Знание-сила, 2008 № 07 (973)

Как Гексаподы вышли на сушу

«Подос» по-гречески — «нога», поэтому у всех существ, в названии которых есть «подос», главная отличительная особенность как-то связана с ногами. Артроподы, например, — это членистоногие (потому что «артрос» — это «сустав»). Насекомых еще называют Гексаподами, потому что у них в грудной секции тельца расположены три пары ног, а шесть — это по-гречески «гексос» (впрочем, к тому же типу существ относят также двухвосток, вилохвосток и прочую мелочь). Как ясно из окончания «подос», Гексаподы тоже относятся к классу «артроподов» и даже занимают в нем почетное место, будучи самой многочисленной среди них группой существ (95%) по количеству занимаемых ими разных биологических ниш и количеству разных видов. Однако к тому же классу Артроподов относятся еще и паукообразные Арахноиды, ракообразные Крустацеа и многоногие Мириапода, и ученых давно интересовал вопрос, в каком эволюционном отношении друг к другу находятся все эти группы, иными словами, кто из кого произошел и в каком порядке.

Морфологические признаки роднят шестиногих с многоногими, но данные, накопившиеся со времени появления генетического анализа, указывают на сходство насекомых с ракообразными, и это все больше побуждает ученых думать, что предшественниками нынешних насекомых были именно они. Но принятие этой гипотезы затрудняет тот факт, что самые ранние останки ракообразных найдены в слоях, относящихся к концу Кембрийской эпохи (примерно 511 миллионов лет назад), тогда как самые ранние останки насекомых — лишь в слоях Девонской эпохи (примерно 410 миллионов лет назад). К тому же все останки первых ракообразных обнаружены в прибрежных водах океана, тогда как останки древнейших насекомых — только на суше. Этот разрыв в 100 миллионов лет и переход из океана на сушу требуют объяснения и заполнения.

Когда в 2003 году были обнаружены плохо сохранившиеся останки более древнего существа, некоторые ученые решили, что вопрос решен. Это существо было найдено в слоях, на несколько десятков миллионов лет старше, чем девонские, и возникло предположение, что оно принадлежало особой, позднее вымершей группе первых членистоногих, которая отпочковалась от ракообразных еще в океане. Это означало бы, что родословная насекомых тянется в глубины соленых морей. Многие ученые не согласились с таким выводом и продолжали искать. И вот теперь новые генетические данные как будто бы подтвердили их правоту.

Согласно этим данным, одна из важнейших групп генов, так называемая группа HOX (Хокс), заведующая образованием телесной формы всех современных организмов, роднит нынешних насекомых более всего с группой пресноводных существ, именуемых Бранхиоподами, или жаброногими, всем известным (и, как считается, древнейшим) представителем которых являются креветки. Ученые думают, что эти существа с маленьким панцирьком на теле возникли там же, где ракообразные, то есть в прибрежной воде соленых морей и океанов, но так поздно, что им было трудно соперничать с появившимися раньше и приспособившимися лучше древнейшими ракообразными. На это их происхождение как будто бы указывает тот факт, что они и поныне остаются больше всех других существ приспособленными к жизни во временных водоемах, вроде мелких соленых озер, — видимо, в таких бассейнах, остававшихся на суше после всякого отступления океанов и морей, они когда-то нашли свое первое убежище. Ученые считают, что те немногие Бранхиоподы, что встречаются сейчас в соленых водах, — это повторные переселенцы, с суши в воду.

Основная масса ныне существую - щих Бранхиоподов живет в пресных водоемах, и, как мы уже знаем, останки древнейших насекомых находят тоже там. При этом такие останки свидетельствуют, что Бранхиоподы массами появились в пресных водоемах как раз в то время, что и первые насекомые. С учетом генетического сходства все это побуждает думать, что у этих двух групп существовал общий предок, который впервые освоил пресные водоемы за несколько миллионов лет до начала Девонской эпохи, то есть примерно 423 — 416 миллионов лет назад. Интересно, что примерно тогда же вышли на завоевание суши первые Тетраподы. (Теперь мы уже понимаем, что это просто «четвероногие», но так как по-научному «ногами» считаются любые аналогичные конечности, в том числе и крылья, то к Тетраподам относятся также и птицы.) Они тоже вышли из пресной воды, где жили как первые амфибии. Суша, в отличие от морей и океанов, еще не была никем заселена, и произошло что-то вроде взрывного появления множества новых видов, быстро заселивших все мыслимые и немыслимые экологические ниши. Вот чем объясняется нынешнее многообразие видов насекомых.

Ученых давно мучил вопрос: почему насекомые, так разнообразно расплодившиеся на суше, не сумели сделать этого раньше, в соленых водах. И почему ракообразные, так блестяще освоившие эти воды, не смогли массами вторгнуться на сушу. Новое, изложенное выше объяснение эволюции насекомых показывает, что на самом деле ракообразные вторглись на сушу только в виде насекомых. А насекомые не смогли так же успешно вернуться в моря, потому что ко времени их появления ракообразные уже заняли все пригодные ниши в соленой воде. Главное, однако, в новой гипотезе происхождения насекомых состоит в том, что она просто, правдоподобно и убедительно объясняет, почему никто никогда не находил останки насекомых раньше Девонской эпохи.

Александр Сосланд