Сначала бабочки – потом цветочки

Насекомые научились питаться нектаром до того, как появились цветковые растения.

Насекомые научились питаться нектаром голосеменных растений и опылять их еще до появления первых цветковых растений.

Совместная эволюция – важный аспект развития всех царств природы. При этом явлении два вида (или в более широком смысле, таксона) взаимодействуют, а развитие одного из таксонов стимулирует развитие другого. Совместно эволюционировали например растения и бактерии, живущие на них. Еще один классический пример этого явления — взаимодействие цветковых растений и насекомых. Бурное развитие покрытосеменных в меловом периоде, 100–65 млн лет назад, способствовало развитию насекомых (их питательная среда расширилась), но цветковые не могли существовать без развивающегося разнообразия маленьких опылителей. Однако теперь в историю совместной эволюции цветковых растений и насекомых вписана новая страница.

врез №
skin: article/incut(default)
data:

{
    "_essence": "test",
    "id": "2590764",
    "incutNum": 1,
    "repl": "<1>:{{incut1()}}",
    "uid": "_uid_3281653_i_1"
}

Оказывается, насекомые научились пить нектар и, возможно, переносить пыльцу для опыления задолго до появления покрытосеменных растений.

Это исследование опубликовано в последнем номере Science.

Традиционно считалось, что господствовавшие на Земле до цветковых растений голосеменные (они существуют и сейчас: например все хвойные растения) опылялись ветром. Расцвет голосеменных пришелся на раннюю и среднюю мезозойскую эру (триасский и юрский периоды, 250–140 млн лет назад), они пришли на смену папоротникам. Современная теория опыления ветром соответствует строению репродуктивной системы голосеменных: насекомому весьма трудно забраться внутрь цветка-шишки.

Но не для всех насекомых такие пространственные затруднения были серьезными. Наличие длинного сосущего хоботка позволяет успешно справиться с этими трудностями. Ученые обнаружили насекомых, которые действительно питались пыльцой голосеменных еще в юрский период – это скорпионницы (род Mecoptera). Исследование ископаемых остатков 11 видов скорпионниц показало, что основным элементом их рациона уже 160 млн лет назад являлась пыльца голосеменных растений. Строение их хоботка и его длина позволяли им питаться секретами четырех типов ископаемых растений: птеридоспермы (семенные папоротники), хвойные, гинкговые, и гнетовидные.

врез №
skin: article/incut(default)
data:

{
    "_essence": "test",
    "incutNum": 2,
    "picsrc": "Ископаемые останки древней скорпионницы//Capital Normal University, Beijing",
    "repl": "<2>:{{incut2()}}",
    "uid": "_uid_3281653_i_2"
}

Сейчас скорпионницы существуют в природе, но являются скорее реликтами, как и например гинкговые растения, которыми они питались. Их расцвет пришелся на юрский и меловой периоды, а сейчас их видовое разнообразие сократилось на порядки.

Кроме того, был проведен химический анализ изотопов углерода и азота в ископаемых остатках скорпионниц. Он показал, что основу их питания составлял «нектар» голосеменных растений. Такой тип питания определял их участие в опылении. Однако для голосеменных этот тип опыления не был особенно важен: они с успехом опылялись ветром, поэтому механизм не получил широкого распространения и не оказал значительного влияния на эволюцию обеих частей цепи.

врез №
skin: article/incut(default)
data:

{
    "_essence": "test",
    "incutNum": 3,
    "picsrc": "Иллюстрация механизма питания древних скорпионниц//National Museum of Natural History",
    "repl": "<3>:{{incut3()}}",
    "uid": "_uid_3281653_i_3"
}

врез №
skin: article/incut(default)
data:

{
    "_essence": "test",
    "id": "2792248",
    "incutNum": 4,
    "repl": "<4>:{{incut4()}}",
    "uid": "_uid_3281653_i_4"
}

Через десятки миллионов лет — с появлением покрытосеменных — опыление с помощью насекомых стало играть определяющую роль в развитии растений.

Таким образом, «хорошо забытый старый» метод был извлечен из кладовых природы и заработал в полную силу. Цветковые растения и насекомые как бы подстегивали друг друга в развитии, так как напрямую зависели друг от друга, чего не было в случае опыления голосеменных.

Это открытие подтверждает гипотезу о спиральном развитии живого мира на Земле. Определяющий эволюцию механизм не появляется ниоткуда и не является принципиально новым: зачастую он уже опробован природой на других объектах и лишь вновь повторяет попытку. Мы же видим «цепь», а не «спираль» развития, так как человеческому глазу заметны лишь успешные попытки реализации метода, неудачи же остаются за бортом эволюции и потому трудно регистрируемы.