«Мой дядя — банан. Тайны эволюции, раскрытые генами»
Что роднит насекомых с ракообразными
Представления о классификации всего живого впервые были сформулированы еще античными мыслителями и с тех пор неоднократно менялись. В очередной раз пересмотреть взгляды ученым пришлось в конце XX века: получив возможность секвенировать и сравнивать между собой ДНК различных организмов, они проследили за их эволюционной историей — и обнаружили необычные родственные связи. В книге «Мой дядя — банан. Тайны эволюции, раскрытые генами» («Питер») Илья Удалов рассказывает историю биологической систематики и о том, как молекулярно-генетический анализ перевернул представления о родословной живого мира. Книга вошла в короткий список премии «Просветитель» 2026 года. Предлагаем вам ознакомиться с фрагментом о том, как сближение с ракообразными прояснило возникновение крыльев у насекомых.
Глава 13. Крылатые раки
Теперь вы знаете, что ближайшими родственниками членистоногих неожиданно оказались круглые черви. Сама группа членистоногие осталась в неизменном составе: в нее входили хелицеровые (паукообразные — пауки, скорпионы, сенокосцы, клещи и другие их сородичи, «живые ископаемые» — морские мечехвосты, а также морские пауки, отдельная группа хелицеровых, с пауками имеющая лишь внешнее сходство), ракообразные, многоножки и насекомые. А вот родственные взаимоотношения внутри членистоногих оказались весьма любопытными и частично противоречащими традиционной гипотезе, построенной на основе сравнительной морфологии.
Традиционно в качестве отдельной, базальной, ветви современных членистоногих рассматривались хелицеровые (рисунок 60). В отличие от прочих членистоногих, первая пара их конечностей превратилась в клешневидные хелицеры, служащие ротовыми придатками. Далее, никаких ротовых придатков у хелицеровых нет. У паукообразных за ними следует пара педипальп — конечностей, выполняющих либо функцию удержания добычи при охоте, либо органа осязания или даже копулятивного органа для переноса семенной жидкости в половые пути самки. Последующие пары ног служат для передвижения. Они так и называются — «ходные ноги».
У остальных членистоногих (ракообразных, многоножек и насекомых) вместо хелицер имеются антенны (у ракообразных их две пары) и далее пара мощных верхних челюстей — мандибул, за ними находится одна или две пары ротовых придатков — нижних челюстей. Согласно наличию мандибул у ракообразных, многоножек и насекомых их объединяют в группу Mandibulata — мандибуляты. Далее мандибулят уже подразделяли на ракообразных и группу, объединяющую многоножек и насекомых. Последнюю называли либо Tracheata (трахейные), либо (и это название считается более корректным с точки зрения зоологической номенклатуры) Atelocerata — неполноусые, поскольку у многоножек и насекомых имелась лишь одна, а не две, как у ракообразных, пара антенн.
Казалось бы, вырисовывается довольно-таки логичный эволюционный сценарий. Членистоногие возникли в море (и это никто никогда не подвергал сомнению), часть из них вышла на сушу — паукообразные, многоножки, насекомые и даже некоторая совсем небольшая часть ракообразных. Можно предположить, что ракообразные с их большим количеством морских представителей были исходной группой мандибулят, а насекомые с многоножками произошли от них. Они вышли на сушу, приобрели трахеи, утратили вторую пару антенн. В качестве апоморфии — уникального признака среди членистоногих — рассматривалась как раз утрата антенн вторых.
Наличие трахей едва ли здесь может быть признаком, унаследованным от общего предка насекомых и многоножек:
- трахеи — это явно адаптивный признак, независимо возникающий у многих членистоногих, вышедших на сушу. К примеру, трахеи есть и у паукообразных — сольпуг, ложноскорпионов, сенокосцев и некоторых клещей, подобие трахей возникает у сухопутных ракообразных — мокриц, и даже у онихофор (которые вообще не членистоногие, а их ближайшие родственники — лобоподы);
- даже у насекомых отверстия трахей, которыми они сообщаются с внешней средой, — дыхальца — могут открываться на разных сегментах тела, что говорит, по-видимому, об их независимом возникновении даже в пределах шестиногих. То же справедливо и для многоножек. Например, у весьма своеобразных хищных губоногих многоножек — мухоловок — отверстия дыхалец вообще находятся на спинной стороне тела, что не характерно вообще ни для каких членистоногих, имеющих трахеи.
В качестве возможной апоморфии приводят еще наличие загадочного органа Темешвари, напоминающего маленький одиночный глазок (рисунок 61, слева). Он встречается у некоторых многоножек и самых примитивных первичнобескрылых насекомых (предки этих насекомых никогда в своей эволюционной истории не имели крыльев). Однако, с моей точки зрения, и этот аргумент выглядит несколько натянутым. Если посмотреть на строение органа Темешвари, то можно увидеть, что в разных группах он устроен по-разному (рисунок 61, справа) и, возможно, даже выполняет разные функции (впрочем, с функциями этого органа всё не вполне пока понятно).
