент геологических наук в Музее естественной истории Университета Колорадо. — "Изучая ископаемую историю группы, мы видим, что вымирание, а точнее его отсутствие, может быть столь же, если не более, важным фактором, чем возникновение новых видов. Возможно, нам следует больше сосредоточиться на том, почему жуки так устойчивы к вымиранию". Исследование Смит и её соавтора Джонатана Марко, доцента биологии животных Университета Иллинойса, будет опубликовано в Proceedings of the Royal Society B.

Чтобы полностью изучить эволюцию отряда насекомых Coleoptera, учёные использовали публикации, документирующие ископаемую летопись жуков, начиная с раннего XIX века, а также открытые базы данных, такие как EDNA Fossil Insect Database и Catalogue of Fossil Coleoptera. Они создали базу данных из 5 553 видов жуков из 221 уникального местонахождения. Из-за фрагментарности данных на уровне видов анализ проводился на уровне семейств. Оказалось, что большинство семейств, существующих сегодня, присутствуют и в ископаемой летописи.

Исследование прослеживает историю жуков вплоть до их появления в пермском периоде, 284 миллиона лет назад. По сравнению с летописью других групп, таких как моллюски, кораллы и позвоночные, жуки демонстрируют один из самых низких когда-либо рассчитанных уровней вымирания на уровне семейств. Фактически, ни одно из известных семейств в самой крупной подгруппе жуков Polyphaga не вымерло за всю их эволюционную историю. Пренебрежимо малая скорость вымирания жуков, вероятно, вызвана их гибким рационом, особенно у Polyphaga, которые питаются водорослями, растениями и другими животными.

"Есть несколько особенностей, которые делают жуков чрезвычайно гибкими и способными адаптироваться к меняющимся условиям", — говорит Смит. Она отмечает способность жуков к метаморфозу — черту, свойственную многим насекомым. Мягкотелые личинки сильно отличаются от крылатых взрослых особей с экзоскелетом. "Это означает, что они могут использовать совершенно разные типы местообитаний на стадии личинки и затем на стадии взрослого насекомого", — добавляет она. — "Взрослые жуки могут быть высокомобильными, и исследования ледниково-межледниковых циклов показали, что они могут быстро перемещаться в ответ на климатические колебания".

Оба автора подчёркивают, что восстановление такой истории было бы невозможно без ископаемой летописи — часто недооцениваемого ресурса для изучения эволюции насекомых.

"Я надеюсь, что это исследование показывает, что ископаемая летопись достаточно хороша и может быть использована для изучения эволюции этой разнообразной и важной группы", — говорит Смит.

Марко добавляет: "Не только эти группы оставались не изученными, но есть определённые вещи, которые мы можем узнать только из ископаемой летописи".

Другие группы насекомых могут быть похожи на Coleoptera по устойчивости к вымиранию. Смит надеется, что их работа вдохновит других энтомологов углубиться в ископаемую летопись интересующих их насекомых. В настоящее время она активно работает над оцифровкой большего количества ископаемых образцов, прокладывая путь для будущих исследований более детального масштаба. Проект Fossil Insect Collaborative, финансируемый National Science Foundation, должен сделать доступными в поисковой онлайн-базе данных более полумиллиона образцов ископаемых насекомых из крупных коллекций США, многие — с изображениями.

"Будучи куратором музейной коллекции, я знаю, что в наших шкафах хранится множество ещё не изученных и не описанных видов", — говорит Смит. — "Как только мы сможем извлечь эти образцы из шкафов и сделать их более доступными для научного сообщества, мы, думаю, сможем изучать закономерности на уровне видов и другие интересные вопросы макроэволюционной истории групп насекомых".