Эволюционный успех насекомым обеспечили крылья

Насекомые – самый многочисленный и разнообразный класс современных животных. Миллионы видов их занимают почти все мыслимые ниши для жизни на суше, хотя древнейшие бескрылые насекомые, жившие около 385 млн лет назад, были далеко не так многочисленны. На суше тогда доминировали их родственники, паукообразные и многоножки, и лишь около 325 млн лет назад палеонтологические летописи начинают сохранять действительно много останков и отпечатков насекомых.

С чем связана эта пауза в 60 млн лет? На этот счет существует несколько гипотез, самая популярная из которых связывает расцвет насекомых с содержанием кислорода в атмосфере. Еще в конце 1990-х Роберт Бернер (Robert A. Berner) показал, что уровень его за последние полмиллиарда лет колебался в интервале от 15 до 30 процентов. В позднем девонском периоде (420–360 млн лет назад) воздух содержал как раз крайне мало кислорода, и лишь к концу «паузы насекомых» уровень его поднялся достаточно для того, чтобы обеспечить их быстрый метаболизм и даже полет.

С другой стороны, возможно, что мы просто рассматриваем неверную картину, и породы, в которых могли бы сохраниться насекомые того периода, просто не дошли до нас. Недавно ученые из команды профессора Стэнфордского университета Кевина Бойса (Kevin Boyce) проверили и перепроверили обе ключевые гипотезы. Их работу публикует журнал Proceedings of The Royal Society B.

Для начала авторы обновили модели и расчеты Бернера с использованием новых накопленных с тех пор данных и алгоритмов. Эти уточнения позволили почти сразу отбросить важнейшую «кислородную» гипотезу: никакого снижения его уровня в воздухе в позднем девоне ученые не обнаружили. Был проведен анализ и древних пород, который также показал, что в девонских образцах нет ничего такого, что могло бы препятствовать сохранению останков насекомых.

Однако тут Бойс и его коллеги обратили внимание на другую особенность немногочисленных насекомых, сохранившихся от периода между 385 и 325 лет назад: у них нет крыльев. «Окаменелости выглядят так, как и должны выглядеть, если насекомые были редкими вплоть до момента, когда им удалось развить крылья, – говорит один из авторов работы Джонатан Пейн (Jonathan Payne), – после чего стали очень быстро увеличивать разнообразие и численность».

Ученые отмечают, что первыми в палеонтологических летописях появляются следы крылатых насекомых, похожих на стрекоз, а также на кузнечиков, – они представляют две современные группы крылатых насекомых, отличающихся анатомией крыльев: древнекрылых (прежде всего стрекоз) и новокрылых, куда входят разнообразные жуки, тараканы, пчелы, муравьи и т. п. Став первыми живыми существами планеты, которые освоили полет, насекомые получили колоссальное преимущество и сумели его реализовать.